氯化鉀生產(chǎn)工藝的研究

蔡新偉

摘 要：我國對鉀肥的用量以及產(chǎn)能逐年增加，對氯化鉀生產(chǎn)工藝也提出更高要求。氯化鉀的生產(chǎn)工藝有很多，本文主要對冷分解--熱溶結(jié)晶法、冷分解--浮選法、反浮選--冷結(jié)晶法這三種在工業(yè)上常用的工藝進(jìn)展進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：氯化鉀;生產(chǎn)工藝;光鹵石

鉀肥是保證糧食穩(wěn)定生產(chǎn)增長的重要肥料之一，可以明顯提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，提高品質(zhì)。氯化鉀同時也是農(nóng)用復(fù)合肥生產(chǎn)的必要原料，是很重要的生產(chǎn)原料。氯化鉀生產(chǎn)的原料是鉀石鹽礦、混合鹽礦、光鹵石礦等可以溶的地下固體鉀鹽礦石。中國察爾汗鹽湖地區(qū)以及羅布泊地區(qū)鉀資源的儲量非常豐富，氯化鉀是先將鹵水導(dǎo)入光鹵水池然后曬成光鹵石，之后光鹵石經(jīng)過溶解等工藝加制成氯化鉀。目前國內(nèi)氯化鉀的生產(chǎn)的主要方法有冷分解--熱溶結(jié)晶法、冷分解--浮選法、反浮選--冷結(jié)晶法等。

1 冷分解--熱溶結(jié)晶法

“冷分解--熱溶結(jié)晶法”的工藝?yán)碚摶A(chǔ)為在K+、Mg+、Na+、Mg++、Cl-·H20水鹽休系中氯化鎂、氯化鈉和氯化鉀隨溫度不同在而有不同的溶解度，從而將氯化鎂、氯化鉀和氯化鈉進(jìn)行分離[1]。冷分解--熱溶結(jié)晶法的工藝流程可以分為冷分解脫鎂，然后熱溶脫鹽，最后冷卻結(jié)晶三個工藝流程。光鹵石礦經(jīng)過冷分解工藝處理后，獲得的固液混合物經(jīng)過過濾，固液分離，然后就可以得到包括氯化鉀、氯化鈉和其他微量的不溶物組成的固體，而鎂主要包含在母液中，從而實現(xiàn)脫鎂。然后將得到的粗鉀混合固體進(jìn)行熱溶，氯化鉀的溶解度隨溫度升高從而升高， 而氯化鈉的溶解度在溫度升高時不怎么變化，而這樣的溶解特殊性在氯化鉀和氯化鈉同存在時表現(xiàn)出來的更顯著。從而氯化鉀主要在液相中而氯化鈉主要在固相中，經(jīng)過離心分離后，得到氯化鉀飽和溶液。最后將氯化鉀飽和溶液冷卻結(jié)晶，經(jīng)過沉降，然后離心分離后就可以獲得濕料氯化鉀固體。

“冷分解--熱溶結(jié)晶法”在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，有很大的優(yōu)點，一是該工藝可以獲得品位很高，甚至能夠達(dá)到98%以上。二是該工藝沒有浮選，沒有浮選藥劑等有害雜質(zhì)，從而可以制取高品質(zhì)氯化鉀。但是“冷分解--熱溶結(jié)晶法”也有很明顯的缺點，主要是生產(chǎn)流程很復(fù)雜，易腐蝕生產(chǎn)設(shè)備，同時在工業(yè)生產(chǎn)中能耗很高，明顯提高了“熱溶結(jié)晶法”的生產(chǎn)成本。

2 冷分解-浮選法

“冷分解--浮選法”的冷分解的工藝流程和“冷分解--熱溶結(jié)晶法”中的冷分解工藝流程是一樣的，都是光鹵石礦在加少量水后光鹵石分解，氯化鈉、氯化鉀以及少量不溶物析出形成固相，氯化鎂以及少量的氯化鈉、氯化鉀溶于液體形成液相，固液分離后，脫除鎂，得到粗鉀。不同的是“冷分解--浮選法”是將得到的粗鉀通過浮選法，把氯化鉀和氯化鈉分離，而“冷分解--熱溶結(jié)晶法”是通過熱溶，再結(jié)晶的方法分離氯化鉀和氯化鈉。

“冷分解--浮選法”冷分解后得到的粗鹽，然后通過正浮選，以十八胺為捕收劑，2#油為氣泡劑，浮選出氯化鉀，再經(jīng)過過濾、洗滌、干燥等工藝流程，得到氯化鉀成品。浮選工藝在經(jīng)過這么多年的應(yīng)用發(fā)展，開發(fā)出了新技術(shù)、新設(shè)備等。如老撾某鉀鹽礦應(yīng)用礦柱式浮選機(jī)浮選，相比于傳統(tǒng)浮選機(jī)，浮選指標(biāo)有了明顯提高[2]。

“冷分解--浮選法”具有工藝流程操作簡單，選礦效率較高，成本較低，可以大規(guī)模應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)等優(yōu)點。同時也存在產(chǎn)品粒度較細(xì)，回收率很低，有浮選藥劑殘留等缺點。

3 反浮選-冷結(jié)晶法

“反浮選--冷結(jié)晶法”是含鈉光鹵石原礦在飽和的浮選溶液中，加入烷基嗎啉等捕收劑通過反浮選方法，氯化鈉附著在浮選機(jī)內(nèi)的氣泡上，從而被帶到表面，被刮板刮出，得到留在浮選機(jī)內(nèi)的低鈉光鹵石。低鈉光鹵石加入到結(jié)晶器中，加少量水進(jìn)行分解，然后結(jié)晶?？刂谱〉外c光鹵石在結(jié)晶器中的分解條件，使得溶液中的氯化鉀處于過飽和狀態(tài)，在常溫條件下結(jié)晶出氯化鉀晶體并成長為粗晶。冷結(jié)晶工序中，加水量的大小，加礦量的大小，加入母液量以及波美度等都會影響結(jié)晶過程[3]?？刂谱〉外c光鹵石的分解條件，控制溶液中的氯化鉀的過飽和度，降低氯化鉀晶體的數(shù)量，在常溫的條件下，氯化鉀的晶體長大析出，而在溶液中，氯化鈉不飽和不被析出。

目前“反浮選--冷結(jié)晶法”在世界上屬于比較先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，在我國的鉀肥生產(chǎn)基地察爾汗地區(qū)也得到了開發(fā)與應(yīng)用。該工藝生產(chǎn)的氯化鉀產(chǎn)品具有粒徑大、含量高、水份低等優(yōu)點，同時，品位回收率相比于“冷分解--浮選法”也有了顯著提高。但缺點是生產(chǎn)工藝復(fù)雜，不方便操作控制，在浮選以及結(jié)晶的過程中操作精度要求比較高。

4 結(jié)語

目前國內(nèi)氯化鉀的生產(chǎn)的主要方法中，冷分解-熱溶結(jié)晶法在工業(yè)生產(chǎn)中能耗高，對生產(chǎn)設(shè)備的腐蝕大?！袄浞纸?-浮選法”的回收率較低，產(chǎn)品的粒度較細(xì)。而“反浮選--冷結(jié)晶法”是目前世界上發(fā)展前景很好的一種工藝，在常溫下，生產(chǎn)出粒徑大、含量高、水份低產(chǎn)品。同時，是在常溫下生產(chǎn)，生產(chǎn)能耗低，對選礦設(shè)備腐蝕較小。但其生產(chǎn)工藝復(fù)雜，影響因素多，在生產(chǎn)過程中需要控制操作條件。因此“反浮選--冷結(jié)晶法”需提高自動化控制水平和操作工人素質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄒光明.青海察爾汗湖鹽田光鹵石冷分解熱溶結(jié)晶法制取氯化鉀擴(kuò)大試驗總結(jié)[J].化肥工業(yè)，1983（04）：9-18+80.

[2]劉文彪，王國棟，郭會仙.老撾鉀鹽礦柱式反浮選制取氯化鉀的試驗研究[J].云南化工，2013，40（06）：59-61.

[3]汪貴元.反浮選——冷結(jié)晶生產(chǎn)氯化鉀工藝控制的探討[J].海湖鹽與化工，2002（03）：27-29.