專利名稱：氯化物型含鉀鹵水制氯化鉀新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以氯化物型含鉀鹵水為原料制造氯化鉀的方法。
現(xiàn)有技術(shù)中，氯化物型含鉀鹵水經(jīng)鹽田灘曬，一般的結(jié)晶規(guī)律為，隨著水份的蒸發(fā)，鹵水先達(dá)到氯化鈉的飽和點(diǎn)后開始析出氯化鈉，水份進(jìn)一步蒸發(fā)，鹵水達(dá)到氯化鈉、氯化鉀和光鹵石的共飽和點(diǎn)后，即達(dá)光鹵石點(diǎn)鹵水后，開始析出粒度不均勻無規(guī)則分布的光鹵石(Kcl.Mgcl2.6H2O)，水份繼續(xù)蒸發(fā)，鹵水達(dá)到氯化鈉、光鹵石和水氯鎂石(Mgcl2.6H2O)的共飽和點(diǎn)后，及達(dá)水氯鎂石點(diǎn)鹵水后，開始析出水氯鎂石。根據(jù)這個(gè)特性，如化學(xué)工業(yè)出版社1988年9月出版的，謝為杰主編的《化肥工業(yè)大全》，介紹了現(xiàn)有的以氯化物型含鉀鹵水為原料制造氯化鉀的方法，是從采集鹵水，通過鹽田攤曬使氯化鈉析出，根據(jù)溫度控制鹵水成份，達(dá)氯化鈉、氯化鉀和光鹵石的共飽和點(diǎn)時(shí)分離氯化鈉制得光鹵石點(diǎn)鹵水，將光鹵石點(diǎn)鹵水繼續(xù)灘曬至水鎂石點(diǎn)鹵水，使光鹵石結(jié)晶析出，再將水鎂石點(diǎn)鹵水分離，得到粒度不均勻無規(guī)則分布的含有氯化鈉的光鹵石(Kcl.Mgcl2.6H2O)，再用它作為原料，經(jīng)過先冷分解脫去氯化鎂獲鉀石鹽后，用下列方法脫去氯化鈉，再洗滌制得氯化鉀1、用大量淡水溶洗脫去氯化鈉，即洗滌法，得到的產(chǎn)品質(zhì)量差，品位、收率很低，粒度細(xì)。
2、用脂肪胺類藥劑使氯化鈉分離可提高產(chǎn)品品位，，即浮選法，其精鉀品位能達(dá)到90%，以光鹵石計(jì)產(chǎn)品收率為65%，以光鹵石點(diǎn)鹵水計(jì)總收率為55%，但得到的細(xì)粉狀產(chǎn)品粒度太細(xì)，造成脫水、干燥、加工、使用時(shí)的不便，且含有浮選藥劑難以用于工業(yè)生產(chǎn)。
3、利用不同溫度時(shí)氯化鉀和氯化鈉的溶解度不同對氯化鈉進(jìn)行分離，即熱溶法，但生產(chǎn)過程能耗大，對設(shè)備腐蝕性強(qiáng)，設(shè)備投資和生產(chǎn)成本很高。
4、將含鈉光鹵石冷分解時(shí)控制適當(dāng)?shù)慕Y(jié)晶條件制得大顆粒的氯化鉀結(jié)晶，在特制的冷結(jié)晶器內(nèi)利用粒度差異分離氯化鈉，即冷結(jié)晶法，也是目前國際上公認(rèn)為最先進(jìn)的方法，目前用于以色列的死海，但此法對原料要求高，并且技術(shù)和主體設(shè)備必須進(jìn)口，價(jià)格十分昂貴。
綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中，光鹵石是由鹽田攤曬制得，其質(zhì)量受自然條件影響很大，尤其對于高緯度內(nèi)陸高原地區(qū)，因自然條件影響，含鈉光鹵石中，其氯化鉀與氯化鈉的含量比約為1～1.5，粒度呈不規(guī)則分布，并含有大量不溶性物質(zhì)，使氯化鉀產(chǎn)品質(zhì)量下降，收率低;再則，從鉀石鹽階段脫去氯化鈉，使大量的氯化鉀進(jìn)入分解母液一起被分離出去，造成氯化鉀產(chǎn)品收率大幅度下降。
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種不受自然條件影響，取消生產(chǎn)過程中不易處理的鉀石鹽階段，制造結(jié)晶粒度大、含量高、收率高的優(yōu)質(zhì)氯化鉀的新方法。
本發(fā)明的任務(wù)是這樣實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明是一種以氯化物型含鉀鹵水為原料制造氯化鉀的方法，將采集的鹵水經(jīng)鹽田灘曬，根據(jù)相圖控制鹵水的成份達(dá)氯化鈉、氯化鉀和光鹵石的共飽和點(diǎn)時(shí)分離氯化鈉，制得光鹵石點(diǎn)鹵水，用光鹵石點(diǎn)鹵水制得氯化鉀，將光鹵石點(diǎn)鹵水與水氯鎂石點(diǎn)鹵水按重量比約1∶1～1∶3的比例兌合，并充分?jǐn)嚢瑁刂品磻?yīng)時(shí)間不少于15分鐘，利用兌鹵產(chǎn)生的人造光鹵石與氯化鈉的粒徑差異，分級分離，脫去氯化鈉，將得到的氯化鉀與氯化鈉含量比不小于5的低鈉光鹵石與淡水、分解母液，連續(xù)均勻地加入結(jié)晶器，按結(jié)晶器的有效容積計(jì)，控制低鈉光鹵石的投入速度在每立方米每小時(shí)加300～800公斤，加淡水量以將光鹵石完全分解為準(zhǔn)，分解母液是按光鹵石與分解母液的重量比為1∶3～6的比例加入，并進(jìn)行全混流連續(xù)均勻攪拌，使光鹵石控速分解，較大顆粒氯化鉀從液體中結(jié)晶出來，經(jīng)過濾脫鹵，將氯化鎂及殘余的氯化鈉隨分解母液一起分離出來，即制得氯化鉀。
在兌鹵過程的光鹵石結(jié)晶的生長速度比氯化鈉結(jié)晶快，光鹵石結(jié)晶的顆粒比氯化鈉結(jié)晶大，利用這個(gè)特性將氯化鈉結(jié)晶分級分離，就可以得到的氯化鉀與氯化鈉含量比不小于5的低鈉光鹵石，這樣，再將低鈉光鹵石用淡水和分解母液分解，根據(jù)Nernst方程，結(jié)合本發(fā)明的各種因素，得出光鹵石的分解速度與光鹵石的投料、加水速度、溶液的飽和度、體系固液比有關(guān)，只要即控制光鹵石投料和加水速度，利用母液循環(huán)使體系固液比下降并降低溶液的過飽和度，并全渾流充分?jǐn)嚢枰苑乐咕植窟^飽和現(xiàn)象產(chǎn)生，即可控制分解速度。而試驗(yàn)結(jié)果表明，只要控制分解速度，分離含鎂的母液，就可以得到含量達(dá)90～95%的較大顆粒的優(yōu)質(zhì)氯化鉀結(jié)晶。
將光鹵石點(diǎn)鹵水與水氯鎂石點(diǎn)鹵水兌合過程是置于容器內(nèi)進(jìn)行的。用容器兌鹵可以有效的控制反應(yīng)條件，以確保光鹵石質(zhì)量的穩(wěn)定。
光鹵石點(diǎn)鹵水與水氯鎂石點(diǎn)鹵水兌合時(shí)兩種鹵水的溫差最好不少于10℃。提高光鹵石點(diǎn)鹵水與水氯鎂石點(diǎn)鹵水溫差的方法為將光鹵石點(diǎn)鹵水在日氣溫上升時(shí)置于有光鹵石鋪墊的淺水鹽田攤曬，在日氣溫越過最高點(diǎn)并開始下降時(shí)，置于深水鹽池保溫，而水氯鎂石點(diǎn)鹵水要避開日高溫時(shí)采收。將光鹵石點(diǎn)鹵水與水氯鎂石點(diǎn)鹵水兌合過程是在鋪以降溫的條件下進(jìn)行的。溫差兌鹵及鋪以降溫手段可以將光鹵石的收率提高8～15%。
將制得的氯化鉀在過濾設(shè)備中淋洗，經(jīng)固液分離干燥即得精制氯化鉀。此過程主要是脫去殘余的氯化鎂，而不是難處理的氯化鈉，所以本發(fā)明生產(chǎn)的氯化鉀在精制階段也只需簡單的手段即可得到含量為96～99.5%的氯化鉀。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于在兌鹵過程中脫去氯化鈉，制取氯化鉀與氯化鈉含量比不小于5的低鈉光鹵石，不僅光鹵石質(zhì)量高，還免去了鹽田灘曬光鹵石采運(yùn)和加工的不便，排除了自然環(huán)境對氯化鉀產(chǎn)品收率和質(zhì)量的影響，也排除了現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)過程中的鉀石鹽階段脫去氯化鈉時(shí)對氯化鉀收率和質(zhì)量的影響，使脫鈉過程變得比較容易，只損失少量的氯化鉀，并且可回收水氯鎂石點(diǎn)鹵水中的氯化鉀;控速分解脫去氯化鎂和剩余的氯化鈉過程工序簡單，不涉及溫度、壓力。制得氯化鉀后，精制過程也是以脫鎂為主，因而精制過程工藝也簡單。整個(gè)過程中，不消耗熱能，也不需造價(jià)高、復(fù)雜的設(shè)備，基建投資低。經(jīng)核算，生產(chǎn)成本低于各種現(xiàn)有技術(shù)。得到白色顆粒狀氯化鉀精品位在96～99.5%之間，且不含任何藥劑;以光鹵石為原料計(jì)產(chǎn)品收率大于80%;以光鹵石點(diǎn)鹵水為原料計(jì)總收率大于63%;產(chǎn)品粒徑大于0.4毫米，其質(zhì)量高于國標(biāo)工業(yè)一級產(chǎn)品。而且所有母液均可循環(huán)使用或回收，沒有老鹵和尾鹽排出，不會對環(huán)境造成污染。


圖1為本發(fā)明的工藝流程方框圖。
圖2為15℃的“K+、Na+、Mg++//cl-H2O、”體系等溫相圖。
圖2中，在15℃時(shí)，E點(diǎn)即為光鹵石點(diǎn)鹵水的相點(diǎn)，F(xiàn)點(diǎn)即為水鎂石點(diǎn)鹵水的相點(diǎn)，正常鹽田灘曬的鹵水達(dá)到光鹵石點(diǎn)鹵水后基本上是隨著含水量的減少沿氯化鈉與光鹵石的共飽和線結(jié)晶，因而得到的光鹵石含氯化鈉較高，而用光鹵石點(diǎn)鹵水與水氯鎂石點(diǎn)鹵水兌合的完成液的總物料組成M點(diǎn)，落在光鹵石(Kcl.Mgcl2.6H2O)的結(jié)晶曲面上，反應(yīng)析出光鹵石，液相組成點(diǎn)P移至光鹵石與氯化鈉的共飽和線上，同時(shí)析出氯化鈉，光鹵石結(jié)晶的生長速度比氯化鈉結(jié)晶快，光鹵石結(jié)晶的顆粒比氯化鈉結(jié)晶大，這樣，分級分離小顆粒的氯化鈉，即可得到優(yōu)質(zhì)的低鈉光鹵石。
實(shí)施例一本實(shí)施例結(jié)合附圖，圖中的以氯化物型含鉀鹵水為原料制造氯化鉀的方法，是將采集的鹵水經(jīng)鈉鹽池灘曬，根據(jù)相圖控制鹵水的成份比重約在每立方厘米1.27克，達(dá)氯化鈉、氯化鉀和光鹵石的共飽和點(diǎn)時(shí)分離氯化鈉，制得光鹵石點(diǎn)鹵水，將光鹵石點(diǎn)鹵水泵至光鹵石點(diǎn)鹵調(diào)節(jié)池，在常溫為15℃的條件下，將光鹵石點(diǎn)鹵水與水氯鎂石點(diǎn)鹵水按重量比約1∶2的比例置于容器中兌合，并充分?jǐn)嚢?，控制反?yīng)時(shí)間在15分鐘，利用兌鹵產(chǎn)生的人造光鹵石與氯化鈉的粒徑差異，根據(jù)斯托克斯沉降定律，結(jié)合本發(fā)明的各種因素，溶液中懸浮粒子的沉降速度與其粒子直徑的平方成正比，因而光鹵石的沉降速度比氯化鈉也快，分級分離，脫去粒徑小于0.097毫米的氯化鈉，將得到的氯化鉀與氯化鈉含量比不小于5的低鈉光鹵石與淡水、分解母液，按重量約為1∶0.5∶4的比例，連續(xù)均勻加入結(jié)晶器，按結(jié)晶器的有效容積計(jì)，控制低鈉光鹵石的投入速度在每立方米每小時(shí)加600公斤，并進(jìn)行全混流連續(xù)均勻攪拌，使光鹵石控速分解，粒徑不小于0.4毫米的大顆粒氯化鉀從液體中結(jié)晶出來，經(jīng)過濾脫鹵，將氯化鎂及殘余的氯化鈉隨分解母液一起分離出來，即制得含量為93%的氯化鉀。將制得的含量約為93%的氯化鉀在過濾設(shè)備中簡單淋洗，淋洗液的重量為粗鉀的80～100%，淋洗液由淋洗母液與淡水按1∶1重量比配成，經(jīng)固液分離干燥即得含量約為98%的精制氯化鉀。這樣，以光鹵石計(jì)收率達(dá)85%。兌鹵脫鈉時(shí)最初的水氯鎂石點(diǎn)鹵水是采收其他鹽田排放的老鹵或自己曬制，兌鹵過程分離出的兌鹵母液再經(jīng)鹽田灘曬析出氯化鈉、光鹵石后成為水氯鎂石點(diǎn)鹵水循環(huán)使用，析出的二次光鹵石經(jīng)淺水鹽田溶解后返回鈉鹽池灘曬回收。低鈉光鹵石控速分解并脫去氯化鎂和剩余的氯化鈉時(shí)，最初用的分解母液用淡水淋洗光鹵石即可得到，控速分解分離出的分解母液部分循環(huán)使用，剩余部分返回兌鹵生產(chǎn)低鈉光鹵石。淋洗精制時(shí)的淋洗母液最初只需用淡水淋洗粗鉀即可得到，淋洗過程中分離出的淋洗母液部分循環(huán)使用，剩余部分返回鹽田灘曬回收。將各過程的母液循環(huán)使用即可進(jìn)一步提高產(chǎn)品收率，也避免了環(huán)境污染。這樣，得到的精制氯化鉀的品位達(dá)98%，以光鹵石計(jì)產(chǎn)品收率達(dá)95%，以光鹵石點(diǎn)鹵水計(jì)總收率達(dá)68%。
實(shí)施例二本實(shí)施例，結(jié)合附圖，圖中的以氯化物型含鉀鹵水為原料制造氯化鉀的方法，是將采集的鹵水經(jīng)鈉鹽池灘曬，根據(jù)相圖控制鹵水的成份比重約在每立方厘米1.27克，達(dá)氯化鈉、氯化鉀和光鹵石的共飽和點(diǎn)時(shí)分離氯化鈉，制得光鹵石點(diǎn)鹵水，將光鹵石點(diǎn)鹵水泵至光鹵石點(diǎn)鹵調(diào)節(jié)池，光鹵石點(diǎn)鹵水與水氯鎂石點(diǎn)鹵水兌合時(shí)兩種鹵水的溫差為10℃。提高光鹵石點(diǎn)鹵水與水氯鎂石點(diǎn)鹵水溫差的方法為將光鹵石點(diǎn)鹵水在日氣溫上升時(shí)置于光鹵石鋪墊的淺水鹽田攤曬，在日氣溫越過最高點(diǎn)并開始下降時(shí)，置于深水鹽池保溫，而水氯鎂石點(diǎn)鹵水要避開日高溫時(shí)采收。在于將光鹵石點(diǎn)鹵水與水氯鎂石點(diǎn)鹵水兌合過程是用敞口容器，并通過蔗陽透風(fēng)鋪以降溫的條件下進(jìn)行的。后面過程的實(shí)施方案同實(shí)施例一。這樣，得到的精制氯化鉀的品位達(dá)98%，以光鹵石計(jì)產(chǎn)品收率達(dá)95%，以光鹵石點(diǎn)鹵水計(jì)總收率達(dá)80%。
權(quán)利要求
1.一種以氯化物型含鉀鹵水為原料制造氯化鉀的方法，將采集的鹵水經(jīng)鹽田灘曬，根據(jù)相圖控制鹵水的成份達(dá)氯化鈉，氯化鉀和光鹵石的共飽和點(diǎn)時(shí)分離氯化鈉，制得光鹵石點(diǎn)鹵水，用光鹵石點(diǎn)鹵水制得氯化鉀，其特征在于將光鹵石點(diǎn)鹵水與水氯鎂石點(diǎn)鹵水按重量比約1∶1～1∶3的比例兌合，并充分?jǐn)嚢?，控制反?yīng)時(shí)間不少于15分鐘，利用兌鹵產(chǎn)生的人造光鹵石與氯化鈉的粒徑差異，分級分離，脫去氯化鈉，將得到的氯化鉀與氯化鈉含量比不小于5的低鈉光鹵石與淡水、分解母液，連續(xù)均勻地加入結(jié)晶器，按結(jié)晶器的有效容積計(jì)，控制低鈉光鹵石的投入速度在每立方米每小時(shí)加300～800公斤，加淡水量以將光鹵石完全分解為準(zhǔn)，分解母液是按光鹵石與分解母液的重量比為1∶3～6的比例加入，并進(jìn)行全混流連續(xù)均勻攪拌，使光鹵石控速分解，較大顆粒氯化鉀從液體中結(jié)晶出來，經(jīng)過濾脫鹵，將氯化鎂及殘余的氯化鈉隨分解母液一起分離出來，即制得氯化鉀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造氯化鉀的方法，其特征在于將光鹵石點(diǎn)鹵水與水氯鎂石點(diǎn)鹵水兌合過程是置于容器內(nèi)進(jìn)行的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述制造的氯化鉀的方法，其特征在于光鹵石點(diǎn)鹵水與水氯鎂石點(diǎn)鹵水兌合時(shí)兩種鹵水的溫差最好不少于10℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的制造氯化鉀的方法，其特征在于提高光鹵石點(diǎn)鹵水與水氯鎂石點(diǎn)鹵水溫差的方法為將光鹵石點(diǎn)鹵水在日氣溫上升時(shí)置于有光鹵石鋪墊的淺水鹽田攤曬，在日氣溫越過最高點(diǎn)并開始下降時(shí)，置于深水鹽池保溫，而水氯鎂石點(diǎn)鹵水要避開日高溫時(shí)采收。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和3所述制造的氯化鉀的方法，其特征在于將光鹵石點(diǎn)鹵水與水氯鎂石點(diǎn)鹵水兌合過程是在鋪以降溫的條件下進(jìn)行的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的制造氯化鉀的方法，其特征在于將制得的氯化鉀在過濾設(shè)備中淋洗，經(jīng)固液分離干燥即得精制氯化鉀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造氯化鉀的方法，其特征在于兌鹵脫鈉時(shí)分離出的兌鹵母液再經(jīng)鹽田灘曬析出氯化鈉、光鹵石后成為水氯鎂石點(diǎn)鹵水循環(huán)使用，析出的二次光鹵石經(jīng)淺水鹽田溶解后返回鈉鹽池灘曬回收。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造氯化鉀的方法，其特征在于低鈉光鹵石分解時(shí)脫去氯化鎂和剩余的氯化鈉時(shí)分離出的分解母液部分循環(huán)使用，剩余部分返回兌鹵生產(chǎn)低鈉光鹵石。
9.根據(jù)權(quán)利要求1和5所述的制造氯化鉀的方法，其特征在于淋洗精制時(shí)分離出的淋洗母液部分循環(huán)使用，剩余部分返回鹽田灘曬回收。
全文摘要
一種氯化物型含鉀鹵水制氯化鉀新方法，將光鹵石點(diǎn)鹵水與水氯鎂石點(diǎn)鹵水按重量比1∶1～1∶3兌合，充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)大于15分鐘，得到的人造光鹵石與氯化鈉按粒徑差異分級分離脫鈉，再將低鈉光鹵石與淡水、分解母液按比例連續(xù)均勻加入結(jié)晶器，低鈉光鹵石按每立方米每小時(shí)加300～800公斤，全混流連續(xù)均勻攪拌，得到較大顆粒氯化鉀結(jié)晶。消除了自然環(huán)境的和鉀石鹽階段脫鈉對收率和質(zhì)量的影響，成本低，品位超96％，總收率高，無污染。
文檔編號C01D3/06GK1063663SQ9210730
公開日1992年8月19日 申請日期1992年3月5日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月5日
發(fā)明者程忠, 杜慶堂 申請人:化學(xué)工業(yè)部化工礦山設(shè)計(jì)研究院