一種新型用光鹵石生產(chǎn)氯化鉀生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種新型光鹵石生產(chǎn)氯化鉀生產(chǎn)系統(tǒng)，包括加礦設(shè)備、結(jié)晶設(shè)備、浮選設(shè)備、過濾設(shè)備、再漿洗滌設(shè)備、離心脫水設(shè)備、干燥包裝設(shè)備，各設(shè)備順序連接；在所述加礦設(shè)備上增加破碎機(jī)，便于結(jié)晶系統(tǒng)分解結(jié)晶；同時(shí)在結(jié)晶設(shè)備中，使用本公司發(fā)明的一種新型結(jié)晶器代替原有的冷分解——正浮選工藝的光鹵石分解設(shè)備。本實(shí)用新型改善了原正浮選工藝的生產(chǎn)工藝條件，氯化鉀回收率提高到60％，消除了純度為90％氯化鉀產(chǎn)品，將氯化鉀產(chǎn)品純度提高到93％～95％，產(chǎn)品粒度增大，能耗降低。
【專利說明】一種新型用光南石生產(chǎn)氯化鉀生產(chǎn)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于天然氣化工及鹽化工領(lǐng)域，特別涉及一種用鹽田光鹵石礦為原料采用正浮選法生產(chǎn)氯化鉀的生產(chǎn)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開化肥。長期以來我國農(nóng)業(yè)施肥存在著氮、磷、鉀比例失調(diào)，土壤缺鉀成為影響我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要因素之一。
[0003]隨著我國鉀資源開發(fā)技術(shù)的提高，尤其是青海鹽湖工業(yè)股份有限公司對察爾汗鹽湖資源的開發(fā)和企業(yè)自身科學(xué)技術(shù)的提高，對鹽湖鉀資源開發(fā)形成多種工藝聯(lián)合的局面，目前我國氯化鉀加工工藝主要有:冷分解一正浮選法工藝、熱溶結(jié)晶法工藝、反浮選一冷結(jié)晶工藝、兌鹵鹽工藝等多種工藝的聯(lián)合實(shí)施。
[0004]冷分解——正浮選工藝是國外最早傳統(tǒng)加工工藝在國內(nèi)的實(shí)現(xiàn)，其工藝流程為上料一分解一浮選一過濾一洗滌、脫水一干燥、包裝。工藝流程見附圖1。
[0005]作為傳統(tǒng)的鉀肥生產(chǎn)工藝，該工藝生產(chǎn)裝置約占我國柴達(dá)木盆地氯化鉀生產(chǎn)總裝置的80 %以上。最初冷分解一正浮選工藝裝置生產(chǎn)的氯化鉀產(chǎn)品氯化鉀含量僅有70 %?80%，水分含量為8%?10%，通過不斷改進(jìn)，產(chǎn)品氯化鉀含量達(dá)到90%左右，水分含量為6%，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到GB6549-1996的農(nóng)業(yè)類一等品，達(dá)到修訂后的GB6549-2011的農(nóng)業(yè)類合格品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。作為傳統(tǒng)的氯化鉀生產(chǎn)工藝，冷分解——正浮選工藝有如下的優(yōu)點(diǎn):(I)工藝可靠，由于該工藝的開發(fā)與研究較早，經(jīng)過多年來不斷完善，工藝流程已趨于成熟。就浮選本身而言，胺類捕收劑作為氯化鉀的捕收劑性能良好，選別效果明顯。(2)工藝流程簡單。(3)原礦適應(yīng)性強(qiáng)，在利用中、低品位鉀礦方面優(yōu)勢突出。但該工藝與青海鹽湖工業(yè)股份有限公司自主研發(fā)的反浮選一冷結(jié)晶工藝相比，也有自身的缺陷，主要表現(xiàn)在:(1)氯化鉀系統(tǒng)回收率較低，產(chǎn)品質(zhì)量不易提高。該工藝操作控制要求嚴(yán)格，給礦控制、分解水量控制、浮選操作、浮選藥劑等對回收率和產(chǎn)品質(zhì)量都有影響，如光鹵石分解加水過量導(dǎo)致原料中約50%的氯化鉀損失于母液中；浮選過程氯化鉀與氯化鈉分離效果差，精礦泡沫中氯化鈉夾帶較多，廢棄的尾鹽中氯化鉀含量高，有的甚至大于8%，接近工業(yè)原礦的利用標(biāo)準(zhǔn)；產(chǎn)品質(zhì)量難以達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)氯化鉀優(yōu)等品指標(biāo)。(2)產(chǎn)品粒度細(xì)，不易干燥，從而造成產(chǎn)品耗水量和天然氣能耗高，尾液排放量高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的:將冷結(jié)晶技術(shù)移植到正浮選工藝上，實(shí)現(xiàn)冷結(jié)晶——反浮選工藝與冷分解一正浮選工藝的取長補(bǔ)短，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)工藝的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合于一身，克服冷分解一正浮選工藝生產(chǎn)氯化鉀過程中存在的缺陷、提高系統(tǒng)回收率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)能耗。
[0007]技術(shù)方案:本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種新型光鹵石生產(chǎn)氯化鉀生產(chǎn)系統(tǒng)，包括加礦設(shè)備、結(jié)晶設(shè)備、浮選設(shè)備、過濾設(shè)備、再漿洗滌設(shè)備、離心脫水設(shè)備、干燥包裝設(shè)備，各設(shè)備順序連接；
[0009]在原有的上礦設(shè)備上增加破碎機(jī)，使較大的光齒石得以破碎變小，便于結(jié)晶系統(tǒng)分解結(jié)晶；
[0010]同時(shí)在結(jié)晶設(shè)備中，使用本公司發(fā)明的一種新型結(jié)晶器(發(fā)明專利號(hào):ZL201310040807.3)代替原有的冷分解——正浮選工藝的光鹵石分解設(shè)備，冷分解——正浮選工藝中冷分解系統(tǒng)是將光鹵石加水分解，由于關(guān)鍵設(shè)備——分解罐的構(gòu)造簡單，光鹵石在分解罐中的停留時(shí)間短，因此氯化鉀沒有足夠時(shí)間實(shí)現(xiàn)顆粒的增大，且所需的分解加水量較大。本發(fā)明中冷結(jié)晶系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備——新型結(jié)晶器其構(gòu)造劃分為沉降區(qū)、溶解區(qū)、循環(huán)區(qū)三個(gè)區(qū)域，在循環(huán)區(qū)上方增加了溶解區(qū)，延長了低鈉光鹵石在該區(qū)域的停留時(shí)間，使混合更均勻、反應(yīng)更充分，光鹵石達(dá)到完全分解；由于增加了沉降結(jié)晶區(qū)體積，分解后的氯化鉀有足夠的時(shí)間在結(jié)晶區(qū)內(nèi)長大。新型結(jié)晶器在內(nèi)筒錐形結(jié)構(gòu)下端口周圍設(shè)置的環(huán)狀母液分布器，增大了母液和低鈉光鹵石的接觸面積，同時(shí)在噴出液體的攪拌作用下達(dá)到充分混合分解的效果，解決了以往的結(jié)晶器未充分混合分解就由內(nèi)筒上部溢流至結(jié)晶器底部的問題。同時(shí)新型結(jié)晶器高度降低，縮短了攪拌軸，提高了攪拌機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性，同時(shí)減去攪拌軸中間軸承，減少故障點(diǎn)，增加結(jié)晶器連續(xù)運(yùn)行時(shí)間，對提高單罐產(chǎn)能起到實(shí)質(zhì)保證。在罐體和攪拌機(jī)設(shè)計(jì)中采用了 CFD及FEA技術(shù)，對流動(dòng)場及罐體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，對分解反應(yīng)區(qū)范圍做了調(diào)整，增加分解反應(yīng)區(qū)停留時(shí)間，利于分解反應(yīng)充分進(jìn)行，滿足光鹵石分解結(jié)晶需求。增加了沉降結(jié)晶區(qū)體積，實(shí)際上提高了產(chǎn)量，降低了單位產(chǎn)出能耗。
[0011]該新型光鹵石生產(chǎn)氯化鉀生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)方法，具體工藝如下:
[0012]加礦:鹽田曬制的光鹵石通過采收運(yùn)送至原礦倉內(nèi)，經(jīng)螺旋調(diào)整好上礦量輸送到往復(fù)篩，將原礦中較大的礦塊和其他雜物篩除后進(jìn)入破碎機(jī)，破碎機(jī)將原礦破碎到20mm以下，便于結(jié)晶器的分解和結(jié)晶效果，破碎后的光鹵石礦輸送到結(jié)晶器，進(jìn)行分解結(jié)晶；
[0013]結(jié)晶:所述的破碎后的光鹵石礦與離心系統(tǒng)產(chǎn)生的精鉀母液、分解淡水同時(shí)進(jìn)入結(jié)晶器，因KCl、NaCl、MgCl2的溶解度不同，MgCl2首先完全溶解以液相形式存在于結(jié)晶器內(nèi)，KCl繼續(xù)溶解形成KCl飽和溶液，隨著加礦量的不斷增加，KCL形成過飽和溶液析出結(jié)晶。NaCl在液相不飽和不能析出，細(xì)小的NaCl溶解而大部分以固相顆粒形式存在。因此結(jié)晶器內(nèi)完成光鹵石的分解，同時(shí)增大氯化鉀結(jié)晶粒度；
[0014]浮選:分解結(jié)晶后的料漿輸送至浮選系統(tǒng)的藥劑調(diào)和槽，與浮選系統(tǒng)計(jì)量加藥裝置加入的浮選藥劑進(jìn)行調(diào)和后自流進(jìn)入浮選機(jī)，浮選作業(yè)采用一次粗選、二次精選、一次掃選，經(jīng)浮選得到粗鉀料漿。其中精選泡沫產(chǎn)品自流至過濾系統(tǒng)，過濾后的濾液為高鎂母液，進(jìn)行循環(huán)用來調(diào)節(jié)精選作業(yè)濃度，其余通過尾礦送至尾鹽池；
[0015]過濾、再漿洗滌、離心脫水:所述的來自浮選系統(tǒng)的粗鉀料漿經(jīng)過濾系統(tǒng)的水平帶機(jī)脫除高鎂母液后，加淡水至再漿洗滌系統(tǒng)的洗滌攪拌槽內(nèi)，除去吸附的氯化鎂及其中的氯化鈉。洗滌后的料漿用離心機(jī)脫除洗滌母液(精鉀母液)，成為精鉀，將其送至干燥系統(tǒng)干燥。精鉀母液自流至精鉀母液槽后用泵送至結(jié)晶器回收和代替一部分淡水分解光鹵石礦；
[0016]干燥、包裝:所述的來自離心機(jī)脫水后的精鉀由皮帶輸送至轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)，在干燥機(jī)內(nèi)通過燃燒的熱風(fēng)進(jìn)行干燥。干燥后的產(chǎn)品通過皮帶輸送機(jī)運(yùn)輸至包裝機(jī)進(jìn)行包裝。
[0017]以上工藝流程見附圖3。
[0018]冷結(jié)晶——正浮選工藝與冷分解——正浮選工藝比較，光鹵石經(jīng)過破碎與精鉀母液、分解淡水同時(shí)進(jìn)入結(jié)晶器導(dǎo)流區(qū)，在控制好礦量、加水量、底流流量、攪拌頻率的情況下，利于改善生產(chǎn)工藝條件，增大產(chǎn)品KCl粒度；可使分解能力得到有效增大，提高分解氯化鉀收率；隨著KCl粒度的增大，浮選三相界面更穩(wěn)定，選別效果明顯，在提高浮選作業(yè)指標(biāo)的同時(shí)，提高了鉀收率。KCl粒度的增大，利于水平帶機(jī)和離心機(jī)脫水，含濕量相對減少，減輕洗滌的難度，可使干燥成本降低，產(chǎn)品指標(biāo)易于控制。
[0019]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:本實(shí)用新型對目前傳統(tǒng)的冷分解——正浮選工藝主要進(jìn)行了兩項(xiàng)核心改造，增加了破碎機(jī)，將原冷分解系統(tǒng)改為冷結(jié)晶系統(tǒng)，并對后續(xù)工藝控制參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，形成了一種新型的氯化鉀生產(chǎn)工藝；最大的優(yōu)點(diǎn)是用冷結(jié)晶系統(tǒng)代替了原有的冷分解系統(tǒng)，即將冷結(jié)晶技術(shù)移植到冷分解——正浮選工藝中，實(shí)現(xiàn)了冷結(jié)晶——反浮選工藝與冷分解——正浮選工藝的取長補(bǔ)短，改善了原正浮選工藝的生產(chǎn)工藝條件，使工藝易于控制，氯化鉀回收率提高到60% ;消除了純度為90%的氯化鉀產(chǎn)品，將氯化鉀產(chǎn)品純度提高到93%?95%;水平帶機(jī)物料含濕量由20%降低到15%以下，減少了洗滌用水量；產(chǎn)品粒度增大，產(chǎn)量提高，單位產(chǎn)品能耗降低?？傮w來說，通過該發(fā)明克服了目前冷分解——正浮選工藝存在的系統(tǒng)回收率低、產(chǎn)品質(zhì)量不易提高、產(chǎn)品粒度細(xì)，不易脫水和干燥缺點(diǎn)，氯化鉀收率的提高和產(chǎn)品品位的提升節(jié)約了礦產(chǎn)資源，且節(jié)能效果明顯，具有廣泛推廣意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為傳統(tǒng)冷分解一正浮選工藝流程示意圖；
[0021 ] 圖2是本實(shí)用新型系統(tǒng)設(shè)備連接示意圖；
[0022]圖3是本實(shí)用新型冷結(jié)晶——正浮選工藝流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0024]一種新型光鹵石生產(chǎn)氯化鉀生產(chǎn)系統(tǒng)及方法是以鹽田光鹵石礦為原料生產(chǎn)氯化鉀產(chǎn)品的新型生產(chǎn)系統(tǒng)和工藝。
[0025]圖2所示為本發(fā)明系統(tǒng)設(shè)備連接示意圖，一種新型光鹵石生產(chǎn)氯化鉀生產(chǎn)系統(tǒng)，包括加礦設(shè)備、結(jié)晶設(shè)備、浮選設(shè)備、過濾設(shè)備、再漿洗滌設(shè)備、離心脫水設(shè)備、干燥包裝設(shè)備，各設(shè)備順序連接；
[0026]在所述加礦設(shè)備上增加破碎機(jī)，使較大的光鹵石得以破碎變小，便于結(jié)晶系統(tǒng)分解結(jié)晶；
[0027]同時(shí)在結(jié)晶設(shè)備中，使用本公司發(fā)明的一種新型結(jié)晶器(發(fā)明專利號(hào):ZL201310040807.3)代替原有的冷分解——正浮選工藝的光鹵石分解設(shè)備，冷分解——正浮選工藝中冷分解系統(tǒng)是將光鹵石加水分解，由于關(guān)鍵設(shè)備——分解罐的構(gòu)造簡單，光鹵石在分解罐中的停留時(shí)間短，因此氯化鉀沒有足夠時(shí)間實(shí)現(xiàn)顆粒的增大，且所需的分解加水量較大。本發(fā)明中冷結(jié)晶系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備——新型結(jié)晶器其構(gòu)造劃分為沉降區(qū)、溶解區(qū)、循環(huán)區(qū)三個(gè)區(qū)域，在循環(huán)區(qū)上方增加了溶解區(qū)，延長了低鈉光鹵石在該區(qū)域的停留時(shí)間，使混合更均勻、反應(yīng)更充分，光鹵石達(dá)到完全分解；由于增加了沉降結(jié)晶區(qū)體積，分解后的氯化鉀有足夠的時(shí)間在結(jié)晶區(qū)內(nèi)長大；新型結(jié)晶器在內(nèi)筒錐形結(jié)構(gòu)下端口周圍設(shè)置的環(huán)狀母液分布器，增大了母液和低鈉光鹵石的接觸面積，同時(shí)在噴出液體的攪拌作用下達(dá)到充分混合分解的效果，解決了以往的結(jié)晶器未充分混合分解就由內(nèi)筒上部溢流至結(jié)晶器底部的問題；同時(shí)新型結(jié)晶器高度降低，縮短了攪拌軸，提高了攪拌機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性，同時(shí)減去攪拌軸中間軸承，減少故障點(diǎn)，增加結(jié)晶器連續(xù)運(yùn)行時(shí)間，對提高單罐產(chǎn)能起到實(shí)質(zhì)保證；在罐體和攪拌機(jī)設(shè)計(jì)中采用了 CFD及FEA技術(shù)，對流動(dòng)場及罐體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，對分解反應(yīng)區(qū)范圍做了調(diào)整，增加分解反應(yīng)區(qū)停留時(shí)間，利于分解反應(yīng)充分進(jìn)行，滿足光鹵石分解結(jié)晶需求。增加了沉降結(jié)晶區(qū)體積，實(shí)際上提高了產(chǎn)量，降低了單位產(chǎn)出能耗。
[0028]所述新型光鹵石生產(chǎn)氯化鉀系統(tǒng)的生產(chǎn)方法，具體工藝如下:
[0029]加礦:鹽田曬制的光鹵石通過采收運(yùn)送至原礦倉內(nèi)，經(jīng)螺旋調(diào)整好上礦量輸送到往復(fù)篩，將原礦中較大的礦塊和其他雜物篩除后進(jìn)入破碎機(jī)，破碎機(jī)將原礦破碎到20mm以下，便于結(jié)晶器的分解和結(jié)晶效果，破碎后的光鹵石礦輸送到結(jié)晶器，進(jìn)行分解結(jié)晶；
[0030]結(jié)晶:所述的破碎后的光鹵石礦與離心系統(tǒng)產(chǎn)生的精鉀母液、分解淡水同時(shí)進(jìn)入結(jié)晶器，因KCl、NaCl、MgCl2的溶解度不同，MgCl2首先完全溶解以液相形式存在于結(jié)晶器內(nèi)，KCl繼續(xù)溶解形成KCl飽和溶液，隨著加礦量的不斷增加，KCL形成過飽和溶液析出結(jié)晶。NaCl在液相不飽和不能析出，細(xì)小的NaCl溶解而大部分以固相顆粒形式存在。因此結(jié)晶器內(nèi)完成光鹵石的分解，同時(shí)增大氯化鉀結(jié)晶粒度；
[0031]浮選:分解結(jié)晶后的料漿輸送至浮選系統(tǒng)的藥劑調(diào)和槽，與浮選系統(tǒng)計(jì)量加藥裝置加入的浮選藥劑進(jìn)行調(diào)和后自流進(jìn)入浮選機(jī)，浮選作業(yè)采用一次粗選、二次精選、一次掃選，經(jīng)浮選得到粗鉀料漿。其中精選泡沫產(chǎn)品自流至過濾系統(tǒng)，過濾后的濾液為高鎂母液，進(jìn)行循環(huán)用來調(diào)節(jié)精選作業(yè)濃度，其余通過尾礦送至尾鹽池；
[0032]過濾、再漿洗滌、離心脫水:所述的來自浮選系統(tǒng)的粗鉀料漿經(jīng)過濾系統(tǒng)的水平帶機(jī)脫除高鎂母液后，加淡水至再漿洗滌系統(tǒng)的洗滌攪拌槽內(nèi)，除去吸附的氯化鎂及其中的氯化鈉。洗滌后的料漿用離心機(jī)脫除洗滌母液(精鉀母液)，成為精鉀，將其送至干燥系統(tǒng)干燥。精鉀母液自流至精鉀母液槽后用泵送至結(jié)晶器回收和代替一部分淡水分解光鹵石礦；
[0033]干燥、包裝:所述的來自離心機(jī)脫水后的精鉀由皮帶輸送至轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)，在干燥機(jī)內(nèi)通過燃燒的熱風(fēng)進(jìn)行干燥。干燥后的產(chǎn)品通過皮帶輸送機(jī)運(yùn)輸至包裝機(jī)進(jìn)行包裝。
[0034]以上工藝流程見附圖3。
[0035]冷結(jié)晶——正浮選工藝與冷分解——正浮選工藝比較，光鹵石經(jīng)過破碎與精鉀母液、分解淡水同時(shí)進(jìn)入結(jié)晶器導(dǎo)流區(qū)，在控制好礦量、加水量、底流流量、攪拌頻率的情況下，利于改善生產(chǎn)工藝條件，增大產(chǎn)品KCl粒度；可使分解能力得到有效增大，提高分解氯化鉀收率；隨著KCl粒度的增大，浮選三相界面更穩(wěn)定，選別效果明顯，在提高浮選作業(yè)指標(biāo)的同時(shí)，提高了鉀收率。KCl粒度的增大，利于水平帶機(jī)和離心機(jī)脫水，含濕量相對減少，減輕洗滌的難度，可使干燥成本降低，產(chǎn)品指標(biāo)易于控制，單位產(chǎn)品能耗降低。
【權(quán)利要求】
1.一種新型光鹵石生產(chǎn)氯化鉀生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，包括加礦設(shè)備、結(jié)晶設(shè)備、浮選設(shè)備、過濾設(shè)備、再漿洗滌設(shè)備、離心脫水設(shè)備、干燥包裝設(shè)備，各設(shè)備順序連接；在所述加礦設(shè)備上增加破碎機(jī)，便于結(jié)晶系統(tǒng)分解結(jié)晶；同時(shí)在所述結(jié)晶設(shè)備中，使用正浮選工藝的光鹵石分解設(shè)備，所述新型結(jié)晶器的構(gòu)造劃分為沉降區(qū)、溶解區(qū)、循環(huán)區(qū)三個(gè)區(qū)域，在循環(huán)區(qū)上方增加了溶解區(qū)，延長了低鈉光鹵石在該區(qū)域的停留時(shí)間，使混合更均勻、反應(yīng)更充分，光鹵石達(dá)到完全分解；增加了沉降結(jié)晶區(qū)體積，分解后的氯化鉀有足夠的時(shí)間在結(jié)晶區(qū)內(nèi)長大；新型結(jié)晶器在內(nèi)筒錐形結(jié)構(gòu)下端口周圍設(shè)置的環(huán)狀母液分布器，增大了母液和低鈉光鹵石的接觸面積；在罐體和攪拌機(jī)設(shè)計(jì)中采用了 CFD及FEA技術(shù)。
【文檔編號(hào)】C01D3/08GK204079502SQ201420382428
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月10日
【發(fā)明者】李小松, 王興富, 謝康民, 李樹民, 任紅偉, 許振琪, 李輝林, 劉星明, 譚忠德, 王全軍, 劉安花 申請人:青海鹽湖工業(yè)股份有限公司