專利名稱：熱溶結晶法從鉀混鹽生產(chǎn)大顆粒高品位軟鉀鎂礬新工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬鹽化工技術領域，尤其涉及一種利用含鉀硫酸鎂亞型鹵水曬制的 鉀混鹽制取高品位、大粒徑的軟鉀鎂礬的方法。適用于從含鉀硫酸鎂亞型鹵水、 海鹽苦鹵、湖鹽和井鹽鹵水等原料來制取高純度軟鉀鎂礬。二、 背景技術從含鉀硫酸鎂亞型鹵水經(jīng)過曬制所得到的鉀混鹽，主要是由鉀石鹽、光鹵 石、鉀鹽鎂礬、軟鉀鎂礬、石鹽、瀉利鹽等多種礦物組成的混合物。從硫酸鹽型鹽湖鹵水制取軟鉀鎂礬的方法較多，但實現(xiàn)工業(yè)化的主要有以 F幾類(1)浮選法用浮選藥劑將氛化鈉脫除，或將軟鉀鎂礬選出，水溶除 氣化鎂；(2)機械脫鈉利用氯化鈉比新生成的軟鉀鎂礬顆粒更大的原理，用 篩分法去除大部分氯化鈉，水溶除氯化鎂和氯化鈉。(3)鹽田法在鹽田中加 大量的水將鉀混鹽溶解，再在低溫下冷卻結晶。但現(xiàn)行所有的方法所得到的軟鉀鎂礬都是細粉狀的產(chǎn)品，粒度一般為O.lmm，.品位-般不超過98%，雜質較多。鉀的一次性回收率在40至60%之間。三、 發(fā)明內(nèi)容本工藝提供 種生產(chǎn)粒設大、品位高，質量好的軟鉀鎂礬產(chǎn)品的方法，工 藝簡單。鉀的單次回收率在60至80%之間。本發(fā)明是通過如卜'步驟來實現(xiàn)的 ①濕磨工段原料鉀混鹽礦，按重量比組成如卜':K' 5 11%， Mg24 5 8. 5%， Na+5 8%,S042— 15 25%， CI 25 30%， H20 2 5 40%，原料鉀混鹽礦首先與來自加水 轉化工段的母液進行濕磨，粉碎至一定目數(shù)，如40目(或60目或80目或100目)以下，固液分離，本工段多余母液濃密沉降后去鹽田灘曬回收，固料為洗滌鉀混鹽。在濕磨過程，鉀混鹽原礦中游離氯化鎂溶解于液相、母液中鉀鹽析出，此工段固料中鉀的回收率在110%左右，鉀的品位一般可上升2 個百分點以上。②加水轉化工段甩干后的固料在攪拌情況下加入來自篩分 洗滌工段的鈉鹽洗滌水，另加部分熱水，總加水量在原礦量的10 50%，溫 度控制在20 5(TC，保證一定的反應時間，使鉀混鹽中光鹵石、鉀鹽鎂礬等 化合物分解完全，離心固液分離，母液去濕磨工段，固料為含鈉的粗軟鉀鎂 礬，含氯化鎂在1.5%以下，含氯化鈉在20 30%。③熱溶工段將含鈉的粗 軟鉀鎂礬與冷卻結晶循環(huán)母液混合，進行熱溶重結晶，母液量為粗軟鉀鎂礬 的0.5 2倍，加熱到75 9(TC，不溶物為鈉鹽，與冷卻結晶后的篩下鈉鹽 料漿合并處理。④冷卻工段將熱母液加入到特制結構的冷卻結晶器中，加 入復合助長劑及變性劑，使氯化鈉不長大，軟鉀鎂礬能快速長大，冷卻降溫，控制溫度越低越好，結晶器按一定流量放料。⑤篩分洗滌工段冷卻結晶后的礦漿用一定目數(shù)(如20目)的篩子篩分，篩上物為軟鉀鎂礬，粒徑一般大 于3mm，干基品位99%，烘干即為產(chǎn)品；篩下為鈉鹽料漿，與熱溶化解后的 鈉鹽料漿合并后濃密，清母液返回去重新熱溶化解粗軟鉀鎂礬，濃料漿加適 量的水洗滌，離心或沉降固液分離，固料中主要成份為氯化鈉，棄去，洗滌 水去加水轉化工段。 本工藝的技術核心是加水將氯化鎂以液相排出，而在冷卻結晶過程中加入 復合助長劑，使氯化鈉晶體不長大，軟鉀鎂礬晶體能快速長大，在保證物料停 留時間45分鐘以上時，即可得到粒徑3mm以上的大顆粒軟鉀鎂礬晶體，最長 可得到10mm的大晶體。最終通過篩分法，很容易將大顆粒軟鉀鎂礬晶體和細 小的鈉鹽分離。現(xiàn)有其它一些工藝是采用浮選法或加水洗滌法脫除氯化鈉，由于本工藝中 鈉鹽是以固相形式脫除，本工藝鉀的單次回收率較高，根據(jù)鉀混鹽品位的高低和質量的不同，采用一定的操作方法，從鉀混鹽計，鉀的單次回收率在60到80% 之間，最高達到85%以上。而同時加入各種變性劑，可得到不同形狀的軟鉀鎂 礬產(chǎn)品，如斜四方體、正方形、長柱狀、短柱狀、長方薄片狀、菱方厚片狀等等。本工藝技術也適用于海鹽苦^、湖鹽和井鹽鹵水等制取高純度軟鉀鎂礬生 產(chǎn)過程。凡組成屬K4 、 Na+ 、 Mg2i〃S0 、 Cl —H20五元水鹽體系，中間或最 終產(chǎn)品為軟鉀鎂礬的，均可應別本技術，尤其是海鹽苦鹵化工中采用蒸發(fā)法生 產(chǎn)軟鉀鎂礬，更能得到高質量的軟鉀鎂礬，從而進一步得到高純硫酸鉀。所用 的各種助長劑、改善劑、抑制劑和變性劑均由長沙市雨花區(qū)正化化工科技有限 公司研制生產(chǎn)。本發(fā)明實驗室小試從2002年2月開始，從含鈉低鎂粗軟鉀鎂礬生產(chǎn)大顆粒 高純度軟鉀鎂礬已完成年產(chǎn)3000噸中試。并已完成以高純度大顆粒軟鉀鎂礬為 原料，年產(chǎn)500噸99.5%高品位硫酸鉀的中試。四

說明書附圖是本發(fā)明從鉀混鹽生產(chǎn)大顆粒高品位軟鉀鎂礬工藝流程原理圖。五具體實施例方式某鹽湖鹵水曬制的鉀混鹽1000g，折合含氯化鈉16%,氯化鎂12%,硫酸 鎂8%，軟鉀鎂磯32%，水30%，總質量組份為98%。加入上次反應過程得到的 洗滌母液調(diào)漿后粉碎至80目以下，固液分離，多余母液棄去，固料洗滌鉀混鹽 中折合含氯化鎂7%;在固料中加入鈉鹽洗滌水，并補加一定量的熱水，攪拌一定時間，固液分離，母液作下次粉碎原料調(diào)漿用，固料為含鈉20%的粗軟鉀鎂 礬；粗軟鉀鎂礬與冷卻結晶循環(huán)母液混合，加熱到75 90。C，不溶物為鈉鹽， 傾倒法將固液分離，在熱母液中加入復合助長劑30g，自然降溫冷卻至20°C， 用20目篩子對料漿進行篩分，篩上大顆粒固料用離心機甩干，即得到組成為96% 的濕軟鉀鎂礬產(chǎn)品213g;篩下料槳固液分離，液體作下次熱溶循環(huán)母液用，固 體與熱溶時不溶物合并，用少量的水攪拌洗滌，固液分離，液體洗滌水留作下 次生產(chǎn)加水轉化用，固體為鈉鹽。本次實驗鉀的回收率為64%。
權利要求
1. 一種熱溶結晶法從鉀混鹽生產(chǎn)大顆粒高品位軟鉀鎂礬新工藝，其特征在于包括以下步驟①濕磨工段原料鉀混鹽礦首先與來自加熱轉化工段的母液進行濕磨，粉碎至一定目數(shù)，如40目(或60目或80目或100目)以下，固液分離，本工段多余母液濃密沉降后去鹽田灘曬回收。②加水轉化工段甩干后的固料在攪拌情況下加入來自篩分洗滌工段的鈉鹽洗滌水，另加部分熱水，總加水量在原礦量的10～50％，溫度控制在20～50℃，保證一定的反應時間，使鉀混鹽中光鹵石、鉀鹽鎂礬等化合物分解完全，離心固液分離，母液去濕磨工段，固料為含鈉的粗軟鉀鎂礬。③熱溶工段將含鈉的粗軟鉀鎂礬與冷卻結晶循環(huán)母液混合，進行熱溶重結晶，母液量為粗軟鉀鎂礬的0.5～2倍，加熱到75～90℃，不溶物為鈉鹽及泥沙雜質，與冷卻結晶后的篩下鈉鹽料漿合并處理。④冷卻工段將熱母液加入到特制結構的冷卻結晶器中，加入復合助長劑及變性劑，使氯化鈉不長大，軟鉀鎂礬能快速長大，冷卻降溫，控制溫度越低越好，物料結晶停留時間在一小時左右，結晶器按一定流量放料。⑤篩分洗滌工段冷卻結晶后的礦漿用一定目數(shù)(如20目)的篩子篩分，篩上物為軟鉀鎂礬，粒徑一般大于3mm，烘干即為產(chǎn)品，干基品位99％；篩下為鈉鹽料漿，與熱溶化解后的不溶物鈉鹽料漿合并后濃密，清母液返回去重新熱溶化解粗軟鉀鎂礬，濃料漿加適量的水洗滌，離心或沉降法固液分離，固料中主要成份為氯化鈉，棄去，洗滌水去加熱轉化工段。
2、 根據(jù)權利要求l所述的熱溶結晶法從鉀混鹽生產(chǎn)大顆粒高品位軟鉀鎂礬 新工藝，其特征在于濕磨工段加入來自加水轉化工段的母液進行濕磨， 一方面 是把鉀混鹽磨細的過程， 一方面是鉀混鹽中游離氯化鎂溶解、母液中鉀鹽析出 回收的過程。
3、 根據(jù)權利要求l所述的熱溶結晶法從鉀混鹽生產(chǎn)大顆粒高品位軟鉀鎂礬 新工藝，其特征在于將甩干后的鉀混鹽固料攪拌下加水，總加水量在原礦量的 10 50%，溫度20 5(TC。保證一定的反應時間，使鉀混鹽中光鹵石、鉀鹽鎂 礬等化合物分解完全，離心甩干后得到含鈉的粗軟鉀鎂礬。
4、 據(jù)權利要求l所述的熱溶結晶法從鉀混鹽生產(chǎn)大顆粒高品位軟鉀鎂礬新 工藝，其特征在于將含鈉的粗軟鉀鎂礬與冷結晶循環(huán)母液混合，母液量為粗軟 鉀鎂礬的0.5 2倍，加熱到75 9(TC，分離出不溶物鈉鹽。
5、 根據(jù)權利要求l所述的熱溶結晶法從鉀混鹽生產(chǎn)大顆粒高品位軟鉀鎂礬 新工藝，其特征在于冷卻結晶時加入少量復合助長劑，復合助長劑由助長劑、 晶體改善劑和抑制劑組成，使在冷卻結晶過程中氯化鈉不長大，軟鉀鎂礬能快 速長大，物料結晶在結晶器內(nèi)停留時間在一小時左右。
6、 根據(jù)權利要求l所述的熱溶結晶法從鉀混鹽生產(chǎn)大顆粒高品位軟鉀鎂礬 新工藝，其特征在于冷卻結晶時所加入的助長劑為以下幾種物料之一硬脂酸 鹽、季胺鹽、烷基苯磺酸鹽、垸基硫酸鹽、油酸鹽、吐溫。
7、 根據(jù)權利要求1所述的熱溶結晶法從鉀混鹽生產(chǎn)大顆粒高品位軟鉀鎂礬 新工藝，其特征在于冷卻結晶過程中加入晶體改善劑和抑制劑，晶體改善劑為 以下幾種物料之一磷酸三鈉、磷酸氫二鈉、硼砂、碳酸鉀、焦亞硫酸鹽、二 甲苯等，抑制劑為以下幾種物料之一鹽酸十八胺、垸基硫代碳酸鹽、司盤、脂肪醇。
8、 根據(jù)權利要求l所述的熱溶結晶法從鉀混鹽生產(chǎn)大顆粒高品位軟鉀鎂礬新工藝，其特征在于冷卻結晶過程中加入不同的變性劑，可以得到不同形狀的 產(chǎn)品，如短柱狀、長方片狀、菱方厚片狀、長柱狀、斜四方體等。
9、 根據(jù)權利要求l所述的熱溶結晶法從鉀混鹽生產(chǎn)大顆粒高品位軟鉀鎂礬新工藝，其特征在于冷卻結晶后的礦漿用一定目數(shù)的篩子篩分，篩上物為軟鉀鎂礬，粒徑一般大于3mm;篩下為鈉鹽料漿，固液分離，固料中主要成份為氯 化鈉，棄去。
10、 根據(jù)權利要求l所述的熱溶結晶法從鉀混鹽生產(chǎn)大顆粒高品位軟鉀鎂礬 新工藝，其特征在于在整個反應過程中，氯化鎂以液相排出，鈉鹽可以以固相 形式存在，不影響軟鉀鎂礬晶體的長大，因為鈉鹽粒徑遠比產(chǎn)品軟鉀鎂礬小， 很容易被分離出去。
全文摘要
本發(fā)明涉及從含鉀硫酸鎂亞型鹵水、海鹽苦鹵、湖鹽和井鹽鹵水等原料中制取高純度軟鉀鎂礬，屬鹽化工領域。工藝特征為濕磨粉碎鉀混鹽脫除游離的氯化鎂，加水分解含鉀化合物，溶解去除氯化鎂，得含鈉的粗軟鉀鎂礬，再在加入復合助長劑及變性劑的條件下采用熱溶重結晶法得到大顆粒軟鉀鎂礬，同時分離出鈉鹽。新工藝采用結晶的方法，液相脫除氯化鎂，固相篩分去除鈉鹽，為從鉀混鹽制取軟鉀鎂礬，開創(chuàng)了一個新的思路。鉀的單次回收率高于目前已知的各種工藝方法，產(chǎn)品品位可達99.5％，產(chǎn)品質量世界最好。并且制得的大顆粒軟鉀鎂礬純度很高，可作為生產(chǎn)高純硫酸鉀的原料。
文檔編號C01D5/12GK101229923SQ20071003429
公開日2008年7月30日 申請日期2007年1月22日 優(yōu)先權日2007年1月22日
發(fā)明者李正華, 潘向東 申請人:潘向東;李正華