盐田光卤石生产氯化钾的工艺研究

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注 : 表中单位能耗和建设投资是以冷分解
浮选法为 1 时 , 其余工艺与之相比较的相对值 。
参考文献 :
[ 1] [ 2] 天津化工研究院编 . 无机盐工业手册 ( 上册 ) [ M] . 北京 : 化学工业出版社 , 1979. 周有英主编 . 无机盐工艺学 [ M] . 北京 : 化学工业出版社 , 1995.
表1 产 工艺类别 粒度 冷分解 浮选法 热熔 结晶法 反浮选 冷结晶法 50 50 细小 200 目 粗大 30 目 粗大 40 目 水分 > 6% 难干燥 < 3% 易干燥 < 3% 易干燥 杂质 含浮选剂 有机胺 不含 有机胺 49 62 59 52% 64% 62% 1 0 1 8 1 2 轻 严重 轻 1 0 1 6 1 5 品 质 三种工艺优缺点概况比较表 量 产品钾收率 单位产品能耗 设备腐蚀 建设投资
[ 2]
第2期
王懿萍 : 盐田光卤石生产氯化钾的工艺研究
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外, 最主要的是靠采用特殊的结晶设备 结晶器无法达到预期目的。
敞口式 DTB 结晶器[ 2] , 而采用一般的夹套水冷式
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工艺评价与结论
对上述三种工艺的优缺点列表 1 进行对比 , 从中比较后可见, 冷分解 浮选法由于有许多
弊端 , 在国内外大型装置中已淘汰 , 但国内一些小装置仍在生产。热熔结晶法由于要在 100 左右的条件下操作, 能耗高, 对设备的腐蚀也相当严重, 相应地需要价格较高的防腐蚀设备和 材料 , 因此 , 建设投资高。死海地区原来建成的年产 100 万吨的大型装置也仅在维持生产而不 再扩建。 具有发展前途的工艺是反浮选 冷结晶法。由表中可见, 它在冷态下既能生产出粒度大、
Study on processing potassium chloride with salt- pan carnallite
WANG Yi ping ( Department of Chemistry, Qinghai Normal University, Qinghai Xining 810008, China) Abstract: Introducing different technology of processinwk.baidu.com potassium chloride with salt - pan carnal lite: cold decomposition- flotaton, and hot crystallization, and reverse flotat ion- cold crystallization; espe cially the technological advantage of reverse flotation- cold crystallization and how to practice. Key Words: salt- pan carnallite; potassium chloride; reverse flotation- cold crystallizat ion
2000 年 第2 期
青海师范大学学报( 自然科学版) Journal of Qinghai Normal University( Natural Science)
2000 No. 2
文章编号 : 1001 7542( 2000) 02 0023 03
盐田光卤石生产氯化钾的工艺研究
王懿萍
( 青海师范大学 化学系 , 青海 西宁 810008)
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冷分解
浮选法
盐田光卤石经采船吸出, 以矿浆形式用泵和输卤管线送至选矿厂, 用大型脱卤机脱卤 , 得 到的湿光卤石去冷分解工序。由于光卤石中氯化钾和氯化钠的溶解度比氯化镁小得多, 可在 室温下加水循环母液使光卤石分解 , 其中的氯化镁全部进入溶液 , 而绝大部分氯化钾和氯化钠 仍留在固相中, 反应如下 : KCl MgCl2 6H 2O+ NaCl+ nH 2O= KCl+ NaCl+ MgCl2 + ( 6+ n) H 2O 上述冷分解工序得到的混合盐 ( 也称湿粗钾) , 可通过浮选的方法
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解 3. 1
反浮选
冷结晶法
所谓的反浮选是指将光卤石中的 NaCl 浮选出来, 而 KCl 留在液相。该法可解决前述冷分 浮选法工艺存在的诸多弊端( 后述 ) , 其工艺的关键是浮选工艺的革新 ( 反浮选) 和冷态下 反浮选 如前述, 根据 NaCl 与 KCl 表面具有不同程度被水湿润的性能差异, 科研人员研制出对 Na 结晶条件的选择确定。
Cl 具有强选择性的反浮选捕收药剂。该药剂主要以含碳 8 14 的脂肪酰胺或氮氢杂环已烷类 物质为主, 再辅以相应的起泡剂、 调整剂等构成。在反浮选时 , 首先将盐田光卤石磨细予以处 理, 投入浮选槽 , 加高镁母液调浆后加入反浮选剂 , 经粗选、 扫选后, 浮选去掉大部分氯化钠, 将 光卤石制成含氯化钠 6% 的低钠光卤石 , 再经脱卤过滤送去冷结晶。 3. 2 冷结晶 冷结晶工艺的所有操作过程都是在室温附近进行的。由反浮选得到低钠光卤石后 , 控制 加水量使光卤石分解 , 进入氯化钾结晶区。由于此时光卤石中的氯化钠含量已很少 ( 6% ) , 分解时氯化钠全部溶解进入液相, 呈不饱和状态。而氯化钾也大部分溶解 , 这时的氯化钾处于 新生态, 具有活性, 可通过控制浓差和过饱和度来实现 KCl 的结晶。 从结晶力学的观点出发, 晶粒由溶液中结晶出来, 首先要形成一定的过饱和度并要经历成 核和生长两个阶段。因此 , 创造一个适当的过饱和状态 , 使上述两个阶段协调起来, 才能使结 晶的粒度和产量得以优化。其关键是通过加料( 光卤石、 水、 母液 ) 和控制结晶器内循环料浆 , 使结晶的成核生长处在 介稳区 内 。溶液的过饱和曲线和饱和曲线之间的区域称为 介稳 区 。在该区内 , 由于溶液的饱和度较小成核速度较小 ( 成核量不变) , 不会瞬间产生大量晶核 , 而已成晶体容易长大。这就创造了一个能产生粗大结晶, 而产量又不低的较理想的工艺环境。 然而, 由于在化学工程设计和生产上稍不注意 , 偏离了这个区域, 则会发生要么出现成堆的细 晶产品 , 要么很少出现晶核的情况。为了避免这种情况 , 除了控制各种物料量和微小的温差
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热溶结晶法
收稿日期 : 1999- 12- 27 作者简介 : 王懿萍 ( 1963- ) , 女 , 陕 西咸阳人 , 青海师范大学化学系讲师。
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青海师范大学学报( 自然科学版 )
2000 年
光卤石经冷分解及过滤与母液分离后所得固相, 其成分主要是氯化钾和氯化钠及少量不 溶物。由于氯化钾和氯化钠在不同温度条件下的溶解度存在差异 , NaCl 的溶解度几乎不随温 度变化而变化, 而 KCl 的溶解度却随温度升高而显著增大, 这种情况在两盐共饱和时更为显 著[ 2] 。据此, 可通过一定的方法分离出 KCl。 在共饱和溶液中 , NaCl 的溶解度不但不随温度升高而增大 , 反而有所降低 , 而 KCl 的溶解 度却明显升高。如将 100 下 100 克的共饱和溶液冷却到 20 时, 将有 19 6 克的 KCl 结晶析 出, 而 NaCl 非但不会析出, 相反地还需溶入 2 克左右才能满足 20 时共饱和溶液中的含量要 求。因此将一定量 20 的共饱和溶液加热到 100 左右( 一般是 105 ) 去溶解定量的混盐 ( 光 卤石分解滤去母液后的 KCl 和 NaCl 的混盐 ) , 可将其中的 KCl 全部溶解 , 进入溶液 , 而 NaCl 则 留在固相 , 此时进行固液分离可将二者基本分开。分离后的含少量氯化钾的固体作为副产物 或废渣处理, 而冷却分离后的溶液 , 通过一定的结晶设备, 使其降到常温 ( 20 左右 ) , 可使 KCl 大量析出。再经过滤、 洗涤、 干燥, 即可得到纯度很高的氯化钾产品。具体的热溶方式有三种 , 即全溶、 半溶和部分溶解法, 其区别主要在于混盐中 NaCl 的溶解情况。一般推荐采用操作易 控制、 能耗不太高、 KCl 收率较高的部分溶解法。
质量好的产品, 又因操作温度低而使设备腐蚀轻微 , 建设投资不高。只要有比较好的反浮选药 剂, 做好设备设计, 控制好操作条件 , 就可以达到预期目的。近代在死海地区, 如以色列等国建 有 100~ 200 万吨规模的大型氯化钾厂, 都是采用反浮选 冷结晶工艺。我国的青海钾肥厂在 原 20 万吨装置的基础上已初步实现了反浮洗 冷结晶工艺技术的工业化生产。
摘
要:
介绍了由盐田光卤石生产氯化钾工艺技术中的冷分解
浮选法、 热溶结晶法和反浮选
冷结 晶法。
经过比较 , 进一步阐明了反浮选
冷结晶工艺技术的优点及实施要点。 冷结晶
关键词:
盐田光卤石 ; 氯化钾 ; 反浮选
中图分类法 : Q611 66
文献标识码 : B
纯光卤石的分子式为 KCl MgCl2 6H2 O, 而盐田光卤石是以氯化物型盐湖卤水为原料而制 得的一种复盐, 其主要成分是 KCl、 NaCl、 MgCl2 及少量的 CaSO4 和其它不溶物, 其具体组成因产 地和采收工艺的不同而表现出很大的差异。由于盐田光卤石的成分较为复杂 , 一般不能单纯 地利用物理或机械方法将其中的氯化钾分离出来 , 必须经物理和化学方法及一定的工序方可 制得氯化钾产品。本文就工业上的几种方法介绍评述如下。
[ 1]
, 在机械搅拌式的浮选
中进行分离。其基本原理是: 固相氯化钾和氯化钠的晶体表面, 具有不同程度被水润湿的性 能。一般情况下 , 这种差别对氯化钾和氯化钠来说是不显著的, 但当加入某种药剂后, 将改变 其表面性质 , 增大两种盐表面润湿性能的差异 , 如加入以脂肪胺为主的药剂, 可以增加氯化钾 晶体表面的疏水性。在浮选过程中 , 药剂中的起泡剂和机械搅拌式浮选机鼓入的空气所形成 的小气泡与加药后疏水性变强的氯化钾晶体相遇时, 它的表面水层迅速破裂, 并和气泡紧密结 合形成富含氯化钾的泡沫 , 上升到矿浆表面, 然后将这些泡沫刮出, 再经消泡、 过滤、 洗涤、 干燥 即得氯化钾产品。而氯化钠和其余少量不溶物由于加药后的亲水性变强, 不能附着于气泡上 , 仍留在矿浆中作为副产品或渣处理。