專利名稱:軟鉀鎂礬或軟鉀鎂礬與氯化鉀混合物的生產(chǎn)方法
本發(fā)明屬于鹽田蒸發(fā)相分離技術(shù)。
目前世界上利用硫酸鹽型鹽湖資源生產(chǎn)硫酸鉀，只有美國(guó)“大鹽湖礦物和化學(xué)公司”獲得了成功。該公司應(yīng)用鹽田新工藝生產(chǎn)高品位的鉀鹽鎂礬礦，然后將該礦送至化學(xué)加工廠，將鉀鹽鎂礬轉(zhuǎn)化為軟鉀鎂礬，浮選軟鉀鎂礬，加氯化鉀后再加水分解生產(chǎn)硫酸鉀。蘇聯(lián)研究人員對(duì)硫酸鹽型鹽湖資源的利用曾做過大重的研究工作，并探索過多種生產(chǎn)高質(zhì)量軟鉀鎂礬的方法，但均屬于轉(zhuǎn)化法，即用氯化鉀與芒硝轉(zhuǎn)化，氯化鉀與硫酸鎂轉(zhuǎn)化，粗鉀鹽與硫酸鎂轉(zhuǎn)化等等?？傊V、蘇兩家及其它國(guó)家至今尚未從鹽田鹵水中直接獲得高質(zhì)量的軟鉀鎂礬，而眾所周知，高品位的軟鉀鎂礬或軟鉀鎂礬與氯化鉀的混合物是生產(chǎn)硫酸鉀最理想的原料。本發(fā)明在利用硫酸鹽型鹽湖鹵水從鹽田生產(chǎn)中直接得到高品位軟鉀鎂礬或軟鉀鎂礬與氯化鉀的混合物獲得了成功。克服了已有技術(shù)中通過復(fù)雜化學(xué)加工轉(zhuǎn)化法才能得到質(zhì)量不甚高的軟鉀鎂礬的缺點(diǎn)。而且美國(guó)“大鹽湖礦物和化學(xué)公司”的鹽田工藝也僅適用于夏季溫度較高及海拔較低的地區(qū)，生產(chǎn)受氣候制約。本發(fā)明不受以上條件限制，采取了一條新的工藝路線，實(shí)現(xiàn)了多、快、好、省地利用硫酸鹽型鹽湖資源的目的。
圖(1)是從硫酸鹽型鹽湖鹵水中生產(chǎn)高品位軟鉀鎂礬或軟鉀鎂礬與氯化鉀混合物的工藝流程圖。圖中鹽湖鹵水(Lo)進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶池(1)，經(jīng)自然蒸發(fā)去水，析出NaCl晶體(S1)，得到母液(1);母液(1)進(jìn)入混合池(1)，在混合池(1)中母液(1)可與飽和氯化鎂鹵水(L終)以一定比例混合，其比例(L終)∶母液(1)為0～0.4∶1(重量比，以下皆同)，鹽析出NaCl晶體(S1)，得到母液(2);母液(2)進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶池(2)，經(jīng)自然蒸發(fā)去水，析出NaCl和MgSO4·7H2O晶體(S2)，得到母液(3);母液(3)進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶池(3)，經(jīng)自然蒸發(fā)去水，得到第一段鉀混鹽(S3)和母液(4);母液(4)進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶池(4)，經(jīng)自然蒸發(fā)去水，得到第二段鉀混鹽(S4)和母液(5);母液(5)即為飽和氯化鎂鹵水(L終);第一段鉀混鹽和第二段鉀混鹽混合后進(jìn)入回溶池加水回溶，水∶鉀混鹽為1.2～1.4∶1，回溶后進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶池(5)，經(jīng)自然蒸發(fā)去水，析出高品位軟鉀鎂礬或軟鉀鎂礬與氯化鉀的混合物，得到母液(6);母液(6)進(jìn)入混合池(2)，與飽和氯化鎂鹵水(L終)及鹽湖鹵水(Lo)混合，混合比為(L終)∶母液(6)為0.1∶1～1∶1，(Lo)∶〔(L終)+母液(6)〕為0.70∶1～0.75∶1，鹽析出NaCl晶體，得到母液(7);母液(7)進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶池(2)。
本發(fā)明的要點(diǎn)是以相化學(xué)為基礎(chǔ)，應(yīng)用水鹽體系在蒸發(fā)過程中的相分離技術(shù)，通過鹽田蒸發(fā)，從屬于Na+，K+，Mg++∥Cl-，SO＝4-H2O五元體系的硫酸鹽型鹽湖鹵水中直接獲得高質(zhì)量的軟鉀鎂礬或軟鉀鎂礬和氯化鉀的混合物。本發(fā)明獲得的產(chǎn)物中有害雜質(zhì)鈉離子的重量百分含量低于1%，使得用該產(chǎn)物生產(chǎn)硫酸鉀時(shí)，氯化鈉不在固相中析出，以提高硫酸鉀產(chǎn)品的質(zhì)量和鉀的收率。在工藝流程中，通過混合池(1)，可用飽和氯化鎂鹵水(L終)調(diào)節(jié)母液(1)的組成，其混合比(L終)∶母液(1)為0∶1～0.40∶1(重量比)，鹽析氯化鈉，以降低鉀混鹽中氯化鈉的含量。通過蒸發(fā)結(jié)晶池(3)、(4)，用分段結(jié)晶降低鉀混鹽中的氯化鎂含量，以減小在回溶蒸發(fā)結(jié)晶中氯化鎂對(duì)氯化鈉的鹽析效應(yīng)。通過水與鉀混鹽的比為1.2～1.4∶1，加水回溶鉀混鹽，使在蒸發(fā)結(jié)晶(5)的過程中氯化鈉在溶液中處于不飽和狀態(tài)，從而在結(jié)晶產(chǎn)物中氯化鈉的含量甚微。通過混合池(2)，用(L終)和(Lo)調(diào)節(jié)鹵水組成，其混合比(L終)∶母液(6)為0.1∶1～1∶1，(Lo)∶〔(L終)+母液(6)〕為0.70∶1～0.75∶1，將母液(6)調(diào)節(jié)成母液(7)，而母液(7)與母液(2)組成大致相同，使得鹽湖鹵水中的鉀大部分轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品。
本發(fā)明實(shí)質(zhì)上可使硫酸鹽型鹽湖鹵水中的鉀全部轉(zhuǎn)化成軟鉀鎂礬或軟鉀鎂礬和氯化鉀的混合物。在整個(gè)工藝流程中不加入任何化學(xué)添加劑;無三廢污染和廢物堆放;并充分利用太陽能;本發(fā)明不受地域及氣候條件的限制，適用面廣;而且在操作控制上并不十分復(fù)雜，易于為具有一定技術(shù)水平的人員所掌握。本發(fā)明提供的產(chǎn)物使化學(xué)加工硫酸鉀變得簡(jiǎn)單，不需要在加工中采用復(fù)雜的浮選工藝，化學(xué)加工廠的規(guī)模小，加工得到的硫酸鉀產(chǎn)品品位高，含硫酸鉀可達(dá)98%，加工過程鉀的收率達(dá)90%。本發(fā)明使得利用硫酸鹽型鹽湖資源生產(chǎn)硫酸鉀的經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。
發(fā)明人曾做過多個(gè)實(shí)施例，下面舉二例
例1參見圖1，蒸發(fā)某硫酸鹽型鹽湖鹵水(L0)100kg，從蒸發(fā)結(jié)晶池(3)和蒸發(fā)結(jié)晶池(4)分別得到鉀混鹽(S3)3.29kg和(S4)4.62kg，將其合并后加水11.1kg回溶，從蒸發(fā)結(jié)晶池(5)得到軟鉀鎂礬產(chǎn)品(S5)1.45kg和母液(6)11.8kg，在母液(6)中加入飽和氯化鎂鹵水(L終)2.80kg和(L0)10.8kg，鹽析出部分氯化鈉后得到母液(7)，母液(7)經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶可再次得到鉀混鹽5.18kg，該鉀混鹽參加上述加水回溶，蒸發(fā)得到軟鉀鎂礬的過程。其中(L0)，(L終)，(S3)，(S4)及(S5)的組成見表(一)。
表(一) 實(shí)例一某些物料組成
＊用原子吸收法測(cè)定，其它Na+值為差減法。
將(S5)配成化合物形式，則產(chǎn)品中含軟鉀鎂礬為99.17%，含NaCl為0.13%。通過物料平衡計(jì)算，以鉀混鹽(S3)，(S4)中總鉀量為基礎(chǔ)，鉀的一次收率為44.68%，循環(huán)收率為94.05%。
例2蒸發(fā)某硫酸鹽型鹽湖鹵水(L0)100kg，在混合池(1)中加入(L終)14.2kg與母液(1)混合，鹽析出部分氯化鈉，采用一段結(jié)晶，從蒸發(fā)結(jié)晶池(3)中得到鉀混鹽(S3)7.87kg，加水11.0kg使之回溶，在蒸發(fā)結(jié)晶池(5)中得到軟鉀鎂礬和氯化鉀混合物(S5)1.30kg和母液(6)11.4kg，在母液(6)中加入(L終)0.623kg和(L0)6.57kg，鹽析出部分氯化鈉后得到母液(7)，母液(7)經(jīng)蒸發(fā)后可再次得到鉀混鹽4.17kg，該鉀混鹽參加上述加水回溶，蒸發(fā)得到產(chǎn)品的過程。其中(L0)，(S3)及(S5)的組成見表(二)，(L終)的組成同表(一)。
表(二) 實(shí)例二某些物料組成
＊用原子吸收法測(cè)定，其它Na+值為差減法。
將(S5)配成化合物形式，則產(chǎn)品中含有軟鉀鎂礬為86.91%，氯化鉀11.86%，氯化鈉0.38%。通過物料平衡計(jì)算，以鉀混鹽(S3)中的總鉀量為基礎(chǔ)，鉀的一次收率為49.46%，循環(huán)收率為90.82%。
權(quán)利要求
1.一種從硫酸鹽型鹽湖鹵水在鹽田直接生產(chǎn)高品位軟鉀鎂礬或軟鉀鎂礬與氯化鉀混合物的方法，本發(fā)明的特征是其工藝流程為鹽湖鹵水(L0)進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶池(1)，經(jīng)自然蒸發(fā)去水，析出NaCl晶體(S1)，得到母液(1)；母液(1)進(jìn)入混合池(1)，可與飽和氯化鎂鹵水(L終)混合，鹽析出NaCl晶體(S1)，得到母液(2)；母液(2)進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶池(2)，經(jīng)自然蒸發(fā)去水，析出NaCl和MgSO4·7H2O晶體(S2)，得到母液(3)；母液(3)進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶池(3)，自然蒸發(fā)去水，得到第一段鉀混鹽(S3)和母液(4)；母液(4)進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶池(4)，經(jīng)自然蒸發(fā)去水，得到第二段鉀混鹽(S4)和母液(5)；母液(5)即為飽和氯化鎂鹵水(L終)；第一段鉀混鹽和第二段鉀混鹽混合進(jìn)入回溶池加水回溶，回溶后進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶池(5)，經(jīng)自然蒸發(fā)去水，析出高品位軟鉀鎂礬或軟鉀鎂礬與氯化鉀的混合物，得到母液(6)；母液(6)進(jìn)入混合池(2)與飽和氯化鎂鹵水(L終)及鹽湖鹵水(L0)混合，鹽析出NaCl晶體，得到母液(7)；母液(7)進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶池(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征為飽和氯化鎂鹵水(L終)與母液(1)的混合比為0～0.4∶1(重量比，以下皆同)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征為第一段鉀混鹽和第二段鉀混鹽混合后與水的回溶比例為1∶1.2～1.4。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征為在混合池(2)中，飽和氯化鎂鹵水(L終)∶母液(6)為0.1～1∶1，(Lo)∶〔(L終)+母液(6)〕為0.70～0.75
專利摘要
一種從硫酸鹽型鹽湖鹵水中在鹽田直接生產(chǎn)高品位軟鉀鎂礬或軟鉀鎂礬與氯化鉀混合物的方法。可使鹵水中的鉀全部轉(zhuǎn)化成軟鉀鎂礬或軟鉀鎂礬與氯化鉀的混合物。本發(fā)明獲得的產(chǎn)物中有害雜質(zhì)鈉離子的重量百分含量低于1％。在整個(gè)工藝流程中不加入任何化學(xué)添加劑；無三廢污染和廢物堆放；并充分利用太陽能。本發(fā)明提供的產(chǎn)物使化學(xué)加工硫酸鉀變得簡(jiǎn)易，得到的產(chǎn)品品位高。本發(fā)明不受地域及氣候條件的限制，適用面廣。
文檔編號(hào)C01D5/12GK87103934SQ87103934
公開日1987年11月25日 申請(qǐng)日期1987年5月26日
發(fā)明者吳景泉, 蘭軍, 張琪 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan