專利名稱：兌鹵轉(zhuǎn)化法制取氯化鉀的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用硫酸鎂亞型鹽湖鹵水兌鹵轉(zhuǎn)化法制取氯化鉀的方法。
氯化鉀作為一種主要鉀肥，廣泛用于農(nóng)業(yè)。我國是缺鉀大國，發(fā)展鹽湖氯化鉀工業(yè)，具有十分重要的戰(zhàn)略意義。從鹽湖鹵水制KCl主要工藝有(1)冷分解——洗滌法光鹵石經(jīng)磨礦→水洗→人造光鹵石→分解→過濾→干燥。該法主要缺點(diǎn)是K+收率和KCl純度受光鹵石純度和所含NaCl的含量變化影響很大，耗水量大。
(2)冷分解——浮選法光鹵石→加水分解→分離→浮選→干燥。
這是目前工業(yè)上最為常用的方法，但仍然存在耗水量大，K+回收率低(60-70％)的缺點(diǎn)。
針對(duì)上述情況，本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡單，K+轉(zhuǎn)化回收率高，耗水量少的用鹽湖鹵水兌鹵轉(zhuǎn)化法制取氯化鉀的方法。
本發(fā)明是在分析現(xiàn)有工藝技術(shù)缺點(diǎn)，并考慮硫酸鎂亞鹽湖水制硫酸鉀工藝中轉(zhuǎn)化母液K+利用難和現(xiàn)實(shí)又對(duì)氯化鉀需求量大的基礎(chǔ)上，提出了硫酸鎂亞鹽湖鹵水經(jīng)冬季冷凍轉(zhuǎn)型，鹽田蒸發(fā)制光鹵石—→利用轉(zhuǎn)化母液兌鹵轉(zhuǎn)化—→固液分離制取KCl工藝路線，該轉(zhuǎn)化母液為鹽湖鹵水蒸發(fā)析出的鉀鎂混鹽經(jīng)KCl轉(zhuǎn)化法制取K2SO4后所得到的母液。具體地講，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是首先將硫酸鎂亞型鹽湖鹵水在冬季通過鹽田冷凍(溫度低于0℃)，析出Na2SO4·10H2O和NaCl，使鹵水轉(zhuǎn)型為氯化物型，再經(jīng)夏季鹽田蒸發(fā)析出光鹵石(KCl·MgCl2·6H2O)，將此光鹵石作為制KCl原料；其次將此光鹵石與轉(zhuǎn)化母液按固液比為1∶1.5-3.0(重量比)混合，進(jìn)行兌鹵轉(zhuǎn)化反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在20-80℃，反應(yīng)時(shí)間為20-90分鐘，可復(fù)分解反應(yīng)生成KCl固體，然后采用一般的固液分離法(由于KCl晶粒粗大，易于過濾，如可以采用離心過濾或沉降式真空過濾方式分離)制得KCl。
上述光鹵石與轉(zhuǎn)化母液的兌鹵比例即具體固液相的加入量(固液比)，可以K+，Mg2+‖SO42-，Cl--H2O四元水鹽交互體系相圖(15℃，25℃，70℃)為指導(dǎo)，通過待定系數(shù)法或杠桿規(guī)則加以計(jì)算而得。
上述兌鹵轉(zhuǎn)化反應(yīng)的最佳反應(yīng)溫度為25-60℃，最佳反應(yīng)時(shí)間為30-60分鐘。
本發(fā)明光鹵石在與轉(zhuǎn)化母液兌鹵轉(zhuǎn)化反應(yīng)之前可采用浮選法或水洗法先脫除光鹵石中所含的NaCl，以上述固液分離后得到的KCl固體再經(jīng)固相洗滌和/或干燥處理，制得KCl產(chǎn)品，質(zhì)量可達(dá)到國家農(nóng)用一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明中所用的光鹵石也可為現(xiàn)有方法制得的光鹵石。
本發(fā)明與現(xiàn)有生產(chǎn)方法比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)1)采用兌鹵轉(zhuǎn)化反應(yīng)，使光鹵石中K+轉(zhuǎn)化率93％以上，減少了傳統(tǒng)浮選法的磨礦、水洗等工藝，使工藝大為簡化，大大提高K+的回收率；2)本工藝耗淡水少，處理費(fèi)用低，可使硫酸鎂亞型鹽湖水通過鹽田法制取光鹵石，為鹽湖實(shí)地生產(chǎn)KCl創(chuàng)造了條件；3)為硫酸鉀生產(chǎn)提供了廉價(jià)的KCl原料，同時(shí)利用了硫酸鉀生產(chǎn)排放的廢液，使K+的總回收率大大提高。
4)本工藝用同一類型鹽湖自產(chǎn)KCl生產(chǎn)K2SO4，使K2SO4生產(chǎn)與KCl生產(chǎn)有機(jī)結(jié)合，大大簡化了生產(chǎn)工藝，提高資源利用率，生產(chǎn)成本僅為現(xiàn)有K2SO4生產(chǎn)方法的50％至60％，經(jīng)濟(jì)效益明顯提高。
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實(shí)施例1硫酸鎂亞型鹵水經(jīng)冬季鹽田冷凍(＜0℃)析出NaCl、Na2SO4·10H2O轉(zhuǎn)為氯化物型后，再經(jīng)夏季(溫度＞25℃)鹽田蒸發(fā)析出光鹵石，其組成見表1。
表1光鹵石組成(wt％)
由該硫酸鎂亞型鹽湖鹵水夏季鹽田蒸發(fā)析出的鉀鎂混鹽，通過KCl轉(zhuǎn)化法制取K2SO4后得到的轉(zhuǎn)化母液(簡稱制K2SO4后排出的轉(zhuǎn)化母液)，其組成見表2。
表2 制硫酸鉀后的轉(zhuǎn)化母液組成(g/l)
取表l所述的光鹵石50Kg與表2編號(hào)l的轉(zhuǎn)化母液按固液相比為l∶3.0(重量比)混合，進(jìn)行兌鹵反應(yīng)，也可按K+，Mg2+‖SO42-，Cl--H2O四元水鹽交互體系相圖(15℃，25℃，70℃)，利用待定系數(shù)法或杠桿規(guī)則計(jì)算確定其混合比例，兌鹵轉(zhuǎn)化反應(yīng)的溫度為20℃，攪拌時(shí)間為40分鐘，反應(yīng)完成后，采用離心過濾。將KCl固相用水或者飽和KCl溶液洗滌，即得到產(chǎn)品KCl，其組成見表3。
表3 實(shí)例所得氯化鉀產(chǎn)品組成(wt％)實(shí)施例2用實(shí)施例1所述的光鹵石50Kg，按固液比為1∶2-5(重量比)加入水進(jìn)行水分解，過濾去除NaCl晶體，其組成見表1，與表2中編號(hào)為2的轉(zhuǎn)化母液進(jìn)行兌鹵轉(zhuǎn)化反應(yīng)，其固相與液相用量按實(shí)施例1的計(jì)算方法取量，其他條件同實(shí)施例1，所得結(jié)果見表3。
實(shí)施例3將實(shí)施例1所述的光鹵石和轉(zhuǎn)化母液兌鹵轉(zhuǎn)化(表2中編號(hào)1溶液)，固液比為1∶2(重量比)。反應(yīng)溫度為40℃，攪拌時(shí)間為30分鐘，其它條件同實(shí)施例1。所得結(jié)果見表3。
實(shí)施例4
以實(shí)施例1所述的光鹵石和轉(zhuǎn)化母液為原料(表2中編號(hào)2溶液)混合進(jìn)行兌鹵轉(zhuǎn)化反應(yīng)，反應(yīng)溫度為60℃，攪拌時(shí)間為60分鐘，反應(yīng)完成后用真空抽濾，將固體物用少量的KCl飽和溶液洗滌，此洗滌液加入量沒有特別的限制，一般取固體量的50％-150％(重量)，結(jié)果見表3。
權(quán)利要求
1.一種用兌鹵轉(zhuǎn)化法制取氯化鉀的方法，其特征在于將硫酸鎂亞型鹽湖鹵水通過冬季自然冷凍轉(zhuǎn)型后，再經(jīng)鹽田蒸發(fā)析出光鹵石(KCl·MgCl2·6H2O)，將此光鹵石與轉(zhuǎn)化母液按固液比為1∶1.5-3.0(重量比)混合，進(jìn)行兌鹵轉(zhuǎn)化反應(yīng)，反應(yīng)溫度為20-80℃，反應(yīng)時(shí)間為20-90分鐘，反應(yīng)生成KCl固體，然后進(jìn)行固液分離，即制得KCl，上述所用轉(zhuǎn)化母液為鹽湖鹵水蒸發(fā)析出的鉀鎂混鹽經(jīng)KCl轉(zhuǎn)化法制取K2SO4后所得到的母液。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于光鹵石與轉(zhuǎn)化母液兌鹵的具體固液相加入量，可以K+，Mg2+‖SO42-，Cl--H2O四元水鹽交互體系相圖(15℃，25℃，70℃)為指導(dǎo)，通過待定系數(shù)法或杠桿規(guī)則計(jì)算。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于兌鹵轉(zhuǎn)化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化溫度為20-60℃，轉(zhuǎn)化時(shí)間為20-60分鐘。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于光鹵石在與轉(zhuǎn)化母液兌鹵之前可采用浮選法或水洗法脫除光鹵石中所含的NaCl。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于固液分離后得到的KCl晶粒再經(jīng)固相洗滌和/或干燥處理后制取KCl。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述光鹵石可采用現(xiàn)有的方法制得。
全文摘要
一種用兌鹵轉(zhuǎn)化法制取氯化鉀的方法,其主要特點(diǎn)是:將該類型鹽湖鹵水通過冬季鹽田冷凍析出Na
文檔編號(hào)C01D3/06GK1335260SQ0112881
公開日2002年2月13日 申請(qǐng)日期2001年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月7日
發(fā)明者楊建元, 鐘輝 申請(qǐng)人:中信國安鋰業(yè)科技有限責(zé)任公司