CN1171793C

CN1171793C - 用分解分离法制取氯化钾的生产工艺

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Publication number: CN1171793C
Application number: CNB011082283A
Authority: CN
Inventors: 陈兆华; 吴盘平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2001-02-23
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2021-02-23
Also published as: CN1304877A

Abstract

本发明涉及一种用盐湖光卤石制取氯化钾的生产工艺，它以盐湖光卤石为原料，根据该光卤石中氯化镁的含量计算出加水量，进行加水分解，使原料中的氯化镁全部进入液相，得到混合浆料，此时氯化钾和氯化钠及原料中原有的不溶性少量杂质以固相形式存在于分解液中，将上述带有固相氯化钾和氯化钠的混合浆料进行筛分，筛分目数为10-80目，得到固相的氯化钠筛上物和带有固相氯化钾的混合浆料筛下物，将上述带有固相氯化钾的混合浆料筛下物按常规分离方法进行固液分离，就得到高质量的粗钾。

Description

用分解分离法制取氯化钾的生产工艺

本发明属无机盐工业领域，特别是涉及一种以盐湖光卤石为原料制取氯化钾的生产工艺。

目前，国内无机盐工业中制取氯化钾的主要方法是：以海盐光卤石为原料，主要是用分解洗涤法(见《制盐工业手册》第1589-1593页)；以盐湖天然光卤石和再生光卤石为原料，主要是用浮选法、反浮选法、热溶结晶法。1.分解洗涤法：将光卤石在常温下加适量淡水，先分解掉氯化镁，将其固液分离，液体为分解液，固体称之为粗钾，再将粗钾加一定量的淡水，称之为洗涤，洗去粗钾中的氯化钠，再将其固液分离，固体即为氯化钾成品。2.冷分解浮选法：常温下加适量淡水，将光卤石中的氯化镁分解，再加入浮选药剂(如盐酸十八胺或醋酸十八胺等)，从剩余的固相中浮选氯化钾，再进行洗涤、固液分离，固体即为氯化钾成品。3.反浮选法：主要原理是在光卤石中加入QHS-1型氯化钠浮选剂，分离光卤石中的氯化钠，得到高品位的低钠(氯化钠含量小于6％)的精光卤石，然后再冷分解、冷结晶得到氯化钾。4.冷分解热溶结晶法：常温下加适量淡水，将光卤石中的氯化镁分解，用90℃左右的热水将剩余固相溶解至饱和溶液，再乘热分离残余氯化钠，冷却饱和溶液便析出高质量大粒径的氯化钾，再经固液分离，即为氯化钾成品。上述几种主要方法存在的问题归纳如下：

分解洗涤法：虽然其工艺设备简单，生产全过程只用常温淡水，但其缺点是产品粒度太细，洗得率低(70％左右)，用水量大，回头物料多，能源消耗高，产品结块严重，质量较差，此工艺在我国沿海盐化厂都采用此方法，有40多年的历史。尤其是该法受光卤石中氯化钠含量的影响较大，根据理论计算光卤石中氯化钠含量每增加1％，洗涤加水量增加3.4％，取得率减少4％，当氯化钠含量过高时，该法不能使用。

当光卤石中氯化钠含量过高时，就只能采用冷分解浮选法。但该法要求原料需进行二次磨碎加工，工艺复杂，其产品粒度细、纯度低、色质差，并带有浮选剂。该法最大的缺陷是氯化钾收率较低，通常只有40-50％。为解决这个问题，又有人采用反浮选法，该法是首先浮选光卤石中的氯化钠，使光卤石中的氯化钠含量小于6％，得到低钠光卤石，然后再分解、结晶制得氯化钾。该方法的缺点工艺复杂，设备繁多，操作控制严格，可调范围极小，且氯化钾收率也只能达到50-60％。至于冷分解热溶结晶法，其主要缺点是，冷却氯化钾饱和溶液所用的设备结垢严重，且需高真空操作，冷却循环水耗用量大，电能消耗也高，在我国青海高原缺水地区不能使用。目前主要在以色列等国家使用该工艺。

本发明的目的就是要改变我国氯化钾生产不能满足我国工农业生产需要的现状，提出一种投入少、工艺简单、生产规模大、收率高、符合我国盐湖钾资源条件的用分解分离法制取氯化钾的生产工艺。

本发明的技术解决方案：

一种用分解分离法制取氯化钾的生产工艺，其特征在于：

a.将未经处理的原料盐湖光卤石用根据该光卤石中氯化镁含量计算出的光卤石完全分解理论加水量100-120％的水进行加水分解，使原料中的氯化镁全部进入液相，得到带有固相氯化钾和氯化钠的混合浆料；

b.将上述带有固相氯化钾和氯化钠的混合浆料进行筛分，筛分目数为10-80目，得到固相的氯化钠筛上物和带有固相氯化钾的混合浆料筛下物；

c.将上述带有固相氯化钾的混合浆料筛下物按常规分离方法进行固液分离，得到氯化钾粗品。

若需工业用高品位的氯化钾产品，只需将上述粗钾经常规简单加工(如洗涤、精制等)即可制得。

本发明对带有固相氯化钾和氯化钠的混合浆料进行筛分时，可采用标准筛网(如振动筛、多层筛、固定筛、旋转筛、离心过滤网等)分离。

本发明是根据光卤石的物理特性，光卤石是一种在-21-167.5℃温度范围内稳定复盐，它是一种异成份复盐(不相称复盐)，异成份复盐的特点是：当加水溶解时，它又能分解为另一固相。国内外现有的以光卤石为原料分解制取氯化钾的第一步都是依据这一基本原理。再看纯光卤石的组成：KCl·MgCl₂·6H₂O，但实际生产中，光卤石组成变化较大，最主要的是含杂质盐氯化钠，而我们现在所讲的某种氯化钾生产工艺都是以如何去掉氯化钠或如何直接提取氯化钾而命名的。

本发明技术解决方案是利用光卤石常规分解时，氯化镁先进入液相，氯化钾、氯化钠都为固相，但此时氯化钾的粒径一般都在0.1mm左右，而申请人试验表明，氯化钠的粒径几乎是保持原有的粒径，98％的氯化钠粒径大于0.246mm。本发明正是利用这一特性，因此实现氯化钾和氯化钠由于粒径不同而得以分离。这是本发明工艺的技术关键。本发明方法投入少、工艺简单、生产规模大、收率高、符合我国盐湖钾资源条件及其它国家的盐湖资源条件，本发明不需要浮选、反浮选，只要两道工序，用简单的操作就可使光卤石中的各盐类氯化镁、氯化钾、氯化钠单独分离，而所得的高质量粗钾一般能适合我国农用氯化钾的要求。如果要用于工业，再作简单加工，即可获得高品位工业级的氯化钾产品。

关于我国主要钾资源地青海省察尔汗盐湖和大浪滩盐湖的光卤石粒径分布情况，见表1(世界各地的盐湖光卤石特性与其相似)。

表1：光卤石粒径分析

注上述数据为1000g光卤石样品筛分结果。

表1中的光卤石是发明者从江苏两次去青海省察尔汗盐湖和大浪滩盐湖亲自采取的样品，根据样品分析，察尔汗盐湖光卤石的粒径大于0.833mm的占75％，大于0.246mm的占98％，最大的达12mm(样品中)；大浪滩盐湖光卤石的粒径大于1.65mm的占92％，大于0.833mm的占98％，也就是讲上述两盐湖的光卤石粒径大于0.246mm的为98％，从而也证明光卤石中的主要杂质盐氯化钠的粒径大于0.246mm的也占98％，这就是氯化钠与氯化钾分离的基础。

实施例一：

将3000克盐湖原料光卤石，其质量见表2的编号1，放入5000ml容器内，根据分解洗涤加水量的计算公式，计算得光卤石理论加水量为930ml，，实际加水为1100ml，分解温度15℃，搅拌40分钟，而后用10目标准筛进行平动湿筛分，筛上为湿氯化钠，用离心机脱卤后得氯化钠，筛下物为氯化钾浆料，用离心机脱卤后得氯化钾，及时进行化验，结果见表2编号1-1粗钾，由于氯化钾中含有大量氯化钠，确认所用标准筛孔径偏大，氯化钠分离不掉，重复上述操作过程，用40目标准筛进行湿筛分，筛上湿氯化钠用离心机脱卤后得氯化钠1200克，筛下物为氯化钾浆料，用离心机脱卤后得氯化钾570克，质量见表2编号1-2粗钾，得分解液1800ml。根据物料计算，氯化钾取得率为77.5％，氯化钠分离率为87.3％，溶解在分解液中的氯化钠为5.4％。

实施例二：

将3000克盐湖原料光卤石，其质量见表2编号2光卤石，放入5000毫升容器内，光卤石理论加水量计算方法同上，为880ml，实际加水为1100毫升，分解温度15℃，搅拌40分钟，而后用60目标准筛进行振动湿筛分，筛上湿氯化钠用离心机脱卤后得氯化钠1060克，筛下物为氯化钾浆料，用离心机脱卤后得氯化钾645克，质量见表2编号2-1粗钾，得分解液1900毫升，根据物料计算，氯化钾取得率为81％，氯化钠分离率为88.8％，溶解在分解液中的氯化钠为6.6％。

实施例三：

将3000克原料光卤石，其质量见表2编号3，放入5000毫升容器内，光卤石理论计算加水量为1040ml，实际加水为1000毫升，分解温度15℃，搅拌40分钟，而后用20目标准筛进行固定式湿筛分，筛上湿氯化钠用离心机脱卤后得氯化钠410克，筛下物为氯化钾浆料，用离心机脱卤后得氯化钾770克，质量见表2编号3-1，得分解液2200毫升，根据物料计算，氯化钾取得率为88％。氯化钠分离率为80％，溶解在分解液中的氯化钠为13.2％。

实施例四：

将3000克原料光卤石，其质量见表2编号4，放入5000毫升容器内，光卤石理论计算加水量为1038ml，实际加水为1000毫升，分解温度15℃，搅拌40分钟，而后用80目标准旋转筛进行旋转振动湿筛分，筛上湿氯化钠用离心机脱卤后得氯化钠370克，筛下物为氯化钾浆料，用离心机脱卤后得氯化钾745克，质量见表2编号4-1，得分解液2200毫升，根据物料计算，氯化钾取得率为87.8％。氯化钠分离率为77％。溶解在分解液中的氯化钠为16.9％。

本发明试验结果见表2：

表2

编号	名称	测定结果(％)
		测定结果(％)							水不溶物	KCl	MySO₄	MgCl₂	NaCl	CaSO₄
		1	光卤石	2.81	15.27		18.91	40.61	水不溶物	KCl	MySO₄	MgCl₂	NaCl	CaSO₄	1.73
1-1	粗钾	1	光卤石	2.81	15.27		18.91	40.61		35.38		7.17	55.24	2.21	1.73
1-1	粗钾	1-2	粗钾		78.81		5.22	13.73		35.38		7.17	55.24	2.21	2.24	(g/100g·s)
2	光卤石	1-2	粗钾		78.81		5.22	13.73	6.68	17.79		18.27	35.42	1.39	2.24	(g/100g·s)
2	光卤石	2-1	粗钾		86.35		5.07	7.06	6.68	17.79		18.27	35.42	1.39	1.53	(g/100g·s)
3	光卤石	2-1	粗钾		86.35		5.07	7.06		18.95	4.83	26.01	15.01		1.53	(g/100g·s)
3	光卤石	3-1	粗钾		86.62	1.85	7.79	3.74		18.95	4.83	26.01	15.01			(g/100g·s)
4	光卤石	3-1	粗钾		86.62	1.85	7.79	3.74		20.45	3.77	25.89	13.92			(g/100g·s)
4	光卤石	4-1	粗钾		88.88	1.45	5.59	4.08		20.45	3.77	25.89	13.92			(g/100g·s)

根据实施例的结果分析：光卤石加水分解时，实施例一、二的实际加水量为理论加水量的120％左右，但由于原料光卤石中氯化钾含量低，氯化钠及不溶物含量大，分离氯化钠时氯化钾带失也大，结果是产品的质量没有提高，取得率也低，实施例三、四的实际加水量为理论加水量的100％，由于原料光卤石氯化钾含量要高一些，氯化钠也较低，结果是产品的质量也高，取得率也高，也就是说在光卤石分解时的加水量、产品质量及取得率与原料光卤石的组成具有直接关系，光卤石分解最佳实际加水量为理论加水量的100％，另外光卤石分解加水量还可用分解液中氯化镁的含量来调节，最佳确定分解液中氯化镁含量大于300g/l。氯化钠的分离率受原料光卤石中氯化钠含量的影响，光卤石中的氯化钠含量高，分离率就高，反之就低。

本发明“分解分离”法工艺的优点是：①对原料光卤石适应性广，不受光卤石中氯化钠含量高低的影响，加水分解操作可调范围大，可作概率操作，不需要精确操作，对操作人员和设备仪表要求不高；②提取率高，平均在81％以上；③工艺流程短，设备简单，生产成本低；④本发明工艺具有上述几个优点，也就有了更为主要的优势。建厂时对低品位光卤石无需化卤重制，减少大规模湖区复晒池建设的大量资金投入，扩大矿藏的可利用贮量，延长工厂的使用年限。另由于工艺设备简单，同等规模的投入将大幅度降低；⑤所得粗钾产品质量高，较现有工艺生产的粗钾(含氯化钾在50％左右)，提高15-20个百分含量。

Claims

1.一种用分解分离法制取氯化钾的生产工艺，其特征在于：

2.按权利要求1所述的用分解分离方法制取氯化钾的生产工艺，其特征在于将原料盐湖光卤石用光卤石完全分解理论加水量100％的水进行加水分解。

3.按权利要求1或2所述的用分解分离方法制取氯化钾的生产工艺，其特征在于将带有固相氯化钾和氯化钠的混合浆料进行筛分的筛分目数为20-40目。

4.按权利要求3所述的用分解分离法制取氯化钾的生产工艺，其特征在于将上述制得的氯化钾粗品经常规简单加工制得工业用氯化钾产品。

5.按权利要求1或2所述的用分解分离法制取氯化钾的生产工艺，其特征在于对带有固相氯化钾和氯化钠的混合浆料进行筛分时，采用振动筛或固定筛或旋转或离心过滤网的标准筛网分离。

6.按权利要求3所述的用分解分离法制取氯化钾的生产工艺，其特征在于对带有固相氯化钾和氯化钠的混合浆料进行筛分时，采用振动筛或固定筛或旋转或离心过滤网的标准筛网分离。