CN109896537B - 一种回收利用结晶器溢流的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种回收利用结晶器溢流的方法，包括，第一步骤S1，将原料进行分解、结晶，得到底流料浆和结晶器溢流；第二步骤S2，统一收集所述结晶器溢流；第三步骤S3，将所述结晶器溢流进行三相分离处理，得到氯化钾料浆、清液、泡沫；第四步骤S4，调节所述清液的质量浓度，得到分解母液；第五步骤S5，将所述分解母液分配至各结晶器1。本发明减少了KCl损失的量；排除了氯化钠泡沫以及氯化钾存在的干扰，使在利用分解母液进行分解结晶时更加可控；使得各结晶器所利用的分解母液成分相同，便于控制产品的质量。

Description

一种回收利用结晶器溢流的方法和系统

技术领域

本发明总体涉及氯化钾生产领域，更具体地，涉及“反浮选-冷结晶”法生产氯化钾(KCl)的过程中，一种回收利用结晶器溢流的方法和系统。

背景技术

利用“反浮选-冷结晶”法生产氯化钾(KCl)的过程中，冷结晶工序非常重要，此工序的设备主要包括结晶器和细晶罐，细晶罐的作用是配制分解母液，并将分解母液供给至结晶器，结晶器的作用是使原料在结晶器中与分解母液混合，进行分解和结晶。现有的冷结晶工序的设备由单台结晶器和与之配套的细精罐组成，即一台结晶器配置一个细晶罐，多个结晶器并联排列，结晶器溢流分别流进细晶罐和溢流罐，流进细晶罐的溢流和加入细晶罐中的淡水在细晶罐中配制成结晶器所需要的分解母液，分解母液再进入结晶器，进行原料的分解和结晶。这种方法中，循环利用流入细晶罐的这一部分溢流液配制分解母液，然后再返回结晶器中，节省了淡水的使用量，还能回收利用这部分溢流中的氯化钾。

现有冷结晶工序中，也存在一定的不足。结晶器产生底流料浆和溢流，溢流中含有0～1％的固相氯化钾以及氯化钠泡沫，一部分溢流直接排出，会导致这部分溢流中固相氯化钾小颗粒通过系统外出，造成资源的浪费。另一部分溢流输送至细精罐进行分解母液的配制，会导致配制的分解母液中含有包裹了氯化钠的泡沫，包裹了氯化钠的泡沫再次进入结晶器，会严重影响结晶效果。另外，在结晶器的运行需要对分解母液的质量浓度进行限制，由于一个结晶器配套一个细精罐，导致所有的分解母液都要分别进行质量浓度控制，一方面多套结晶器在使用时，使设备维修费用较高等问题，另一方面各结晶器的分解母液质量浓度控制不能处在同一水平，人为经验误差较大，会影响最终产品的产率或者质量。

发明内容

本发明需要解决的问题是，解决“反浮选-冷结晶”法中部分KCl损失的问题；解决包裹有NaCl的泡沫干扰结晶的问题；解决各结晶器1分解母液质量浓度不统一，导致的产品质量难以控制的问题。

为了至少解决上述问题之一，本发明提供了一种回收利用结晶器溢流的方法，包括，第一步骤S1，将原料进行分解、结晶，得到底流料浆和结晶器溢流；第二步骤S2，统一收集所述结晶器溢流；第三步骤S3，将所述结晶器溢流进行三相分离处理，得到氯化钾料浆、清液、泡沫；第四步骤S4，调节所述清液的质量浓度，得到分解母液；第五步骤S5，将所述分解母液分配至各结晶器1。

根据本发明的一个实施方式，所述结晶器溢流是用“反浮选-冷结晶”法生产氯化钾的过程中，由结晶器1产生的带有泡沫的溢流。

根据本发明的一个实施方式，所述第三步骤S3还包括，将所述氯化钾料浆与底流料浆混合进入下一工序，将所述泡沫排入尾盐池。

根据本发明的一个实施方式，所述第四步骤S4中，向所述清液中加入淡水，调节所述分解母液波美度范围达到23-26°Be。

根据本发明的一个实施方式，所述三相分离处理的方法至少包括浓缩、沉淀、刮耙中的一种或多种。

根据本发明的一个实施方式，所述三相分离处理包括，通过重力沉降将所述结晶器溢流进行浓缩，使所述氯化钾料浆的含固量为35％～40％。

根据本发明的一个实施方式，第五步骤S5中所述分配是指存在多个结晶器1时，向结晶器1输入与各结晶器1的进料量相匹配的分解母液。

根据本发明的另一个方面，提供了一种回收利用结晶器溢流的系统，包括，一个或多个结晶器1、三相分离浓密机2、母液配制罐3，所述结晶器1用于分解结晶原料，得到底流料浆和结晶器溢流；所述三相分离浓密机2与所述结晶器1连接，用于统一收集所述结晶器溢流，还用于将所述结晶器溢流进行三相分离处理，得到氯化钾料浆、清液、泡沫；所述母液配制罐3与所述三相分离浓密机2连接，用于调节所述清液的质量浓度，得到分解母液；所述母液配制罐3与所述结晶器1连接，用于将所述分解母液分别输送至各结晶器1。

根据本发明的一个实施方式，所述三相分离浓密机2包括浓密机主体、位于所述浓密机主体底部的底流口21、位于所述浓密机主体的侧壁的清液口22和泡沫口23，所述浓密机主体用于浓缩、沉淀处理所述结晶器溢流；所述底流口21用于排出氯化钾料浆；所述清液口22用于排出所述清液；所述泡沫口23用于排出所述泡沫。

根据本发明的一个实施方式，所述的系统，还包括第一流量计41、第二流量计42、一个或多个结晶器流量计43、分解母液分配泵44，所述第一流量计41位于所述母液配制罐3与所述三相分离浓密机2之间，用于计量母液配制罐3内的清液的量；所述第二流量计42与所述母液配制罐3连接，用于计量向所述母液配制罐3输送的淡水的量；所述结晶器流量计43的数量与结晶器1的数量相匹配，每个所述结晶器流量计43与相对应的所述结晶器1连接，用于根据结晶器1的进料量控制进入结晶器1的分解母液的量；所述分解母液分配泵44连接在所述母液配制罐3与所述结晶器流量计43之间，用于驱动所述分解母液向所述结晶器1流动。

本发明减少了现有技术中排出的溢流液数量，也就减少了部分KCl损失的量；同时，通过三相分离，在配制分解母液时，排除了氯化钠泡沫以及氯化钾存在的干扰，使在利用分解母液进行分解结晶时更加可控；通过将结晶器溢流液统一收集，统一配制，统一分配，使得各结晶器1所利用的分解母液成分相同，便于控制产品的质量；通过控制氯化钾料浆的含固量为35％～40％，使得所述氯化钾料浆能够与结晶器1的底流料浆混合进入下一个工序，同时，上述含固量的设定，使清液中的KCl浓度较低，在配制分解母液时能够较快捷的达到23-26°Be，同时，使清液保持一定的浓度，避免破开包裹NaCl的泡沫，使泡沫容易被分离。

附图说明

图1是一种回收利用结晶器溢流的系统；

图2是一种三相分离浓密机的示意图；

图3是一种回收利用结晶器溢流的系统的控制装置的示意图；以及

图4是一种回收利用结晶器溢流的方法的步骤示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，参考标号是指本发明中的组件、技术，以便本发明的优点和特征在适合的环境下实现能更易于被理解。下面的描述是对本发明权利要求的具体化，并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。

图1示出了一种回收利用结晶器溢流的系统。

如图1所示，一种回收利用结晶器溢流的系统，包括，一个或多个结晶器1、三相分离浓密机2、母液配制罐3，所述结晶器1用于分解结晶原料，得到底流料浆和结晶器溢流；所述三相分离浓密机2与所述结晶器1连接，用于统一收集所述结晶器溢流，还用于将所述结晶器溢流进行三相分离处理，得到氯化钾料浆、清液、泡沫；所述母液配制罐3与所述三相分离浓密机2连接，用于调节所述清液的质量浓度，得到分解母液；所述母液配制罐3与所述结晶器1连接，用于将所述分解母液分别输送至各结晶器1。

图1中，上图为单个结晶器1运行时，回收利用结晶器溢流的系统的示意图。下图为多个结晶器1运行时，回收利用结晶器溢流的系统的示意图。

所述原料是指光卤石矿经过反浮选工序之后的氯化钾料浆，其中含有氯化钾、少量的氯化钠以及游离的或者与氯化钠结合的浮选药剂。将原料和分解母液投放至所述结晶器1中，并根据原料的进料量控制分解母液的加入量，使原料在所述结晶器1内分解结晶，产生底流料浆和结晶器溢流，结晶器溢流中含有氯化钠泡沫和0-1％的固相，这部分固相中氯化钾含量大约在30-70％。将所述结晶器1的溢流统一收集到所述三相分离浓密机2中，进行泡沫、清液和氯化钾料浆的三相分离。所述三相分离浓密机2可以是将传统浓密机的基础上增加一个清液溢出槽，控制浓密机的液位，使泡沫与清液从不同的出口流出，达到分离的目的。所得的泡沫直接排放至尾盐池，所得的清液中氯化钾和氯化钠的含量大幅度的降低。将所述清液收集到母液配制罐3，向所述母液配制罐3中加入淡水，调节其波美度到23-26°Be，得到分解母液。由于所述清液中氯化钾和氯化钠含量都很低，在配置所述分解母液时，其波美度更加容易调节到需要的范围。另外，由于将清液和泡沫分离，使得泡沫不会通过返回分解母液，进一步返回结晶器1内，干扰分解结晶的过程。氯化钠泡沫对结晶效果的影响非常大，由于在测算分解母液与进料量时，其参考的数据之一是分解母液的波美度，一方面，分解母液中存在氯化钠泡沫，将会影响其波美度的测算，即使所述氯化钠泡沫由于淡水量比较大时，被淡水破开泡沫，释放其中的氯化钠，但泡沫中的浮选药剂部分始终存在于分解母液中，在分解结晶器1内浮选药剂再次与氯化钠结合，导致结晶过程的离子浓度不可控，导致结晶效果不稳定。

本发明解决了氯化钠泡沫对结晶器1中结晶过程的影响，使结晶过程的可控性更强。

在图1的下图中，多个结晶器1并列设置，对于需要批量处理物料，这种设置会增大处理效率。本发明中，将多个结晶器1产生的结晶器溢流统一收集，统一配制分解母液，并按照各自结晶器1的进料量进行分配，使各结晶器1的分解母液具备相同波美度，提供基本相同的结晶条件，使结晶器1的批量控制更加便捷，克服了单独调节各结晶器1的结晶条件造成产品质量不稳的缺陷。

在图1中，所述三相分离浓密机2产生的氯化钾料浆，其成分与结晶器1产生的底流料浆成分相似，可以直接输送至“反浮选-冷结晶”制备氯化钾的工艺中的后续工序继续处理，也就是精制工序，不断提纯氯化钾的过程。

图2示出了一种三相分离浓密机2的示意图。

如图2所示，所述三相分离浓密机2包括浓密机主体、位于所述浓密机主体底部的底流口21、位于所述浓密机主体的侧壁的清液口22和泡沫口23，所述浓密机主体用于浓缩、沉淀处理所述结晶器溢流；所述底流口21用于排出氯化钾料浆；所述清液口22用于排出所述清液；所述泡沫口23用于排出所述泡沫。

所述清液口22与所述泡沫口23可以如图2中所示的呈高低阶梯排列，在进行三相分离时，需要控制所述浓密机主体内的液面高低，使泡沫与部分清液从所述泡沫口23溢出，清液从所述清液口22溢出，从而避免泡沫再次进入分解结晶器1。

在所述三相分离浓密机2中，控制浓缩的倍数以及刮耙的速度，使所述氯化钾料浆的含固量为35％～40％，这种控制是与现有技术中尽可能的增加浓密机的底流料浆的含固量是不同的，本发明中控制氯化钾料浆的含固量，一方面使其成分与底流料浆比较接近，另一方面，使结晶器溢流在浓密机内停留时间缩短，使浓密机内产生的清液能够快速供应到各结晶器1中。含固量控制增高时，会导致氯化钠泡沫重新溶入清液中；含固量控制降低时，会导致清液中的氯化钾含量较高。这两种情况都不利于分解结晶的过程。

图3示出了一种回收利用结晶器溢流的系统的控制装置的示意图。

如图3所示，所述的系统，还包括第一流量计41、第二流量计42、一个或多个结晶器流量计43、分解母液分配泵44，所述第一流量计41位于所述母液配制罐3与所述三相分离浓密机2之间，用于计量母液配制罐3内的清液的量；所述第二流量计42与所述母液配制罐3连接，用于计量向所述母液配制罐3输送的淡水的量；所述结晶器流量计43的数量与结晶器1的数量相匹配，每个所述结晶器流量计43与相对应的所述结晶器1连接，用于根据结晶器1的进料量控制进入结晶器1的分解母液的量；所述分解母液分配泵44连接在所述母液配制罐3与所述结晶器流量计43之间，用于驱动所述分解母液向所述结晶器1流动。

所述第一流量计41测量从所述三相分离浓密机2向所述母液配制罐3输送的清液的流量，确定清液的波美度，并根据这两个数据确定需要向所述母液配制罐3内输送的淡水的量，也就是所述第二流量计42控制的进入所述母液配制罐3中的淡水的量。经过在所述母液配制罐3中的配置，得到分解母液，然后根据各结晶器中投放的原料的量，测算出应该向各结晶器中投入的分解母液的量，然后由各结晶器独立对应的结晶器流量计43控制进入结晶器的分解母液的流量。在输送过程中，可以如图3所示的安装一个驱动泵，即分解母液分配泵，还可以根据需要设置多个动力泵。

图4示出了一种回收利用结晶器溢流的方法的步骤示意图。

如图4所示，一种回收利用结晶器溢流的方法，包括，第一步骤S1，将原料进行分解、结晶，得到底流料浆和结晶器溢流；第二步骤S2，统一收集所述结晶器溢流；第三步骤S3，将所述结晶器溢流进行三相分离处理，得到氯化钾料浆、清液、泡沫；第四步骤S4，调节所述清液的质量浓度，得到分解母液；第五步骤S5，将所述分解母液分配至各结晶器1。

根据本发明的一个实施方式，所述结晶器溢流是用“反浮选-冷结晶”法生产氯化钾的过程中，由结晶器1产生的带有氯化钠泡沫的溢流。

根据本发明的一个实施方式，所述第三步骤S3还包括，将所述氯化钾料浆与底流料浆混合进入下一工序，将所述泡沫排入尾盐池。

所述下一工序是指“反浮选-冷结晶”生产氯化钾工艺中，分解结晶之后的精制工序，包括筛分、离心处理、再浆洗等。由于本发明中控制了所述氯化钾料浆的含固量，使其能够与结晶器1产生的底流料浆一同进入后续工序。

根据本发明的一个实施方式，所述第四步骤S4中，向所述清液中加入淡水，调节所述分解母液波美度范围达到23-26°Be。

根据本发明的一个实施方式，所述三相分离处理的方法至少包括浓缩、沉淀、刮耙中的一种或多种。

所述三相分离处理，包括利用现有技术中的浓缩、重力沉降、慢速搅拌即刮耙等方法，使所述结晶器溢流分成明显的三相，然后设置不同的输送方法，将三相分离。

根据本发明的一个实施方式，所述三相分离处理包括，通过重力沉降将所述结晶器溢流进行浓缩，使所述氯化钾料浆的含固量为35％～40％。

根据本发明的一个实施方式，第五步骤S5中所述分配是指存在多个结晶器1时，向结晶器1输入与各结晶器1的进料量相匹配的分解母液。

本发明减少了现有技术中排出的溢流液数量，也就减少了部分KCl损失的量；同时，通过三相分离，在配制分解母液时，排除了氯化钠泡沫以及氯化钾存在的干扰，使在利用分解母液进行分解结晶时更加可控；通过将结晶器溢流液统一收集，统一配制，统一分配，使得各结晶器所利用的分解母液成分相同，便于控制产品的质量；通过控制氯化钾料浆的含固量为35％～40％，使得所述氯化钾料浆能够与结晶器的底流料浆混合进入下一个工序，同时，上述含固量的设定，使清液中的KCl浓度较低，在配制分解母液时能够较快捷的达到23-26°Be，同时，使清液保持一定的浓度，避免破开包裹NaCl的泡沫，使泡沫容易被分离。

应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

Claims (9)

1.一种回收利用结晶器溢流的方法，包括，

第一步骤(S1)，将原料进行分解和结晶，得到底流料浆和结晶器溢流；

第二步骤(S2)，统一收集所述结晶器溢流；

第三步骤(S3)，在三相分离浓密机中将所述结晶器溢流进行三相分离处理，得到氯化钾料浆、清液、泡沫；

第四步骤(S4)，调节所述清液的质量浓度，得到分解母液；

第五步骤(S5)，将所述分解母液分配至各结晶器；

所述结晶器溢流是用“反浮选-冷结晶”法生产氯化钾的过程中，由结晶器产生的带有泡沫的溢流。

2.根据权利要求1所述的方法，所述第三步骤(S3)还包括，将所述氯化钾料浆与底流料浆混合进入下一工序，将所述泡沫排入尾盐池。

3.根据权利要求1所述的方法，所述第四步骤(S4)中，向所述清液中加入淡水，调节所述分解母液波美度范围达到23-26°Be。

4.根据权利要求1所述的方法，所述三相分离处理的方法至少包括浓缩、沉淀、刮耙中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的方法，所述三相分离处理包括，通过重力沉降将所述结晶器溢流进行浓缩，使所述氯化钾料浆的含固量为35％～40％。

6.根据权利要求1所述的方法，第五步骤(S5)中所述分配是指存在多个结晶器时，向结晶器输入与各结晶器的进料量相匹配的分解母液。

7.一种回收利用结晶器溢流的系统，包括，一个或多个结晶器(1)、三相分离浓密机(2)、母液配制罐(3)，

所述结晶器(1)用于分解结晶原料，得到底流料浆和结晶器溢流；

所述三相分离浓密机(2)与所述结晶器(1)连接，用于统一收集所述结晶器溢流，还用于将所述结晶器溢流进行三相分离处理，得到氯化钾料浆、清液、泡沫；

所述结晶器溢流是用“反浮选-冷结晶”法生产氯化钾的过程中，由结晶器产生的带有泡沫的溢流；

所述母液配制罐(3)与所述三相分离浓密机(2)连接，用于调节所述清液的质量浓度，得到分解母液；

所述母液配制罐(3)与所述结晶器(1)连接，用于将所述分解母液分别输送至各结晶器(1)。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述三相分离浓密机(2)包括浓密机主体、位于所述浓密机主体底部的底流口(21)、位于所述浓密机主体的侧壁的清液口(22)和泡沫口(23)，

所述浓密机主体用于浓缩、沉淀处理所述结晶器溢流；

所述底流口(21)用于排出氯化钾料浆；

所述清液口(22)用于排出所述清液；

所述泡沫口(23)用于排出所述泡沫。

9.根据权利要求7所述的系统，还包括第一流量计(41)、第二流量计(42)、一个或多个结晶器流量计(43)、分解母液分配泵(44)，

所述第一流量计(41)位于所述母液配制罐(3)与所述三相分离浓密机(2)之间，用于计量母液配制罐(3)内的清液的量；

所述第二流量计(42)与所述母液配制罐(3)连接，用于计量向所述母液配制罐(3)输送的淡水的量；

所述结晶器流量计(43)的数量与结晶器(1)的数量相匹配，每个所述结晶器流量计(43)与相对应的所述结晶器(1)连接，用于根据结晶器(1)的进料量控制进入结晶器(1)的分解母液的量；

所述分解母液分配泵(44)连接在所述母液配制罐(3)与所述结晶器流量计(43)之间，用于驱动所述分解母液向所述结晶器(1)流动。

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