CN108892156A - 一种用光卤石分解母液回收钾石盐的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用光卤石分解母液回收钾石盐的方法，包括以下步骤：(1)将光卤石分解母液预热至70～80℃，将预热的光卤石分解母液分为光卤石分解母液Ⅰ和光卤石分解母液Ⅱ；(2)将光卤石分解母液Ⅱ继续加热至沸腾，蒸发；然后冷却结晶、过滤，所得固相即为人造光卤石，液相为老卤；(3)无水热分解,得高温固液混合矿浆；(4)脱卤：将步骤(3)所得高温固液混合矿浆保温过滤，实现固液分离，得固体钾石盐和高温母液。本发明工艺流程简单、易操作，热能利用率高，避免了能源的浪费；具有良好的经济价值和升值空间，为多雨水、潮湿地区的光卤石生产氯化钾所产生的大量光卤石分解母液的利用提供了新的工艺路线和思路。

Description

一种用光卤石分解母液回收钾石盐的方法
技术领域
本发明涉及一种用光卤石分解母液回收钾石盐的方法，具体涉及无水条件下热分解人造光卤石矿制备钾石盐的方法。
背景技术
氯化钾肥料是农业上常见的肥料之一，主要是用浮选法从可溶性钾盐矿中提取。常见的可溶性钾盐主要包括光卤石、钾石盐；钾石盐可直接通过浮选法生产氯化钾；而光卤石则需用分解工艺，将其先分解为钾石盐，再用浮选法生产氯化钾。实际生产中常见的分解工艺为，将光卤石加水分解来获得钾石盐，而加水分解会产生大量的光卤石分解母液，一部分可用来浮选调浆，还有很大一部分多余的光卤石分解母液需要处理。
在地广人稀的干燥地区（比如我国的青海、新疆、西藏地区），盐田次生光卤石矿提取KCl时产生的母液，一般直接返回盐田自然蒸发；而在雨水充足、气候潮湿地区（比如我国南方及东南亚地区），一般采用蒸发结晶设备加温强制蒸发来处理此部分母液，获得人造光卤石矿，人造光卤石矿再返回加水分解工段加水分解。强制蒸发过程中需消耗大量热能资源，而且常规工艺中强制蒸发所得的人造光卤石矿，返回到加水分解工艺段分解获得钾石盐进入浮选，又将产生新的光卤石分解母液，如此循环将会消耗更多的热能去强制蒸发。如何利用此部分热能资源去无水分解人造光卤石矿，将是一个新的研究方向。
CN104163440A公开了一种地表光卤石矿生产氯化钾的方法，其步骤3中涉及到加水冷分解工艺，但其公开方案中，并没有公开处理不断累积的光卤石分解母液的方法。
CN104058428A公开了一种新型用光卤石生产氯化钾生产系统及方法，该方法主要创新点在于，用冷分解结晶设备去替代传统工艺中的光卤石分解设备，但冷分解结晶设备同样需要加入淡水来分解。不断累积的光卤石分解母液也未见处理方法。
CN107162019A公开了一种光卤石矿的加工方法，该工艺采用分解-筛分的方法生产KCl，该工艺中，分解工艺同样需要不断的加入淡水，会不断的产生新的光卤石分解母液，其公开的工艺流程中，虽然交代了部分母液返回至分解工段，但大部分分解母液仍无法处理。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种用光卤石分解母液回收钾石盐的方法，在某些自然条件无法实现盐田蒸发的地区，用光卤石冷分解-浮选生产氯化钾工艺所产生的大量光卤石分解母液，强制蒸发制备人造光卤石，利用强制蒸发产生的热能热分解人造光卤石制备钾石盐，实现无水分解人造光卤石矿。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种用光卤石分解母液回收钾石盐的方法，具体包括以下步骤：
(1)预热：将光卤石分解母液预热至70～80℃，将预热的光卤石分解母液分为光卤石分解母液Ⅰ和光卤石分解母液Ⅱ，光卤石分解母液Ⅰ占光卤石分解母液总质量的25%～30%，光卤石分解母液Ⅱ占光卤石分解母液总质量的70%～75%；
光卤石分解母液，是光卤石冷分解产生的液相，是KCl、NaCl、MgCl2的三相共饱和溶液（还可能含有其他微量元素）。
(2)蒸发结晶制备人造光卤石：将步骤（1）所得的光卤石分解母液Ⅱ继续加热至沸腾，控制蒸发水量为光卤石分解母液Ⅱ质量的28～35%；然后冷却结晶、过滤，所得固相即为人造光卤石，液相为老卤；
(3)无水热分解：将步骤(2)所得人造光卤石和步骤（1）所得光卤石分解母液Ⅰ按质量比1：2.0～2.8混合，温度控制在70～80℃，搅拌20～40分钟,得高温固液混合矿浆；
(4)脱卤：将步骤(3)所得高温固液混合矿浆保温过滤，实现固液分离，得固体钾石盐和高温母液。高温母液可加入步骤(2)的光卤石分解母液Ⅱ中，循环蒸发结晶。
进一步，可将步骤(2)所得老卤继续加热蒸发，控制蒸发水量为老卤质量的28%～35%，冷却后析出六水氯化镁即镁片，用于采空区井下回填。
采用本发明方法，可获得Mg2+质量百分数≤1.0%，K+质量百分数≥16.5%的钾石盐，是浮选法生产KCl的优质原料。
本发明工艺旨在利用光卤石分解母液蒸发制备人造光卤石过程中产生的热量，来热分解人造光卤石获得钾石盐，通过预热-蒸发结晶-热分解-脱卤的简单工艺，就可以获得钾石盐矿，给如何处理自然条件下无法实现盐田蒸发的地区利用光卤石矿生产KCl所产生的大量光卤石分解母液提供了新的思路。相比常规的用水来分解人造光卤石的工艺，其不需要用水分解，创造性地将光卤石分解母液蒸发过程中产生的热能二次利用于人造光卤石热分解，从而节省了水资源和能耗。
本发明工艺流程简单、易操作，热能利用率高，避免了能源的浪费；具有良好的经济价值和升值空间，为多雨水、潮湿地区的光卤石生产氯化钾所产生的大量光卤石分解母液的利用提供了新的工艺路线和思路。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。本发明实施例所使用的原料为光卤石分解母液，实施例1～3光卤石分解母液元素组成如表1所示（还可能含有的其他微量元素未检测，也未计算在内）：
实施例1
本实施例包括以下步骤：
(1)预热：将光卤石分解母液预热至75℃，将预热的光卤石分解母液分为光卤石分解母液Ⅰ和光卤石分解母液Ⅱ，光卤石分解母液Ⅰ占光卤石分解母液总质量的27.8%，光卤石分解母液Ⅱ占光卤石分解母液总质量的72.2%；
光卤石分解母液，是光卤石冷分解产生的液相，是KCl、NaCl、MgCl2的三相共饱和溶液（还可能含有其他微量元素）。
(2)蒸发结晶制备人造光卤石：将步骤（1）所得的光卤石分解母液Ⅱ继续加热至沸腾，控制蒸发水量为光卤石分解母液Ⅱ质量的30%；然后冷却结晶、过滤，所得固相即为人造光卤石，液相为老卤；
老卤蒸发制备镁片：将步骤(2)所得老卤继续加热蒸发，控制蒸发水量为老卤质量的29.5%，冷却后析出六水氯化镁即镁片，用于采空区井下回填。
(3)无水热分解：将步骤(2)所得人造光卤石和步骤（1）所得光卤石分解母液Ⅰ按质量比1∶2.4混合，温度控制在75℃，搅拌30分钟,得高温固液混合矿浆；
(4)脱卤：将步骤(3)所得高温固液混合矿浆保温过滤，实现固液分离，得固体钾石盐和高温母液。高温母液可加入步骤(2)的光卤石分解母液Ⅱ中，循环蒸发结晶。
本实施例所得钾石盐Mg2+质量百分数0.812%，K+质量百分数为17.23%，是浮选法生产KCl的优质原料。
实施例2
本实施例包括以下步骤：
(1)预热：将光卤石分解母液预热至78℃，将预热的光卤石分解母液分为光卤石分解母液Ⅰ和光卤石分解母液Ⅱ，光卤石分解母液Ⅰ占光卤石分解母液总质量的26.5%，光卤石分解母液Ⅱ占光卤石分解母液总质量的73.5%；
光卤石分解母液，是光卤石冷分解产生的液相，是KCl、NaCl、MgCl2的三相共饱和溶液（还可能含有其他微量元素）。
(2)蒸发结晶制备人造光卤石：将步骤（1）所得的光卤石分解母液Ⅱ继续加热至沸腾，控制蒸发水量为光卤石分解母液Ⅱ质量的32%；然后冷却结晶、过滤，所得固相即为人造光卤，液相为老卤；
老卤蒸发制备镁片：将步骤(2)所得老卤继续加热蒸发，控制蒸发水量为老卤质量的31%，冷却后析出六水氯化镁即镁片，用于采空区井下回填。
(3)无水热分解：将步骤(2)所得人造光卤石和步骤（1）所得光卤石分解母液Ⅰ按质量比1：2.2混合，温度控制在78℃，搅拌20分钟,得高温固液混合矿浆；
(4)脱卤：将步骤(3)所得高温固液混合矿浆保温过滤，实现固液分离，得固体钾石盐和高温母液，钾石盐堆放冷却留用；高温母液加入步骤(2)的光卤石分解母液Ⅱ中，循环蒸发结晶。
本实施例中，所得钾石盐中，Mg2+质量百分数0.732%，K+质量百分数为17.65%，是浮选法生产KCl的优质原料。
实施例3
本实施例包括以下步骤：
(1)预热：将光卤石分解母液预热至72℃，将预热的光卤石分解母液分为光卤石分解母液Ⅰ和光卤石分解母液Ⅱ，光卤石分解母液Ⅰ占光卤石分解母液总质量的30%，光卤石分解母液Ⅱ占光卤石分解母液总质量的70%；
光卤石分解母液，是光卤石冷分解产生的液相，是KCl、NaCl、MgCl2的三相共饱和溶液（还可能含有其他微量元素）。
(2)蒸发结晶制备人造光卤石：将步骤（1）所得的光卤石分解母液Ⅱ继续加热至沸腾，控制蒸发水量为光卤石分解母液Ⅱ质量的28%；然后冷却结晶、过滤，所得固相即为人造光卤石，液相为老卤；
老卤蒸发制备镁片：步骤(2)所得老卤继续加热蒸发，控制蒸发水量为老卤质量的33.5%，冷却后析出六水氯化镁即镁片，用于采空区井下回填。
(3)无水热分解：将步骤(2)所得人造光卤石和步骤（1）所得光卤石分解母液Ⅰ按质量比1：2.6混合，温度控制在72℃，搅拌40分钟,得到高温固液混合矿浆。
(4)脱卤：将步骤(3)所得高温固液混合矿浆保温过滤，实现固液分离，得固体钾石盐和高温母液，钾石盐堆放冷却留用。高温母液加入步骤(2)的光卤石分解母液Ⅱ中，循环蒸发结晶。
本实施例中，所得钾石盐 Mg2+质量百分数0.892%，K+质量百分数为16.89%，是浮选法生产KCl的优质原料。

Claims (4)

1.一种用光卤石分解母液回收钾石盐的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)预热：将光卤石分解母液预热至70～80℃，将预热的光卤石分解母液分为光卤石分解母液Ⅰ和光卤石分解母液Ⅱ，光卤石分解母液Ⅰ占光卤石分解母液总质量的25%～30%，光卤石分解母液Ⅱ占光卤石分解母液总质量的70%～75%；
(2)蒸发结晶制备人造光卤石：将步骤（1）所得的光卤石分解母液Ⅱ继续加热至沸腾，控制蒸发水量为光卤石分解母液Ⅱ质量的28～35%；然后冷却结晶、过滤，所得固相即为人造光卤石，液相为老卤；
(3)无水热分解：将步骤(2)所得人造光卤石和步骤（1）所得光卤石分解母液Ⅰ按质量比1：2.0～2.8混合，温度控制在70～80℃，搅拌20～40分钟,得高温固液混合矿浆；
(4)脱卤：将步骤(3)所得高温固液混合矿浆保温过滤，实现固液分离，得固体钾石盐和高温母液。
2.根据权利要求1所述的用光卤石分解母液回收钾石盐的方法，其特征在于，步骤（1）中，光卤石分解母液，是光卤石冷分解产生的液相，是KCl、NaCl、MgCl2的三相共饱和溶液。
3.根据权利要求1或2所述的用光卤石分解母液回收钾石盐的方法，其特征在于，将步骤(2)所得老卤继续加热蒸发，控制蒸发水量为老卤质量的28%～35%，冷却后析出六水氯化镁即镁片，用于采空区井下回填。
4.根据权利要求1或2所述的用光卤石分解母液回收钾石盐的方法，其特征在于，步骤（4）中，高温母液加入步骤(2)的光卤石分解母液Ⅱ中，循环蒸发结晶。
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