CN112062142A - 一种利用粗钾制取氯化钾的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种利用粗钾制取氯化钾的方法，包括第一步骤，将所述粗钾利用浆洗液进行再浆洗涤，得到料浆；第二步骤，将所述料浆离心分离，得到精钾和离心液；第三步骤，将所述离心液经重力沉降，得到溢流液和底流，将所述溢流液结晶，析出得到氯化钾；第四步骤，将所述底流经真空抽液分离，得到滤饼和滤液；第五步骤，将所述滤液与淡水混合，作为浆洗液。一种利用粗钾制取氯化钾的装置，包括再浆洗罐、离心机、浓密机、结晶器、水平带式过滤机和混合罐。本发明解决了粗钾制取氯化钾过程中，提取小颗粒氯化钾的技术问题，取得延长离心筛网使用寿命、节省工质循环的生产负荷、提高生产效率和产能、拓宽氯化钾产品粒度范围的有益效果。
Description
技术领域
本发明总体涉及化工领域，更具体地，涉及用粗钾制取氯化钾的技术。
背景技术
光卤石的化学式是KCl·MgCl2·6H2 O。利用光卤石生产氯化钾，光卤石经过“反浮选-冷结晶”等工序后，得到粗钾。粗钾含有60～80％氯化钾，并含有氯化镁和少量的氯化钠。
对粗钾进行再浆洗涤，脱去其中的杂质，得到料浆；用离心机2对料浆固液分离出精钾和离心液，精钾是纯度高的氯化钾；用浓密机3将离心液分离成溢流液和底流，溢流液用于结晶析出氯化钾，底流返回粗钾再浆洗涤工序。
上述用粗钾制精钾的工艺中，粒径小于0.2mm的小颗粒氯化钾在离心作业时穿过离心机2的筛网，进入浓密机3后沉降在底流中，跟随底流返回粗钾再浆洗涤工序，然后在离心作业时继续穿滤，无法从循环工质中分离出来，造成小颗粒氯化钾一直在系统中无效循环，既增加生产负荷，又增加生产成本，而且对离心机2筛网冲刷磨损严重，筛网寿命短。
而且，采用淡水再浆洗涤粗钾，粗钾中的小颗粒氯化钾相比于大颗粒氯化钾更容易溶解在料浆中，这部分溶解的氯化钾进入浓密机3的溢流液，跟随溢流液结晶析出氯化钾固态物，则这部分小颗粒氯化钾没能保持颗粒固态直接从粗钾中分离出来，造成生产成本和负荷的增加。
因此，需要改进和优化利用粗钾制取氯化钾精钾的工艺，解决现有技术中无法将粗钾中的小颗粒固态氯化钾直接分离出来的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种利用粗钾制取氯化钾的方法，包括第一步骤S1，将所述粗钾利用浆洗液进行再浆洗涤，得到料浆；第二步骤S2，将所述料浆离心分离，得到精钾和离心液；第三步骤S3，将所述离心液经重力沉降，得到溢流液和底流，将所述溢流液结晶，析出得到氯化钾；第四步骤S4，将所述底流经真空抽液分离，得到滤饼和滤液；第五步骤S5，将所述滤液与淡水混合，作为浆洗液。
在一个优选的实施例中，设置所述第二步骤S2离心筛网的目数，使粒径大于0.2mm的氯化钾形成所述精钾，小于0.2mm的氯化钾颗粒穿透筛网；所述精钾占比所述利用粗钾制取氯化钾的方法得到的氯化钾总产能的80～90％。
在一个优选的实施例中，设置所述第四步骤S4滤布的纱支数，使粒径介于0.001～0.2mm的氯化钾形成所述滤饼；所述滤饼占比所述利用粗钾制取氯化钾的方法得到的氯化钾总产能的8～15％。
本发明还提供了一种利用粗钾制取氯化钾的装置，包括再浆洗罐1、离心机2、浓密机3、结晶器4、水平带式过滤机5和混合罐6；所述再浆洗罐1，用于将所述粗钾利用浆洗液进行再浆洗涤，得到料浆；所述离心机2与所述再浆洗罐1连接，用于将所述料浆离心分离，得到精钾和离心液；所述浓密机3与所述离心机2连接，用于将所述离心液经重力沉降，得到溢流液和底流；所述结晶器4与所述浓密机3连接，用于将所述溢流液结晶，析出得到氯化钾；所述水平带式过滤机5与所述浓密机3连接，用于将所述底流经真空抽液分离，得到滤饼和滤液；所述混合罐6与所述水平带式过滤机5连接，用于将所述滤液与淡水混合，制取浆洗液，所述混合罐6与所述再浆洗罐1连通。
在一个优选的实施例中，设置所述离心机2的筛网的目数，使粒径小于0.2mm的氯化钾无法穿透所述筛网。
在一个优选的实施例中，设置所述水平带式过滤机5的滤布的纱支数，使使粒径介于0.001～0.2mm的氯化钾形成所述滤饼。
采用上述方法或装置利用粗钾制取氯化钾精钾，先离心提取出粒径大于0.2mm的大颗粒氯化钾，保证了系统产能和生产效率；然后将粒径小于0.2mm的小颗粒氯化钾从循环工质中分离出来，取得延长离心机2筛网使用寿命、节省工质循环的生产负荷、提高生产效率和产能、拓宽氯化钾产品粒度范围的有益效果。
附图说明
图1是利用粗钾制取氯化钾的工艺流程图；
图2是利用粗钾制取氯化钾的装置示意图。
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示出了利用粗钾制取氯化钾的工艺流程图。
如图1所示，一种利用粗钾制取氯化钾的方法，包括第一步骤S1，将所述粗钾利用浆洗液进行再浆洗涤，得到料浆；第二步骤S2，将所述料浆离心分离，得到精钾和离心液；第三步骤S3，将所述离心液经重力沉降，得到溢流液和底流，将所述溢流液结晶，析出得到氯化钾；第四步骤S4，将所述底流经真空抽液分离，得到滤饼和滤液；第五步骤S5，将所述滤液与淡水混合，作为浆洗液。
所述第一步骤S1，将所述粗钾利用浆洗液进行再浆洗涤，得到的料浆是固液混合物，固相是氯化钾，粗钾中的卤化物等杂志溶解在液相中。
所述粗钾是利用光卤石矿浆经“反浮选-冷结晶”制备成，含有60～80％氯化钾。再浆洗涤的作用是洗去粗钾中的杂质。
本发明中，所述浆洗液是用于洗涤粗钾、制备料浆的溶液。首次执行再浆洗涤时，采用淡水作为浆洗液，当所述底流经真空抽液分离，得到滤饼和滤液后，将所述滤液与淡水混合后作为浆洗液，所述滤液含有少量氯化镁、氯化钾以及氯化钠。
当所述浆洗液为淡水时，淡水溶解粗钾中的杂质的同时，还溶解了一部分氯化钾，从而导致精钾产率降低。
本发明用浆洗液替代淡水再浆洗涤粗钾，浆洗液溶解有氯化型盐，因此，相比于淡水，用含有氯化型盐的浆洗液洗涤粗钾，减少粗钾中的氯化钾的溶解，使离心分离得到的精钾产率提高。
对粗钾再浆洗涤后得到的料浆，先进行离心作业，以得到精钾。料浆离心分离出的固相是精钾。
离心筛网孔径的大小，决定了离心提取精钾的产量。离心筛网的孔径越大，穿滤的氯化钾越多，离心得到的精钾越少。但是，离心筛网的孔径越小，越容易被穿滤的氯化钾颗粒冲刷破坏其筛网，孔径被越冲越大，穿滤的氯化钾越来越多，离心得到精钾的产量会越来越低。所以，适中选择离心筛网的孔径，是影响精钾产量和颗粒均匀度的重要因素。
粗钾中，约80～90％(质量)氯化钾的粒径大于0.2mm，即大颗粒氯化钾。
在一个优选的实施例中，设置所述第二步骤S2离心筛网的目数，使粒径大于0.2mm的氯化钾被离心分离出来，小于0.2mm的氯化钾颗粒穿透筛网；所述精钾占比所述利用粗钾制取氯化钾的方法得到氯化钾总产能的80～90％。
为提高生产效率、减少更换离心筛网的频率、控制精钾粒径均匀度，设置离心筛网的目数，使粒径大于0.2mm的氯化钾从料浆中分离出来，让粒径小于0.2mm的小颗粒氯化钾穿过离心机2的筛网，悬浮在所述离心液中。
本发明中，利用浓密机3将所述离心液沉降分离，借助安装于浓密机3内慢速运转的耙的作用，使增稠的底流从浓密机3底部的底流口卸出，浓密机3上部产生澄清的溢流液，由顶部的环形溜槽排出，可做结晶处理得到氯化钾。所述底流中含有小颗粒氯化钾。
本发明中，利用水平带式过滤机5收集离心穿滤的小颗粒氯化钾。
在一个优选的实施例中，设置所述第四步骤S4滤布的纱支数，使粒径介于0.001～0.2mm的氯化钾形成所述滤饼；所述滤饼占比所述利用粗钾制取氯化钾的方法得到的氯化钾总产能的8～15％。
将从浓密机3底部排出的底流导入水平带式过滤机5，得到水平带上形成的干燥滤饼和被真空泵抽出的滤液。所述滤饼是粒径小于0.2mm的小颗粒氯化钾。
本发明中，小颗粒氯化钾被水平带式过滤机5制成干燥的滤饼，从系统循环中提取出来，不仅降低对离心机2筛网的冲刷，而且解决了小颗粒氯化钾在工质中无效循环的问题，提升氯化钾产能和产品颗粒范围。
本发明所述方法的一个实施例，通过控制离心筛网孔径，使精钾产量稳定度从原来占比总产量在50～90％(筛网冲刷破坏导致精钾产量波动)，提高到80～90％。通过安装水平带式过滤机5，与没安装时比较，离心机2筛网的更换率延长了1～6个月，增产的小颗粒氯化钾占比总氯化钾产能8～15％。
图2示出了利用粗钾制取氯化钾的一个实施例的装置示意图。
如图2所示，一种利用粗钾制取氯化钾的装置，包括再浆洗罐1、离心机2、浓密机3、结晶器4、水平带式过滤机5和混合罐6；所述再浆洗罐1，用于将所述粗钾利用浆洗液进行再浆洗涤，得到料浆；所述离心机2与所述再浆洗罐1连接，用于将所述料浆离心分离，得到精钾和离心液；所述浓密机3与所述离心机2连接，用于将所述离心液经重力沉降，得到溢流液和底流；所述结晶器4与所述浓密机3连接，用于将所述溢流液结晶，析出得到氯化钾；所述水平带式过滤机5与所述浓密机3连接，用于将所述底流经真空抽液分离，得到滤饼和滤液；所述混合罐6与所述水平带式过滤机5连接，用于将所述滤液与淡水混合，制取浆洗液，所述混合罐6与所述再浆洗罐1连通。
所述再浆洗罐1，将粗钾用浆洗液在管内充分洗涤，使粗钾中的卤化物等杂质溶解在料浆中。所述料浆注入所述离心机2，高速旋转对其进行固液分离，得到的固态物是精钾，即高纯度氯化钾。离心液被注入浓密机3，浓密机3对离心液进行沉降分离，借助安装于浓密机3内慢速运转的耙的作用，使增稠的底流从浓密机3底部的底流口卸出，浓密机3上部产生澄清的溢流液，由顶部的环形溜槽排出。浓密机3的底流被导入水平带式过滤机5，将所述底流经真空抽液分离，得到滤饼和滤液，滤饼是小颗粒氯化钾。滤液被注入混合罐6，与淡水混合，制取浆洗液，浆洗液再注入再浆洗罐1，用于洗涤粗钾。
在一个优选的实施例中，设置所述离心机2的筛网的目数，使粒径小于0.2mm的氯化钾无法穿透所述筛网。
在一个优选的实施例中，设置所述水平带式过滤机5的滤布的纱支数，使使粒径介于0.001～0.2mm的氯化钾形成所述滤饼。
本发明所述的利用粗钾制取氯化钾的方法和装置，用浆洗液替代淡水再浆洗涤粗钾，减少粗钾中的氯化钾的溶解，使离心分离得到的精钾产率提高。设置离心筛网的目数，使粒径大于0.2mm的氯化钾从料浆中分离出来，让粒径小于0.2mm的小颗粒氯化钾穿过离心机2的筛网，取得提高生产效率、减少更换离心筛网的频率、控制精钾粒径均匀度的有益效果。小颗粒氯化钾被水平带式过滤机5制成干燥的滤饼，从循环工质中提取出来，不仅降低对离心机2筛网的冲刷，而且解决了小颗粒氯化钾在工质中无效循环的问题，减少小颗粒氯化钾对离心机2筛网的冲刷，取得延长离心机2筛网使用寿命、节省工质循环的生产负荷、提高生产效率和产能、拓宽氯化钾产品粒度范围的有益效果。精钾产量稳定度提高到80～90％，离心机2筛网的更换率延长了1～6个月，增产的小颗粒氯化钾占比总氯化钾产能8～15％。
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 (6)
1.一种利用粗钾制取氯化钾的方法，包括，
第一步骤(S1)，将所述粗钾利用浆洗液进行再浆洗涤，得到料浆；
第二步骤(S2)，将所述料浆离心分离，得到精钾和离心液；
第三步骤(S3)，将所述离心液经重力沉降，得到溢流液和底流，将所述溢流液结晶，析出得到氯化钾；
第四步骤(S4)，将所述底流经真空抽液分离，得到滤饼和滤液；
第五步骤(S5)，将所述滤液与淡水混合，作为浆洗液。
2.根据权利要求1所述的方法，设置所述第二步骤(S2)离心筛网的目数，使粒径大于0.2mm的氯化钾形成所述精钾，小于0.2mm的氯化钾颗粒穿透筛网；
所述精钾占比所述利用粗钾制取氯化钾的方法得到的氯化钾总产能的80～90％。
3.根据权利要求1所述的方法，设置所述第四步骤(S4)滤布参数，使粒径介于0.001～0.2mm的氯化钾形成所述滤饼。
4.一种利用粗钾制取氯化钾的装置，包括再浆洗罐(1)、离心机(2)、浓密机(3)、结晶器(4)、水平带式过滤机(5)和混合罐(6)；
所述再浆洗罐(1)，用于将所述粗钾利用浆洗液进行再浆洗涤，得到料浆；
所述离心机(2)与所述再浆洗罐(1)连接，用于将所述料浆离心分离，得到精钾和离心液；
所述浓密机(3)与所述离心机(2)连接，用于将所述离心液经重力沉降，得到溢流液和底流；
所述结晶器(4)与所述浓密机(3)连接，用于将所述溢流液结晶，析出得到氯化钾；
所述水平带式过滤机(5)与所述浓密机(3)连接，用于将所述底流经真空抽液分离，得到滤饼和滤液；
所述混合罐(6)与所述水平带式过滤机(5)连接，用于将所述滤液与淡水混合，制取浆洗液，所述混合罐(6)与所述再浆洗罐(1)连通。
5.根据权利要求4所述的装置，设置所述离心机(2)的筛网的目数，使粒径小于0.2mm的氯化钾无法穿透所述筛网。
6.根据权利要求4所述的装置，设置所述水平带式过滤机(5)的滤布参数，使粒径介于0.001～0.2mm的氯化钾形成所述滤饼。
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