本發(fā)明涉及高純氯化鉀的生產(chǎn)技術，具體屬于一種利用太陽熱能從鹵水中提取高純氯化鉀的裝置與方法。

背景技術：

在現(xiàn)階段鹽湖化工生產(chǎn)的工藝技術中，從鹽湖鹵水中所提取到的主流產(chǎn)品主要是氯化鉀、氯化鈉、硫酸鉀等無機鹽，其中氯化鉀是比較重要的產(chǎn)品之一。但是在當前的生產(chǎn)工藝中，氯化鉀初級產(chǎn)品的純度一般只是85-95％，因此多被用作農業(yè)鉀肥。當將較低純度的氯化鉀提純?yōu)楦呒兊穆然洉r，需要使用重結晶裝置和技術進行精制處理，相對來說增加了工藝流程的復雜程度和設備投入，重結晶過程所需要的熱能也加大了全流程的能耗。另外，現(xiàn)階段的氯化鉀主要是通過浮選方法制得，受殘留浮選藥劑的影響，這種氯化鉀在制備高純氯化鉀時存在一定的技術難度。

總之，現(xiàn)階段的氯化鉀生產(chǎn)存在一定程度的初級產(chǎn)品純度較低、精制技術難度大、精制過程能耗高的問題。當制備純度≥98％的產(chǎn)品、甚至是純度≥99.5％的高純氯化鉀產(chǎn)品時，有必要考慮在技術上進行創(chuàng)新和改進。根據(jù)這些技術現(xiàn)狀，可以考慮采用太陽能源從鹽湖鹵水直接提取高純氯化鉀，省略浮選和重結晶精制過程、簡化工藝、降低能耗。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種利用太陽熱能從鹵水中提取高純氯化鉀的裝置與方法，能從鹵水中直接提取高純的氯化鉀，并且省略浮選和重結晶環(huán)節(jié)。

本發(fā)明是通過如下技術方案實現(xiàn)的。

本發(fā)明提供的一種利用太陽熱能從鹵水中提取高純氯化鉀的裝置，該裝置包括一個鹽梯度太陽池和一個結晶池，兩個池體的底部鋪設彼此連通且構成回路的換熱管；換熱管中部安裝一個管道泵和一個儲罐；結晶池上方設置有可開合的保溫蓋板。

上述利用太陽熱能從鹵水中提取高純氯化鉀的裝置，其太陽池的容積是結晶池的10倍以上。

上述利用太陽熱能從鹵水中提取高純氯化鉀的裝置，其保溫蓋板為金屬材質的薄板。

本發(fā)明提供的一種利用太陽熱能從鹵水中提取高純氯化鉀的方法，采用上述裝置，包括如下步驟：

a)在結晶池4中灌注鹵水；

b)在儲罐6中灌注淡水，并使淡水充滿換熱管2；

c)當太陽池1底部水溫升至50-60℃時，啟動管道泵3驅動換熱管2內的水持續(xù)循環(huán)流動；

d)換熱管2內的水流將太陽池1底部水的熱量傳遞到結晶池4的鹵水中，使結晶池4內的水溫維持在40-50℃，結晶池4上方的保溫蓋板5打開以使鹵水蒸發(fā)；

e)監(jiān)測并分析結晶池4內鹵水的Na⁺和K⁺含量，當鹵水中Na⁺:K⁺的質量比達到1:1.33-1.66時合上保溫蓋板5以阻止鹵水蒸發(fā)；

f)關閉管道泵3以停止換熱管2內的水的流動，結晶池4內的鹵水開始散熱降溫；

g)當結晶池4內的鹵水溫度降至15-30℃之間后，繼續(xù)靜置陳化6-24小時，期間如水溫降至15℃以下時則啟動管道泵3以便于通過熱量傳遞使結晶池4內的鹵水溫度維持在15-30℃之間；

h)靜置陳化之后，排出結晶池4內鹵水，結晶池4底部沉積有結晶鹽，將相當于鹵水原始體積0.8-1.1％的淡水均勻地噴淋在結晶鹽表面，繼續(xù)靜置1-3小時；

i)收集結晶池4底部的結晶鹽，經(jīng)過離心脫水和干燥后得到高純氯化鉀。

上述步驟a)注入結晶池4的鹵水應為Na⁺,K⁺,Mg²⁺//Cl^-,SO₄^2--H₂O水鹽體系型鹵水，并且處于K⁺飽和但Mg²⁺不飽和的狀態(tài)，鹵水中SO₄^2-的質量含量低于2％。

本發(fā)明裝置結構簡單，工藝方法易于操作，使用了太陽熱能作為能源，在生產(chǎn)中起到了節(jié)能降耗的作用；能夠從鹽湖鹵水直接提取高純氯化鉀，提高了生產(chǎn)過程的附加值；省略傳統(tǒng)技術中的浮選或重結晶精制環(huán)節(jié)，簡化了工藝流程。另外，本發(fā)明所述的方法也同樣適用于Mg²⁺飽和但K⁺不飽和的Na⁺,K⁺,Mg²⁺//Cl^-,SO₄^2--H₂O水鹽體系型鹵水，當鹵水中SO₄^2-的質量含量低于2％時得到的產(chǎn)品是高純的六水氯化鎂，當SO₄^2-的質量含量高于2％時會得到六水氯化鎂和七水硫酸鎂產(chǎn)品。綜上，本發(fā)明結構和流程簡單、能夠產(chǎn)出高附加值的高純氯化鉀產(chǎn)品，并且節(jié)能優(yōu)勢明顯、實用性強。

附圖說明

圖1本發(fā)明利用太陽熱能從鹵水中提取高純氯化鉀的裝置示意圖。

圖中：1-太陽池；2-換熱管；3-管道泵；4-結晶池；5-保溫蓋板；6-儲罐。

具體實施方式

下面結合附圖并通過具體實施例來進一步說明本發(fā)明。

以下實施例中的鹵水取自青海省柴達木地區(qū)。

實施例1：

如圖1所示的利用太陽熱能從鹵水中提取高純氯化鉀的裝置，包括一個鹽梯度太陽池1和一個結晶池4，兩個池體的底部鋪設彼此連通且構成回路的換熱管2；換熱管2中部安裝一個管道泵3和一個儲罐6；結晶池4上方設置有可開合的保溫蓋板5；太陽池1的容積為55m³，結晶池4的容積為5m³；結晶池4上方的保溫蓋板5為鐵質材料，壁厚0.8mm。

利用太陽熱能從鹵水中提取高純氯化鉀的方法，包括如下步驟：

a)在結晶池4中灌注鹵水；鹵水為Na⁺,K⁺,Mg²⁺//Cl^-,SO₄^2--H₂O水鹽體系型鹵水，并且其質量百分比組成包括NaCl為10.60％、KCl為10.44％、MgCl₂為10.21％、MgSO₄為0.30％、H₂O為68.45％，處于K⁺飽和但Mg²⁺不飽和的狀態(tài)，鹵水中SO₄^2-質量含量相當于是0.24％；

b)在儲罐6中灌注淡水，并使淡水充滿換熱管2；

c)當太陽池1底部水溫升至60℃時，啟動管道泵3驅動換熱管2內的水持續(xù)循環(huán)流動；

d)換熱管2內的水流將太陽池1底部水的熱量傳遞到結晶池4的鹵水中，使結晶池4內的水溫維持在50℃，結晶池4上方的保溫蓋板5打開以使鹵水蒸發(fā)；

e)監(jiān)測并分析結晶池4內鹵水的Na⁺和K⁺含量，當鹵水中Na⁺:K⁺的質量比達到1:1.33時合上保溫蓋板5以阻止鹵水蒸發(fā)；

f)關閉管道泵3以停止換熱管2內的水的流動，結晶池4內的鹵水開始散熱降溫；

g)當結晶池4內的鹵水溫度降至25℃之后，繼續(xù)靜置陳化6小時，期間如水溫降至15℃以下時則啟動管道泵3以便于通過熱量傳遞使結晶池4內的鹵水溫度回升到25℃；

h)靜置陳化之后，排出結晶池4內鹵水，結晶池4底部沉積有結晶鹽，將相當于鹵水原始體積0.8％的淡水均勻地噴淋在結晶鹽表面，繼續(xù)靜置1小時；

i)收集結晶池4底部的結晶鹽，經(jīng)過離心脫水和干燥后得到高純氯化鉀，質量為140kg，純度達到了99.9％。

實施例2

裝置及工作流程與實施例1相同，不同之處在于步驟a)注入結晶池4的鹵水質量百分比組成包括NaCl為10.10％、KCl為9.94％、MgCl₂為11.01％、MgSO₄為0、H₂O為68.95％；所得到的氯化鉀結晶鹽經(jīng)過脫水干燥后的質量為120kg，純度達到了99.9％。

實施例3

工作流程與實施例1相同，不同之處在于在步驟c)中太陽池1底部水溫升至50℃時就啟動管道泵3，并且在步驟d)使結晶池4內的水溫維持在40℃；所得到的氯化鉀結晶鹽經(jīng)過脫水干燥后的質量為35kg，純度達到了99.9％。