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表2氧化鉀、氮化鎂、氯化鈉15℃下的共飽和數(shù)據(jù)

KCl收率計算方法如下:

從表2可知，以光鹵石在15℃下完全分解計算，當(dāng)KCl、NaCl 、KC1·MgCl₂·6H₂O三相平衡時，100 g水中MgCl₂, KCl, NaCl的溶解量分別為36.5 、3.9、1.9 g。使光鹵石中MgCl₂全部溶解的加水量為:( 30.99/36.5) ×100 g=84.90 g.。

光鹵石中w（H₂O）41.92% , 100 g光鹵石加水量應(yīng)為:84.90 g一100g×41.92%=42.98 g。溶解于水的鹽量為:

MgCl₂：84.90g×36.5 g/100g=30.99 g；

KCl:84.90 g×3.9 g/100 g=3.3 1g；

NaCI:84.90 g×1.9g/100 g=1.61g。

如果固液徹底分離，則固相產(chǎn)物中:

MgCl₂：100g×30.99%一30.99 g=0；

KC1： 100 g ×13.13%一3.31 g=9.82g；

NaCl ：100 g ×12.41%一1.61 g=10.8 g,

假設(shè)分解產(chǎn)物含有m(g)自由水，則

rn/[f9.82z+10.8+1.53+m(30.99+3.31+1.61+84.90)/84.90]×100 % =10%

解得產(chǎn)物中自由水m = 2.58 g。則分解產(chǎn)物中：

MgCl_2:：(0+2.58×36.5 /100)g =0.94g；

KCl：( 9.82+2.58 ×3.9 /100 ) g=9.92 g；

NaCl：:(10.80+2.58 ×1.9/100) g =10.85 g。

w( KCl)；[9.92 /( 0.94十9.92十10.85+2.58+1.53)] ×100 %=38.42%；

w(MgCl_2:)；[0.94 /( 0.94十9.92十10.85+2.58+1.53)] ×100 %=3.64%；

KCl的收率：（9.92/13.13）×100%=75.55%。

此法提高了氯化鉀的品味簡單易行，目前被多數(shù)廠家采用。其不足之處在于產(chǎn)品粒度過細(xì)（＜0.088mm（-170目）占81.1%),分離和煩躁都存在一定困難。

2.2 反浮選冷結(jié)晶法生產(chǎn)氛化鉀

    1997年7月采用反浮選冷結(jié)晶法對青海鹽湖鉀肥200 kt/a加工廠技改后，進(jìn)行了試生產(chǎn)，達(dá)到了設(shè)計要求，使我國氯化鉀生產(chǎn)技術(shù)取得了突破性進(jìn)展。該工藝主要分為調(diào)漿、反浮選、脫鹵、冷分解、結(jié)晶、過濾幾個工序(見圖3)。

調(diào)漿工序是在光鹵石原礦中加人一定量的氯化鉀或光鹵石的飽和鹵水使之達(dá)到一定的固液質(zhì)量比的過程。通常還加入一定量的尾礦提高資源回收率，光鹵石原礦質(zhì)量:鹵水質(zhì)量稱為固液質(zhì)量比，一般為(15~40)：100。反浮選工序除去光鹵石中的部分氯化鈉雜質(zhì)，輸送至尾礦庫，得到低鈉光鹵石即為光鹵石精料，反浮選工序加人的氯化鈉捕收劑有烷基嗎啉和脂肪酞胺，每噸光鹵石原料脂肪酞胺加人量為100~400 g 、烷基嗎啉為15~150 g，烷基嗎啉和脂肪酰胺混合使用時每噸光鹵石原料脂肪酞胺加人量為I5~400 g。脫鹵工序是將除去氯化鈉雜質(zhì)后的光鹵石精料料漿進(jìn)行沉降濃縮，然后通過離心機(jī)脫鹵。冷分解結(jié)晶工序是把脫鹵后的光鹵石精料加水或氯化鎂不飽和溶液進(jìn)行分解結(jié)晶的過程，每噸光鹵石精料加水量為800~1 000 kg,或加入氯化鎂不飽和溶液為2 100一4 500 kg, 也可以將水或氯化鎂不飽和溶液混合加人，將光鹵石分解、結(jié)晶得到氯化鉀晶體。過濾工序是進(jìn)一步脫除母液的過程，過濾后得到帶有一定水分的氯化鉀半成品(粗鉀)，此工序如產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)用戶質(zhì)量要求，則洗滌、干燥工序可省略。粗鉀經(jīng)洗滌，干燥得到干燥的氯化鉀產(chǎn)品。該工藝浮選的原理是: 在光鹵石原礦與飽和鹵水組成的料漿中，加人1氯化鈉浮選藥劑，增加氯化鈉晶體表面的疏水性，攪拌并鼓入空氣，氯化鈉表面的水層迅速破裂并和氣泡緊密結(jié)合上升到礦漿表面，而光鹵石由于親水性留在礦漿中。含氯化鈉晶體的泡沫層通過浮選機(jī)的刮板分離，達(dá)到除去氯化鈉的目的。冷結(jié)晶主要是利用控制低鈉光鹵石分解條件，控制溶液中了氯化鉀過飽和度，減少氯化鉀的晶體數(shù)量，達(dá)到在常溫下，使氯化鉀晶體顆粒長大的目的，而氧化鈉在液相不飽和時不能析出，從而保證了氯化鉀的質(zhì)量和粒度。

該生產(chǎn)工藝采用典型原礦的化學(xué)組成見表3

該工藝由青海鹽湖股份開發(fā)，具有回收率高、產(chǎn)品質(zhì)量好的特點，能耗低，生產(chǎn)成本低，對設(shè)備腐蝕小。且產(chǎn)品有一定粒度、易干燥，產(chǎn)品質(zhì)量不受原礦品位的影響該工藝綜合效益明顯高于冷分解浮選法工藝。

2.3日曬法生產(chǎn)氛化鉀

其工藝控制指標(biāo)見表4

表4 反浮選冷結(jié)晶工藝指控指標(biāo)

目前青海鹽湖股份已建成日曬法5 000t/a的氯化鉀生產(chǎn)車間，工藝流程見圖4。抽取鹵水在鈉(曬) 鹽池蒸發(fā)析出氯化鈉，鹵水濃縮至光鹵石飽和點時，排入光鹵石池繼續(xù)蒸發(fā)析出光鹵石，排去老鹵。然后加人淡水溶解，排人鉀鹽池，進(jìn)行日曬蒸發(fā)。氯化鈉首先在鉀鹽池析出，當(dāng)鉀鹽池鹵水濃縮至氯化鈉飽和時，此時的鹵水稱為鉀鹽點鹵水，返回到鈉鹽池，進(jìn)行循環(huán)利用。該工藝不需加入藥劑，但是產(chǎn)率低，受氣候條件影響大。

2.4兌鹵冷結(jié)晶法生產(chǎn)氯化鉀

    該工藝是將浮選廠產(chǎn)生的氯化鉀、氯化鈉、光鹵石共飽和的母液與氯化鎂、氯化鈉、光鹵石共飽和的母液混合。由于鉀、鎂的過飽和而析出低鈉鹵石，經(jīng)濃縮脫液后進(jìn)人分解器，加淡水分解結(jié)晶后得到高品位氯化鉀。兌鹵法工藝流程見圖5。兌鹵法只能依附于大型浮選廠，^大的優(yōu)點是成本低、質(zhì)量好、能耗低，但是產(chǎn)量較低。

2.5青海鹽湖股份氯化鉀幾種工藝的技術(shù)指標(biāo)比較

      上述工藝的技術(shù)指標(biāo)見表5(不含日曬法)。

表5幾種工藝的技術(shù)指標(biāo)比較

綜合分析，反浮選冷結(jié)晶法是一種目前世界上較先進(jìn)的氯化鉀生產(chǎn)工藝，也是青海鹽湖股份采用的主要生產(chǎn)工藝，工藝^大的優(yōu)點就是產(chǎn)品質(zhì)量好，產(chǎn)量高，連續(xù)性生產(chǎn)。

3生產(chǎn)氯化鉀的其他方法

    除了上述已經(jīng)工業(yè)化的幾種工藝，氯化鉀生產(chǎn)工藝還有熱熔法、重力選法、靜電分離法等。

熱熔法主要是根據(jù)光鹵石混合液中鉀、鈉、鎂的溶解度隨著溫度變化而變化，從而將各組分分離得到目標(biāo)產(chǎn)物氯化鉀。此法優(yōu)點在于產(chǎn)品粒度大，品位高，w ( KCl)達(dá)98%以.上；缺點是能耗高，成本高，對設(shè)備腐蝕大，工藝復(fù)雜。

    重力選法是利用礦石中各組分密度的不同，在一定密度的重介質(zhì)中進(jìn)行分離。重介質(zhì)可采用重液，重液是利用密度大的有機(jī)溶劑配成。如將二溴乙烷(相對密度為2.49)和三氧乙烯(相對密度為1.456)配成相對密度為2.05的重液，而純氧化鉀和氯化鈉的相對密度分別為1.99和2.17，則氯化鉀上浮于重液表面而氯化鈉則下沉至底部，因此氯化鉀和氯化鈉得以分離。此法需大量有機(jī)溶劑循環(huán)使用，回收工藝較為復(fù)雜，尚處于試驗階段。

    靜電分離法是將破碎到一定粒度的鉀食鹽加熱到450℃左右，在冷卻時，其中氯化鉀和氯化鈉的晶體表而即產(chǎn)生異性電荷，前者帶正電，后者帶負(fù)電。如果將這些帶有電荷的礦粒通過高壓的靜電場，氯化鉀和氯化鈉即向與其電荷相反的電極方向移動，由此即產(chǎn)生分離。本工藝可制得純度為93%的氯化鉀，鉀的提取率可達(dá)70%，但礦泥的存在是靜電分離過程的難點。

4結(jié)論

    雖然青海察爾汗鹽湖鉀資源豐富，但是遠(yuǎn)不能滿足我國農(nóng)業(yè)對鉀肥的需求，按目前產(chǎn)能計算，察爾汗鹽湖鉀資源僅能開采27年。因此，國家應(yīng)加大鉀資源的地質(zhì)勘查力度，建立鉀資源儲備機(jī)制，應(yīng)對國際風(fēng)險。經(jīng)過多年的發(fā)展，我國氯化鉀的生產(chǎn)技術(shù)取得了突破性進(jìn)展，但是我國鉀鹽行業(yè)整體發(fā)展水平比較落后，產(chǎn)品成本高。品種檔次低，與世界其他鉀鹽企業(yè)還存在差距:鉀鹽企業(yè)應(yīng)積極引進(jìn)國外新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，同時注重消化吸收和再創(chuàng)新，使我國鉀鹽技術(shù)升級，產(chǎn)品質(zhì)量提高，增強(qiáng)國際競爭力。

摘自《磷肥與復(fù)肥》