鉀肥生產(chǎn)工藝中結(jié)晶器加水方式的應(yīng)用

蒲曉強(qiáng)(青海鹽湖工業(yè)股份有限公司鉀肥分公司，青海 格爾木 816099)

0 引言

我國內(nèi)部能夠開展種植工作的土地較多，但是人均數(shù)量較少，甚至還有一部分土壤缺少鉀元素，讓當(dāng)前市場內(nèi)部對其存在大需求數(shù)量。在農(nóng)業(yè)種植過程中，較為具備代表性的鉀肥便是氯化鉀，占據(jù)了使用總量的91%。與此同時，在當(dāng)前國內(nèi)的真實(shí)情況中，缺少較為嚴(yán)重的便是可溶性鉀元素，這對鉀肥的生產(chǎn)、發(fā)展工作造成了嚴(yán)重的限制。相應(yīng)的調(diào)查結(jié)果顯示，國內(nèi)84%的土地中鉀元素都相對較小，當(dāng)前生產(chǎn)制造工作雖然在不斷進(jìn)步，但仍存在供應(yīng)上的缺口。

1 鉀肥的生產(chǎn)特點(diǎn)

在進(jìn)行鉀肥生產(chǎn)時，與粉末狀的相比，顆粒在物理性質(zhì)上會表現(xiàn)得更為穩(wěn)定，在裝卸中優(yōu)勢表現(xiàn)最為明顯。與此同時，其在流動效果上的表現(xiàn)也相對較好，這不僅能在一定程度上大幅降低施肥工作開展的難度，還能使鉀肥保存更長的時間。在對鉀肥進(jìn)行長期保存時，粉末狀的容易發(fā)生凝結(jié)問題，顆粒狀產(chǎn)生該情況的概率較小，并且還可以與其他種類肥料搭配使用。除此之外，顆粒狀的鉀肥在大量使用中，同樣具備明顯的優(yōu)勢[1]。

2 鉀肥生產(chǎn)工藝要點(diǎn)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中，人員使用鉀肥之后能夠提高作物的產(chǎn)量。植株內(nèi)部存在的鉀元素通常為離子形式，能夠促使內(nèi)部氮元素、碳水化合物的代謝速度，并對其中的礦物質(zhì)進(jìn)行調(diào)整、使用。氯化鉀的外觀與食鹽較為相似，容易溶解在水中，呈現(xiàn)出相應(yīng)的粉末狀、白色晶體狀，也具備一定苦、咸味道?，F(xiàn)實(shí)中，相應(yīng)技術(shù)人員可以通過泡沫浮游的措施，對其進(jìn)行提取。在選礦工作開展的過程中，需要研究各個組分的濕潤程度，并將飽和鹽溶液當(dāng)作浮選的介質(zhì)，之后在水中加入相應(yīng)礦物，這時一些物質(zhì)顆粒不易被濕潤，會漂浮在表面上。氯化鉀由于較容易被濕潤，需要加入特殊的藥劑來完成分離工作[2-3]。

2.1 浮選生產(chǎn)

在氯化鉀生產(chǎn)的過程中，如果僅是對光鹵石進(jìn)行簡單加工，會讓氯化鉀的質(zhì)量難以提升。因此，在該措施的基礎(chǔ)上，要選擇使用浮選、溶解結(jié)晶的措施對工作進(jìn)行輔助，從而大幅提升鉀肥的質(zhì)量。在制作氯化鉀時，人員可以依據(jù)對反浮選法的使用，在光鹵石的基礎(chǔ)上，回收該物質(zhì)。想要大幅提升工作質(zhì)量，要對以下內(nèi)容多加注意：低鈉光鹵石在放到結(jié)晶器內(nèi)后，需要添加一定量的分解母液與淡水。而后，生產(chǎn)機(jī)組系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)在持續(xù)攪拌下，將結(jié)晶氯化鉀從低鈉光鹵石中分解析出。在整個處理過程中，應(yīng)當(dāng)注重對母液和淡水的用量控制，以及攪拌的持續(xù)性，由此才能保障生產(chǎn)物料的品質(zhì)。

2.2 冷結(jié)晶浮選

冷結(jié)晶浮選生產(chǎn)方式，主要是對液體中存在的光鹵石飽和程度進(jìn)行控制，并在常溫情況，在內(nèi)部分解出大量的氯化鉀。人員在生產(chǎn)工作中，需要對以下幾方面加大注意力：一是在結(jié)晶設(shè)備的內(nèi)部加入相應(yīng)的光鹵石，發(fā)生結(jié)晶沉淀情況后，需要對其中的溶液進(jìn)行清洗、溶解，再加入相應(yīng)的原液，將其中的粗鉀分離出來。二是人員要經(jīng)過冷結(jié)晶操作，對粗鉀進(jìn)行處理，然后依據(jù)洗滌、過濾操作，產(chǎn)出濃度更高的氯化鉀，使其具備57%的回收率，節(jié)省成本上的支出[2]。

3 反浮選冷卻結(jié)晶工藝的有關(guān)概述

光鹵石礦中包含純光鹵石以及細(xì)粒鹽粒，后者直徑不超過0.4 mm。在原礦光鹵石處于飽和狀態(tài)中的浮選介質(zhì)里，添加專用藥劑，能適當(dāng)提升細(xì)鹽表層的疏水性，但不會提高光鹵石的該性質(zhì)。NaCl會直接黏附于浮選設(shè)備中的氣泡表面，并上浮至礦漿的表層。使用刮板將其清理出來，在礦漿內(nèi)僅保留光鹵石，等到完成脫鹵后，便能得到低鈉光鹵石。隨后，將其放到結(jié)晶器中，添加適量水，實(shí)現(xiàn)分解與結(jié)晶。在此過程中，需要嚴(yán)格把控分解條件，讓溶液內(nèi)的KCl處于過飽狀態(tài)，讓常溫環(huán)境中的晶體，逐漸長大。

3.1 調(diào)漿環(huán)節(jié)

放到浮選系統(tǒng)內(nèi)的光鹵石礦漿，其實(shí)際流量與濃度，均會影響系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與成效。其中，應(yīng)用的光鹵石礦漿，在生產(chǎn)實(shí)踐中共有兩個構(gòu)成，即：通過采收系統(tǒng)獲取，在濃縮機(jī)進(jìn)行濃縮處理后的礦漿；補(bǔ)充的原礦和調(diào)漿液經(jīng)過混合后，得到的額礦漿。生產(chǎn)實(shí)踐期間，礦漿濃度過大引發(fā)壓槽，屬于常見現(xiàn)象，這會導(dǎo)致添加的藥劑比較零散，分布不均，不利于浮選操作。另外，如果流量超過設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，濃度偏小，會出現(xiàn)冒槽的情況，藥劑與礦漿均會外溢，此時的浮選收率并不理想。而為確保生產(chǎn)活動連續(xù)、平穩(wěn)進(jìn)行，經(jīng)過調(diào)漿環(huán)節(jié)后的光鹵石礦漿，要保證其處于浮選槽內(nèi)時，濃度控制在30%～35%之間，而系統(tǒng)注入流量是每小時1 100 m3以下。借此，不僅能預(yù)防壓槽問題，還能讓運(yùn)行的浮選系統(tǒng)處于滿負(fù)荷狀態(tài)中，降低生產(chǎn)機(jī)組的受損程度。同時，礦漿里的光鹵石組分和粒度，會明顯影響生產(chǎn)工藝的實(shí)施成效。實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對上述內(nèi)容的關(guān)注度。

3.2 殘留泡沫

浮選環(huán)節(jié)結(jié)束后，需要把NaCl成分的泡沫刮出去。而現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)操作期間，會有部分泡沫殘留，跟著礦漿一起來到低鈉濃密池，與光鹵石礦漿的相應(yīng)溢流液進(jìn)行混合，以備調(diào)漿。在二次啟動浮選系統(tǒng)后，會因?yàn)榕菽瓪埩?，?dǎo)致原礦品質(zhì)下降。此外，濃密池的實(shí)際截面積極大，低鈉光鹵石礦漿通過管道來到濃密池后，可利用攪動處理，將剩余的少量泡沫清理干凈。NaCl細(xì)粒會在光鹵石顆粒的拖曳中，逐漸向下運(yùn)動，提高沉降效率，這直接關(guān)系到低鈉光鹵石的品質(zhì)。在殘留泡沫過多時，上述情況表現(xiàn)得更加明顯。若想有效提升浮選收率，系統(tǒng)運(yùn)行中，殘留泡沫不能循環(huán)出現(xiàn)。實(shí)際生產(chǎn)加工中，可把溢流管道改成溢流槽，并在相應(yīng)槽內(nèi)增加泡沫擋板，提高泡沫的清理效果，以此保障生產(chǎn)質(zhì)量。

3.3 結(jié)晶器溢流液

近些年，在結(jié)晶器溢流液流向問題的討論上，始終有爭議。此種溢流液內(nèi)包含KCl，和結(jié)晶器底流相同，需要集中運(yùn)送至粗鉀濃密池。簡單來講，溢流液進(jìn)入后，會降低粗鉀的品質(zhì)色，同時還需考慮的是，如果底流泵出現(xiàn)堵塞的問題后，切換至備用泵或是直降讓結(jié)晶器停止進(jìn)料，操作過程至少要五分鐘，但在此期間，低鈉礦漿已經(jīng)溢流到粗鉀濃密池內(nèi)，最終成品的品質(zhì)不能得到保障。在部分生產(chǎn)活動中，會把這些母液全部回收，而后使用熱熔重結(jié)晶的方式，無論固相還是液相，把其中的KCl都析出。

3.4 洗滌環(huán)節(jié)

為有效提升KCl品質(zhì)，應(yīng)當(dāng)使用適量淡水，實(shí)施全面洗滌，清理掉粗鉀內(nèi)的NaCl與MgCl2。此環(huán)節(jié)是生產(chǎn)工藝中，最后一個能提升產(chǎn)品質(zhì)量的工序，相關(guān)工作者要保證加水操作及時、精準(zhǔn)。實(shí)際生產(chǎn)中，在濃密池底流完成脫液處理后，可開展此項(xiàng)工作。安排脫液洗滌處理的目的是控制物料總量，也就是清理掉液相。為方便物料運(yùn)輸，可直接應(yīng)用離心機(jī)進(jìn)行濾液調(diào)漿，隨后啟動機(jī)器，實(shí)現(xiàn)離心分離，獲得產(chǎn)品。在開始過濾時，某些粒度極小的KCl顆粒通過濾網(wǎng)，會導(dǎo)致得到的濾液比較渾濁。在出現(xiàn)“架橋”情況后，該類顆粒才會被阻攔。把離心機(jī)內(nèi)的濾液都用于粗鉀淋洗液，能提高回收小規(guī)格顆粒的便利性，但這并不推薦。因?yàn)樵谙礈炱陂g，此類顆粒不會被徹底回收，仍會影響液相，打破各成分之間的平衡，還會增加粗鉀脫液環(huán)節(jié)的工作負(fù)荷。同樣，只應(yīng)用淡水實(shí)現(xiàn)調(diào)漿，也不利于保障回收率。因此，在實(shí)際添加淡水以前，需要對粗鉀成分進(jìn)行檢測，測定不同成分實(shí)際所需的水量。在得到最優(yōu)洗滌水量的基礎(chǔ)上，開展洗滌處理，不僅能確保系統(tǒng)運(yùn)行平衡，還可以收獲較佳大的洗滌處理成效，保障KCl的收率。

4 結(jié)晶器加水處理方法

在鉀肥生產(chǎn)過程中，給結(jié)晶器加水時，主要存在三種操作手段：(1)人員先將分解完成的水加入到結(jié)晶器中心筒內(nèi)；(2)將結(jié)晶器分解完成的水導(dǎo)入到結(jié)晶罐內(nèi)部；(3)將分解完成的水直接導(dǎo)入到循環(huán)水泵口。

4.1 分解水加入結(jié)晶器的中心筒內(nèi)

在該過程中，人員可通過心筒來使用結(jié)晶器，之后向其中加入白色水。該方式的主要優(yōu)勢之一是依據(jù)對該種結(jié)晶器的使用、加入，準(zhǔn)備好分解水，使其在結(jié)晶器內(nèi)，與低溫光鹵石體進(jìn)行充分接觸，促使溶解的速度加快，使用時間更短，由此提高該道工序的運(yùn)行效率，為實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)夯實(shí)基礎(chǔ)條件。其中的缺點(diǎn)便是：容易發(fā)生脫水、小量的酸性顆粒結(jié)晶、氯化鉀進(jìn)行脫水液相的問題，導(dǎo)致氯化鉀回收率相對較低。在分解水不通過任何處理運(yùn)輸?shù)街行耐驳倪^程中，液相內(nèi)極有可能存在小規(guī)格的顆粒物，這在影響氯化鉀實(shí)際回收徹底性的同時，還會因?yàn)榫Ш舜嬖跀?shù)量大，導(dǎo)致最后生產(chǎn)出來的氯化鉀質(zhì)量明顯下降[4]。

4.2 結(jié)晶器分解后進(jìn)入細(xì)晶罐

在液體結(jié)晶之后，各個容器中母液分解時，會釋放出穩(wěn)定程度較高的氯化水溶液，這時人員可以讓母液細(xì)晶罐與相應(yīng)液體之間進(jìn)行良好接觸，讓其通過自動控制達(dá)到合理調(diào)節(jié)其穩(wěn)定程度、氧化度、穩(wěn)定飽和度等方面的優(yōu)勢。與此同時，在使用的過程中，還可以通過母液溫度自動調(diào)節(jié)的控制系統(tǒng)，對結(jié)晶過程中的溫度進(jìn)行管控，之后在相關(guān)液體內(nèi)部、細(xì)晶母液淀漿內(nèi)部，達(dá)到結(jié)合穩(wěn)定程度、氧化程度、飽和程度的標(biāo)準(zhǔn)。在該操作過程中，這不僅能對母液結(jié)晶情況、結(jié)合氯化鉀、結(jié)晶效率有一定促進(jìn)作用，還能降低其中氯化鉀的顆粒程度。除此之外，在使用的過程中，還存在一定的缺點(diǎn)——生產(chǎn)工作者需要借助分解水，對母液本身進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，確保其飽和度處于工藝標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。而在實(shí)際生產(chǎn)中，該項(xiàng)處理環(huán)節(jié)需要耗用較長的時間，并不符合現(xiàn)代生產(chǎn)需要。對此，應(yīng)當(dāng)提前做好有關(guān)的計(jì)算工作，提高事前準(zhǔn)備工作的落實(shí)效果，確定不同飽和狀態(tài)下的總體水平系數(shù)與濃度情況，基于此開展調(diào)節(jié)處理，可以有效縮短工作時間。

4.3 分解水加入到循環(huán)泵口內(nèi)

經(jīng)過分解操作之后的泵中水，會直接被接入到溶液循環(huán)閥內(nèi)的泵口中，對其進(jìn)行再次的分解操作，促使相應(yīng)水分與已進(jìn)入處理工人筒內(nèi)、溶液循環(huán)開展中的液晶核氯化產(chǎn)生接觸后，高效地將大量細(xì)小母液晶核氯化鉀進(jìn)行有效溶解、消除，然后長時間保留處理好的額外的晶核，以此保障相關(guān)的氯化鉀化肥的顆粒程度處于良好狀態(tài)，以及保證其在使用過程中的環(huán)境情況、質(zhì)量。除此之外，由于互相接觸過程之中的化學(xué)反應(yīng)時間相對較短，更有利于開展粒度動態(tài)控制、質(zhì)量調(diào)節(jié)工作的進(jìn)行。

5 鉀肥生產(chǎn)工藝的未來發(fā)展

從當(dāng)前國內(nèi)外諸多資源現(xiàn)實(shí)情況的角度進(jìn)行分析，國內(nèi)創(chuàng)建鉀肥生產(chǎn)工業(yè)體系不僅可以保障自身的充足實(shí)用，還能將以往的被動地位扭轉(zhuǎn)過來，并建設(shè)出年產(chǎn)總量達(dá)到100 萬噸的生產(chǎn)基地。與此同時，生產(chǎn)工作使用的結(jié)構(gòu)，還在往高效率化、高質(zhì)量化、綜合使用化方向進(jìn)步。除此之外，國內(nèi)該方面資源的充足性，讓生產(chǎn)工廠逐漸出現(xiàn)了全新的結(jié)晶方式硫酸鉀制作工藝，之后還依據(jù)其中的過剩的產(chǎn)品，形成了相關(guān)的示范性技術(shù)內(nèi)容，并實(shí)現(xiàn)了當(dāng)前國內(nèi)在鉀肥上的自給自足。不僅如此，在發(fā)展的過程中，鉀肥的生產(chǎn)制造還滿足了當(dāng)前農(nóng)業(yè)建設(shè)中的增長需要[5]。

6 結(jié)語

綜上所述，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，大幅提升了化肥的生產(chǎn)質(zhì)量和效率，也讓反浮冷選結(jié)晶技術(shù)被大范圍使用。通過對鉀肥的生產(chǎn)特點(diǎn)、工藝標(biāo)準(zhǔn)、鉀肥生產(chǎn)工藝要點(diǎn)、工藝原理，以及冷卻結(jié)晶原理、加水處理方式、未來發(fā)展的內(nèi)容進(jìn)行細(xì)致分析后，工廠需要在真實(shí)情況的基礎(chǔ)上，挑選使用適合的措施，發(fā)揮該工藝存在的優(yōu)勢，從而大幅提升總體的產(chǎn)出數(shù)量。