CN112142072A - 一种内循环兑卤冷结晶生产氯化钾的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内循环兑卤冷结晶生产氯化钾的方法，包括，第一步骤，将E卤和F卤相兑得到一段光卤石和兑卤完成液；第二步骤，将所述一段光卤石分解结晶得到粗钾和尾盐水，所述尾盐水包括NaCl2‑6％，KCl2.6‑3.5％，MgCl₂20‑26％；第三步骤，提纯粗钾得到氯化钾；第四步骤，取所述兑卤完成液调节所述尾盐水，得到调制盐水，利用所述调制盐水与F卤兑卤生产光卤石，所述调制盐水的成分与E卤成分偏差小于5％。本发明中，回收了兑卤完成液中大量的氯化钾；对于调制盐水的调节终点的控制更加精确；氯化钾的回收相对于摊晒回收的速度快；实现了尾盐水和一部分兑卤完成液在兑卤冷结晶工艺中实现内循环，提高了兑卤冷结晶工艺氯化钾的产量。

Description

一种内循环兑卤冷结晶生产氯化钾的方法和系统

技术领域

本发明总体涉及化工领域，更具体地，涉及一种内循环兑卤冷结晶生产氯化钾的方法和系统。

背景技术

在兑卤-冷结晶生产氯化钾工艺中，是利用E点卤水(E卤)和老卤(F卤)进行兑卤，得到兑卤溢流和兑卤底流。兑卤溢流为兑卤完成液，返回盐田滩晒二段光卤石矿，滩晒光卤石矿后变为老卤(F卤)；兑卤底流包括低钠光卤石，低钠光卤石固相进入结晶器分解结晶，结晶器溢流作为尾盐水返回盐田滩晒光卤石，结晶器底流通过固液分离工序得到粗钾，粗钾经过再浆洗涤后进行固液分离即可得到精制氯化钾。

兑卤完成液晒制得到的二段光卤石的氯化钠含量高，无法直接作为冷结晶的原料，冷结晶要求光卤石中氯化钠含量小于7％。

尾盐水返回盐田晒制时，所得的光卤石中含钠盐比例也较高，而且，由于尾盐水含盐量高，通过自然滩晒达到E点卤水需要较长时间，通过调节达到E点卤水的时间可以大大缩短，节约了卤水滩晒时间，现有技术中，使用较高浓度的老卤(F卤)进行调节，需要一定量的老卤。老卤的来源主要是盐田摊晒，需要时间较长，对老卤的需求量增加导致盐田摊晒总时长增加或者需要开辟大量的盐田面积来满足对老卤的需求。而且，老卤的摊晒受气候的影响较大，在低蒸发季会严重影响生产效率。

通过老卤兑卤调制盐田卤水虽然也能达到E点卤水的目的，但是由于老卤(F卤)卤水中氯化钾含量低，调制过程中氯化钾的收率较低。

如何提高兑卤-冷结晶生产氯化钾的生产效率，解决老卤供应不足，提高氯化钾的产率，是亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种内循环兑卤冷结晶生产氯化钾的方法，包括，第一步骤S1，将E卤和F卤相兑得到一段光卤石和兑卤完成液；第二步骤S2，将所述一段光卤石分解结晶得到粗钾和尾盐水，所述尾盐水包括NaCl2-6％，KCl2.6-3.5％，MgCl₂20-26％；第三步骤S3，提纯粗钾得到氯化钾；第四步骤S4，取所述兑卤完成液调节所述尾盐水，得到调制盐水，利用所述调制盐水与F卤兑卤生产光卤石，所述调制盐水的成分与E卤成分偏差小于5％。

根据本发明的一个实施方式，所述的方法还包括，晒制所述兑卤完成液，得到F卤和二段光卤石，将所述二段光卤石用于浮选后冷结晶制取氯化钾，将所述F卤用于兑卤生产低钠光卤石。

调制所述尾盐水的兑卤完成液的量采用以下公式计算：

F/M＝(B％－24.5％)(24.5％－A％)，其中，式中F为兑卤完成液的量，

M为尾盐水的量，B％为兑卤完成液中MgCl₂的含量，A％为原卤中MgCl₂的含量。

根据本发明的一个实施方式，所述第二步骤S2中，所述一段光卤石经过浮选或反浮选后再进行分解结晶处理。

根据本发明的一个实施方式，取所述兑卤完成液调节原卤，得到调制卤水，利用所述调制卤水与F卤进行兑卤生产低钠光卤石，其中，所述调制卤水的成分与E卤成分偏差小于5％。

根据本发明的另一个方面，提供了一种内循环兑卤冷结晶生产氯化钾的系统，包括兑卤装置1、结晶装置2、提纯装置3和调制装置4，其中，所述兑卤装置1，用于将E卤和F卤相兑得到一段光卤石和兑卤完成液；所述结晶装置2与所述兑卤装置1连接，用于将所述一段光卤石分解结晶得到粗钾和尾盐水，所述尾盐水包括NaCl2-6％，KCl2.6-3.5％，MgCl₂20-26％；所述提纯装置3，与所述结晶装置2连接，用于提纯粗钾得到氯化钾；所述调制装置4分别与所述兑卤装置1和所述结晶装置2连接，用于取所述兑卤完成液调制所述尾盐水，得到调制盐水，并将所述调制盐水返回至兑卤装置1，利用所述调制盐水与F卤兑卤生产光卤石，所述调制盐水的成分与E卤成分偏差小于5％。

根据本发明的一个实施方式，所述兑卤装置1还与盐田连接，用于将部分兑卤完成液排放至盐田，晒制所述兑卤完成液，得到F卤和二段光卤石。

根据本发明的一个实施方式，所述兑卤装置1包括兑卤器11、低钠浓密机12和低钠离心机13，所述兑卤器11用于将E卤和F卤相兑，得到第一溢流和第一底流；所述低钠浓密机12与所述兑卤器11连接，用于将浓密处理第一底流，得到第二溢流和第二底流；所述低钠离心机13与所述低钠浓密机12连接，用于固液分离所述第二底流，得到一段光卤石和第一滤液，将所述第一滤液返回至所述低钠浓密机12；所述兑卤器11、低钠浓密机12分别与所述调制装置4连接，将所述第一溢流、第二溢流作为兑卤完成液输送至所述调制装置4。

根据本发明的一个实施方式，所述结晶装置2包括结晶器21、粗钾浓密机22和粗钾离心机23，所述结晶器21用于将所述一段光卤石分解结晶得到第三溢流和第三底流；所述粗钾浓密机22分别与所述结晶器21、所述调制装置4连接，用于浓密处理所述第三溢流，得到第四溢流和第四底流，将第四溢流作为尾盐水排放至所述调制装置4，将第四底流返回至结晶器21进行分解结晶；所述粗钾离心机23与所述结晶器21连接，用于离心分离所述第三底流，得到第二滤液和粗钾，将所述第二滤液返回结晶器21进行分解结晶。

根据本发明的一个实施方式，所述提纯装置3包括再浆洗涤罐31和精钾离心机32，所述再浆洗涤罐31用于洗涤粗钾，得到精钾料浆；所述精钾离心机32用于离心分离所述精钾料浆，得到精制氯化钾。

本发明中，采用兑卤完成液进行调节尾盐水，所消耗的兑卤完成液较多，一方面，回收了兑卤完成液中大量的氯化钾，另一方面，由于所需兑卤完成液量较大，对于调制盐水的调节终点的控制更加精确；回收了尾盐水和部分兑卤完成液中的氯化钾，一方面提升了低钠光卤石的产量，另一方面，氯化钾的回收相对于摊晒回收的速度快，减少了摊晒尾盐水和这部分兑卤完成液的过程，减少了占用盐田的晒制时间，也减少了低质量的含钠光卤石产量。本发明实现了尾盐水和一部分兑卤完成液在兑卤冷结晶工艺中实现内循环，提高了兑卤冷结晶工艺氯化钾的产量。

附图说明

图1是一种内循环兑卤冷结晶生产氯化钾的方法的步骤示意图；

图2是一种内循环兑卤冷结晶生产氯化钾的系统的示意图；

图3是内循环兑卤冷结晶生产氯化钾的生产线各装置的示意图。

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示出了一种内循环兑卤冷结晶生产氯化钾的方法的步骤示意图。

如图1所示，一种内循环兑卤冷结晶生产氯化钾的方法，包括，第一步骤S1，将E卤和F卤相兑得到一段光卤石和兑卤完成液；第二步骤S2，将所述一段光卤石分解结晶得到粗钾和尾盐水，所述尾盐水包括NaCl2-6％，KCl2.6-3.5％，MgCl₂20-26％；第三步骤S3，提纯粗钾得到氯化钾；第四步骤S4，取所述兑卤完成液调节所述尾盐水，得到调制盐水，利用所述调制盐水与F卤兑卤生产低钠光卤石，所述调制盐水的成分与E卤成分偏差小于5％。

所述E卤，是指对NaCl、KCl、Car共饱和的卤水，通常可以通过盐田摊晒盐湖卤水获得。

所述F卤，是指对NaCl、Car、Bis共饱和的卤水，通常是E卤晒制光卤石到达一定程度后，继续蒸发析出水氯镁石时，得到的卤水即为F卤。

在采用E卤和F卤兑卤生产光卤石时，得到的一段光卤石为低钠光卤石品质好，氯化钠含量低，可直接用于冷结晶处理。

所述兑卤完成液为E卤和F卤兑卤生产低钠光卤石后，得到的液相，其中Car和NaCl饱和。

所述一段光卤石经过分解结晶处理，得到粗钾和尾盐水，在所述尾盐水中NaCl2-6％，KCl2.6-3.5％，MgCl₂20-26％，由于氯化钠含量较高，直接进行摊晒，达到E卤所需时间较长。

本发明中，直接利用所述兑卤完成液调节尾盐水，使尾盐水向E卤的成分靠近得到调制盐水，或者将尾盐水直接兑为E卤。即，将全部的尾盐水调制为E卤，并将调制盐水与F卤兑卤，生产低钠光卤石。

所述调制盐水的成分与E卤成分偏差小于5％，是指将调制盐水中各组分与E卤中各组分的偏差控制在5％范围内，最理想状态是调制盐水与E卤成分相同。

相对于老卤，采用兑卤完成液进行调节尾盐水，所消耗的兑卤完成液较多，一方面，回收了兑卤完成液中大量的氯化钾，另一方面，由于所需兑卤完成液量较大，对于调制盐水的调节终点的控制更加精确。

由于兑卤完成液的量较大，因此，参与调节尾盐水的兑卤完成液只占一部分，其余部分的兑卤完成液仍排往盐田晒制F卤。

本发明中，通过利用兑卤完成液调制尾盐水，得到E卤参与兑卤，回收了尾盐水和部分兑卤完成液中的氯化钾，一方面提升了低钠光卤石的产量，另一方面，减少了摊晒尾盐水和这部分兑卤完成液的过程，减少了占用盐田的晒制时间，也减少了低质量的含钠光卤石产量。本发明使尾盐水和一部分兑卤完成液在兑卤冷结晶工艺中实现内循环，提高了兑卤冷结晶工艺氯化钾的产量。

利用本发明调制盐田卤水可以提高盐田E点卤水氯化钾回收率1％以上，不仅可以解决部分兑卤完成液的处理，同时可以减少老卤的使用量。

根据本发明的一个实施方式，所述的方法还包括，晒制所述兑卤完成液，得到F卤和二段光卤石，将所述二段光卤石浮选后冷结晶制取氯化钾，将所述F卤用于兑卤生产光卤石。

所述二段光卤石中的氯化钠含量较高，通常称为含钠光卤石，这部分光卤石无法直接采用冷结晶法制取粗钾，可以对其进行浮选或反浮选后，将其中的氯化钠含量降低到7％以下，再进入分解结晶工序进行处理。

根据本发明的一个实施方式，所述的方法还包括，取所述兑卤完成液调节原卤，得到调制卤水，利用所述调制卤水与F卤进行兑卤生产低钠光卤石，其中，所述调制卤水的成分与E卤成分偏差小于5％。

所述原卤是指经过过滤除去固相杂质，以及除去硫酸根等杂质离子后的盐湖卤水。

原卤会因为气候的原因导致浓度变化，无论其是否能够摊晒至E卤，通过所述兑卤完成液进行调节，均能快速靠近E卤成分，与摊晒相配合，能够节省大量摊晒时间。

本发明采用兑卤完成液调节原卤，相对于直接晒制，节省了大量时间和占用盐田面积；相对于采用老卤调节原卤，回收了兑卤完成液中的氯化钾，所得E卤量大，减少了兑卤完成液晒制为老卤的过程。

根据本发明的一个实施方式，调制所述尾盐水或原卤的兑卤完成液的量采用以下公式计算：F/M＝(B％－24.5％)(24.5％－A％)，其中，式中F为兑卤完成液的量，M为尾盐水的量，B％为兑卤完成液中MgCl₂的含量比例，A％为尾盐或原卤中MgCl₂的含量比例。

本发明中，控制兑卤完成液和尾盐水的比例，采用上述经验公式可以将调制盐水的成分调节至与E卤相同或接近于E卤。

根据本发明的一个实施方式，所述第二步骤S2中，所述一段光卤石经过浮选或反浮选后再进行分解结晶处理。

为了提高一段光卤石的质量，将一段光卤石经过浮选或反浮选，进一步除去氯化钠，可以提高最终产物精制氯化钠的纯度。

根据本发明的一个实施方式，所述第三步骤S3中，提纯粗钾包括将粗钾经过再浆洗涤后进行固液分离，得到氯化钾。经过再浆洗涤，粗钾中的氯化镁进一步溶解在淡水中，再经过离心分离底流后，所得的氯化钾的纯度进一步提高。

图2示出了一种内循环兑卤冷结晶生产氯化钾的系统的示意图。

如图2所示，一种内循环兑卤冷结晶生产氯化钾的系统，包括兑卤装置1、结晶装置2、提纯装置3和调制装置4，其中，所述兑卤装置1，用于将E卤和F卤相兑得到一段光卤石和兑卤完成液；所述结晶装置2与所述兑卤装置1连接，用于将所述一段光卤石分解结晶得到粗钾和尾盐水，所述尾盐水包括NaCl2-6％，KCl2.6-3.5％，MgCl₂20-26％；所述提纯装置3，与所述结晶装置2连接，用于提纯粗钾得到氯化钾；所述调制装置4分别与所述兑卤装置1和所述结晶装置2连接，用于取所述兑卤完成液调制所述尾盐水，得到调制盐水，并将所述调制盐水返回至兑卤装置1，利用所述调制盐水与F卤兑卤生产低钠光卤石，所述调制盐水的成分与E卤成分偏差小于5％。

所述兑卤装置1接收E卤和F卤进行兑卤，将得到的兑卤完成液一部分输送至盐田摊晒老卤和二段光卤石，一部分用于调节原卤或尾盐水，两部分兑卤完成液的比例可以根据生产的需要进行调节，当原料F卤充足时，优先满足调节尾盐水或原卤的需求，产生大量的E卤，提高兑卤完成液、尾盐水回收比例，避免这部分兑卤完成液和尾盐水进入盐田摊晒工序，因为这部分兑卤完成液和尾盐水进入盐田摊晒工序后，不仅占用盐田和耗费大量时间，且所产的二段光卤石含钠盐较高，难以处理。

所述兑卤装置1、结晶装置2、提纯装置3和调制装置4均为一个或多个现有设备的组合，使其能满足各自的功能。

根据本发明的一个实施方式，所述兑卤装置1还与盐田连接，用于将部分兑卤完成液排放至盐田，晒制所述兑卤完成液，得到F卤和二段光卤石。

所述兑卤装置1产生的兑卤完成液可以用于调节尾盐水，还可以用于晒制二段光卤石和老卤，因此，兑卤装置1除了与调节装置连接之外，还与盐田连接，将部分兑卤完成液排放至盐田中。

图3示出了内循环兑卤冷结晶生产氯化钾的生产线各装置的示意图。

如图3所示，所述兑卤装置1包括兑卤器11、低钠浓密机12和低钠离心机13，所述兑卤器11用于将E卤和F卤相兑，得到第一溢流和第一底流；所述低钠浓密机12与所述兑卤器11连接，用于将浓密处理第一底流，得到第二溢流和第二底流；所述低钠离心机13与所述低钠浓密机12连接，用于固液分离所述第二底流，得到一段光卤石和第一滤液，将所述第一滤液返回至所述低钠浓密机12；所述兑卤器11、低钠浓密机12分别与所述调制装置4连接，将所述第一溢流、第二溢流作为兑卤完成液输送至所述调制装置4。

所述兑卤器11产生的第一底流由低钠浓密机12浓密，产生的第二底流由低钠离心机13进行固液分离，得到的固相为一段光卤石。

兑卤器11产生的第一溢流、浓密机产生的第二溢流均为兑卤完成液。

低钠离心机13产生的第一滤液中，还有大量的氯化钾，返回至低钠浓密机12中再次浓密处理。

本发明中，将所述第一滤液返回至低钠浓密机12，提高氯化钾的回收率。

如图3所示，所述结晶装置2包括结晶器21、粗钾浓密机22和粗钾离心机23，所述结晶器21用于将所述一段光卤石分解结晶得到第三溢流和第三底流；所述粗钾浓密机22分别与所述结晶器21、所述调制装置4连接，用于浓密处理所述第三溢流，得到第四溢流和第四底流，将第四溢流作为尾盐水排放至所述调制装置4，将第四底流返回至结晶器21进行分解结晶；所述粗钾离心机23与所述结晶器21连接，用于离心分离所述第三底流，得到第二滤液和粗钾，将所述第二滤液返回结晶器21进行分解结晶。

结晶器21产生的第三溢流，进一步进行浓密处理，回收第三溢流中的氯化钾；所述粗钾浓密机22产生的第四底流、所述粗钾离心机23的第二滤液均返回至结晶器21中，进一步回收氯化钾，减少氯化钾的流失。

如图3所示，所述提纯装置3包括再浆洗涤罐31和精钾离心机32，所述再浆洗涤罐31用于洗涤粗钾，得到精钾料浆；所述精钾离心机32用于离心分离所述精钾料浆，得到精制氯化钾。

粗钾经过再浆洗涤，进一步除去氯化镁，得到的氯化钾的纯度进一步被提高。

本发明中，采用兑卤完成液进行调节尾盐水，所消耗的兑卤完成液较多，一方面，回收了兑卤完成液中大量的氯化钾，另一方面，由于所需兑卤完成液量较大，对于调制盐水的调节终点的控制更加精确；回收了尾盐水和部分兑卤完成液中的氯化钾，一方面提升了低钠光卤石的产量，另一方面，氯化钾的回收相对于摊晒回收的速度快，减少了摊晒尾盐水和这部分兑卤完成液的过程，减少了占用盐田的晒制时间，也减少了低质量的含钠光卤石产量。本发明实现了尾盐水和一部分兑卤完成液在兑卤冷结晶工艺中实现内循环，提高了兑卤冷结晶工艺氯化钾的产量。

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 (10)

1.一种内循环兑卤冷结晶生产氯化钾的方法，包括，

第一步骤(S1)，将E卤和F卤相兑得到一段光卤石和兑卤完成液；

第二步骤(S2)，将所述一段光卤石分解结晶得到粗钾和尾盐水，所述尾盐水包括NaCl2-6％，KCl2.6-3.5％，MgCl₂20-26％；

第三步骤(S3)，提纯粗钾得到氯化钾；

第四步骤(S4)，取所述兑卤完成液调节所述尾盐水，得到调制盐水，利用所述调制盐水与F卤兑卤生产光卤石，所述调制盐水的成分与E卤成分偏差小于5％。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括，晒制所述兑卤完成液，得到F卤和二段光卤石，将所述二段光卤石用于浮选后冷结晶制取氯化钾，将所述F卤用于兑卤生产光卤石。

3.根据权利要求1所述的方法，调制所述尾盐水的兑卤完成液的量采用以下公式计算：

F/M＝(B％－24.5％)(24.5％－A％)，

其中，式中F为兑卤完成液的量，

M为尾盐水的量，

B％为兑卤完成液中MgCl₂的含量，

A％为原卤中MgCl₂的含量。

4.根据权利要求1所述的方法，所述第二步骤(S2)中，所述一段光卤石经过浮选或反浮选后再进行分解结晶处理。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括，取所述兑卤完成液调节原卤，得到调制卤水，利用所述调制卤水与F卤进行兑卤生产低钠光卤石，其中，所述调制卤水的成分与E卤成分偏差小于5％。

6.一种内循环兑卤冷结晶生产氯化钾的系统，包括兑卤装置(1)、结晶装置(2)、提纯装置(3)和调制装置(4)，其中，

所述兑卤装置(1)，用于将E卤和F卤相兑得到一段光卤石和兑卤完成液；

所述结晶装置(2)与所述兑卤装置(1)连接，用于将所述一段光卤石分解结晶得到粗钾和尾盐水，所述尾盐水包括NaCl2-6％，KCl2.6-3.5％，MgCl₂20-26％；

所述提纯装置(3)，与所述结晶装置(2)连接，用于提纯粗钾得到氯化钾；

所述调制装置(4)分别与所述兑卤装置(1)和所述结晶装置(2)连接，用于取所述兑卤完成液调制所述尾盐水，得到调制盐水，并将所述调制盐水返回至兑卤装置(1)，利用所述调制盐水与F卤兑卤生产低钠光卤石，所述调制盐水的成分与E卤成分偏差小于5％。

7.根据权利要求6所述的系统，所述兑卤装置(1)还与盐田连接，用于将部分兑卤完成液排放至盐田，晒制所述兑卤完成液，得到F卤和二段光卤石。

8.根据权利要求6所述的系统，所述兑卤装置(1)包括兑卤器(11)、低钠浓密机(12)和低钠离心机(13)，

所述兑卤器(11)用于将E卤和F卤相兑，得到第一溢流和第一底流；

所述低钠浓密机(12)与所述兑卤器(11)连接，用于将浓密处理第一底流，得到第二溢流和第二底流；

所述低钠离心机(13)与所述低钠浓密机(12)连接，用于固液分离所述第二底流，得到一段光卤石和第一滤液，将所述第一滤液返回至所述低钠浓密机(12)；

所述兑卤器(11)、低钠浓密机(12)分别与所述调制装置(4)连接，将所述第一溢流、第二溢流作为兑卤完成液输送至所述调制装置(4)。

9.根据权利要求6所述的系统，所述结晶装置(2)包括结晶器(21)、粗钾浓密机(22)和粗钾离心机(23)，

所述结晶器(21)用于将所述一段光卤石分解结晶得到第三溢流和第三底流；

所述粗钾浓密机(22)分别与所述结晶器(21)、所述调制装置(4)连接，用于浓密处理所述第三溢流，得到第四溢流和第四底流，将第四溢流作为尾盐水排放至所述调制装置(4)，将第四底流返回至结晶器(21)进行分解结晶；

所述粗钾离心机(23)与所述结晶器(21)连接，用于离心分离所述第三底流，得到第二滤液和粗钾，将所述第二滤液返回结晶器(21)进行分解结晶。

10.根据权利要求6所述的系统，所述提纯装置(3)包括再浆洗涤罐(31)和精钾离心机(32)，

所述再浆洗涤罐(31)用于洗涤粗钾，得到精钾料浆；

所述精钾离心机(32)用于离心分离所述精钾料浆，得到精制氯化钾。

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