鹽湖提鉀老鹵凈化預(yù)處理技術(shù)

李生廷，張正風(fēng)，莫延香，徐永杰(.青海鹽湖工業(yè)股份有限公司，青海 格爾木 86000；.青海鹽湖藍(lán)科鋰業(yè)有限公司，青海 格爾木 86000；.青海鹽湖精誠化工有限公司，青海 格爾木 86000)

0 引言

鹽湖老鹵在進(jìn)入下游提鉀、鋰、鎂工藝應(yīng)用前需要進(jìn)行鹵水預(yù)處理，去除其中的懸浮物、膠體和其他淤泥雜質(zhì)。產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中含有淤泥、懸浮物雜質(zhì)的鹵水在凈化過濾處理的過程中，密集的淤泥雜質(zhì)時(shí)常堵塞濾布，造成凈化液流量與設(shè)計(jì)不達(dá)標(biāo)，再采用機(jī)械過濾時(shí)出現(xiàn)穿濾現(xiàn)象，再進(jìn)入下游納濾膜工序凈化過濾過程中，預(yù)處理后的鹵水含有少量的物理雜質(zhì)，引起了下游設(shè)備機(jī)械磨損嚴(yán)重、更換費(fèi)用高、系統(tǒng)引入機(jī)械雜質(zhì)等問題，因此鹵水凈化預(yù)處理亟待改良[1]。

結(jié)合現(xiàn)場鹽湖工業(yè)化生產(chǎn)，在實(shí)驗(yàn)室對鹵水進(jìn)行添加助濾劑后過濾試驗(yàn)比較，發(fā)現(xiàn)在鹵水中添加助濾劑后，鹵水過濾速度加快、過濾后的雜質(zhì)大大降低等優(yōu)點(diǎn)。在這里，我們選擇將大顆粒的氫氧化鎂作為鹵水預(yù)處理的助濾劑進(jìn)行試驗(yàn)。因氫氧化鎂的弱堿性具有獨(dú)特的緩沖與中和能力，在使用過程中和速度慢，中和產(chǎn)生的顆粒沉降速度快，易于過濾。而且它的吸附能力強(qiáng)、活性大、腐蝕性低的特性，在鹵水處理中有一定意義[2]。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

經(jīng)過氫氧化鎂試驗(yàn)可知，氯化鎂溶液凈化水平與氫氧化鎂最終產(chǎn)出物的純度有極強(qiáng)的相關(guān)性。老鹵的制備和試驗(yàn)也在加緊對凈化過濾設(shè)備的探索和研究。在凈化過程中，納濾膜工序中對于進(jìn)口過濾網(wǎng)的磨損問題較為突出，更換費(fèi)用較為高昂，極大提高了應(yīng)用成本。三期金屬鎂使用陶瓷膜等經(jīng)系統(tǒng)過濾后其氯化鎂溶液質(zhì)量達(dá)標(biāo)，但是過程中產(chǎn)生較多機(jī)械雜質(zhì)，顯著降低流量，無法達(dá)到理想效果。因此，探究溶液過濾有效性、減少雜質(zhì)成為主要研究方向，以低成本凈化為主要代表的鹽湖鹽田曬制水氯鎂石凈化已發(fā)展成為了共性技術(shù)。經(jīng)氫氧化鎂試驗(yàn)，認(rèn)為加大對氯化鎂溶液凈化的研究能夠有效降低成本、提升過濾速度及質(zhì)量，為后續(xù)各項(xiàng)工作提供依據(jù)和參照。

1.2 試驗(yàn)原料與儀器

含雜質(zhì)過飽和鹵水溶液、助濾劑(≥99.6%)；

機(jī)械攪拌、燒杯(5 L)、燒杯(2 L)、真空抽濾泵、過濾漏斗等。

1.3 試驗(yàn)過程

取含雜質(zhì)過飽和氯化鎂溶液3 600 mL，加水稀釋至溶液中氯化鎂結(jié)晶顆粒溶解完全，攪拌均勻，作為試驗(yàn)原樣。將試驗(yàn)原樣均等分為3份，分別進(jìn)行以下試驗(yàn)：

(1)原樣不經(jīng)處理送化驗(yàn)室化驗(yàn)分析(編號1-Y)，作對比樣；

(2)將原樣直接過濾抽濾，清液送化驗(yàn)室化驗(yàn)分析(編號2-Y)，作模擬工業(yè)化過濾裝置；

(3)在原樣中加入一定比例的助濾劑(氫氧化鎂質(zhì)量含量≥99.6%，加入重量60 g)，充分機(jī)械攪拌7 min后抽濾，過濾后清液送化驗(yàn)室化驗(yàn)分析(編號3-Y)，作對比樣。

2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

(1)鹵水預(yù)處理后試驗(yàn)數(shù)據(jù)檢測如表1所示。

表1 鹵水預(yù)處理后檢測結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) 單位：%

(2)鹵水預(yù)處理后試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理如表2所示。

表2 鹵水預(yù)處理后數(shù)據(jù)處理結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) 單位：%

(3)鹵水預(yù)處理后過濾性能對比如表3所示。

表3 鹵水預(yù)處理后過濾性能對比表

3 結(jié)果與討論

試驗(yàn)中，編號2-Y樣在沒有添加助濾劑普通抽濾與編號3-Y添加助濾劑情況下進(jìn)行試驗(yàn)對比，添加助濾劑后的鹵水在進(jìn)行過濾后效果明顯。助濾劑添加量約為0.314%，過濾懸浮物的數(shù)量從2 300降低到16，降低了99.3%；黏度從7.48降低到6.92，降低率為7.48%；pH從6.16升高到6.63更接近中性，同等體積的抽濾過濾時(shí)間縮短36%，速度提升1.56倍。試驗(yàn)研究探索表明鹵水中的微塵類懸浮物體積較大，加入助濾劑后，相當(dāng)于濾餅中提供了一種空間骨架，既保證了流液的通道，又保持了濾餅本身的過濾作用。

試驗(yàn)中，大粒徑的氫氧化鎂作為助濾劑，形成流體通道，和濾餅形成過濾層，濾餅層顆粒間存在一定的間隙通道，過濾效果較好。工業(yè)化鹵水預(yù)處理中在未添加助濾劑時(shí)，原鹵水中含有懸浮雜質(zhì)，在過濾時(shí)形成棕色、不定型化學(xué)法沉淀等的濾餅，沒有通道，流量低，難形成通道，容易形成穿濾凈化除雜效果降低，機(jī)械強(qiáng)制壓濾，造成濾布磨損穿濾及其他金屬網(wǎng)磨損嚴(yán)重，配件更換頻繁，并且陶瓷膜流量存在達(dá)不到設(shè)計(jì)流量等問題。圖1為添加助劑后與添加前的機(jī)理對比。

圖1 添加助劑后與添加前的機(jī)理對比

4 結(jié)語

試驗(yàn)表明，在老鹵中添加氫氧化鎂助濾劑后，過濾效果明顯提高。添加助濾劑前后懸浮物降低99.3%，黏度降低率7.48%，pH從6.16升高到6.63更接近中性，同等體積的過濾時(shí)間縮短36%，速度提升1.56倍，添加助濾劑具有減少泥渣體積，改進(jìn)泥渣過濾的性能。同時(shí)，助濾劑本身可以用提鉀老鹵制備，來源方便。含助濾劑濾餅處理方便，可以用于電廠脫硫，廢酸中和回歸鹽湖，對鹽湖沒有引入其他物質(zhì)。氫氧化鎂是一種弱堿，料漿狀的氫氧化鎂具有非沉淀性和非流動(dòng)性、使用和調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)，基本不影響老鹵質(zhì)量，此技術(shù)在鹽湖鹵水預(yù)處理技術(shù)中具有一定意義。