[发明专利]高钠钾盐矿的冷分解结晶及浮选方法制备大颗粒氯化钾的系统及工艺

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，涉及钾肥生产过程中产品晶体粒度的控制工艺，具体地说是以高氯化钠含量的钾盐矿为原料，采用冷分解结晶技术控制钾盐矿中氯化钾的晶体粒度，进而采用浮选方法分离冷结晶混合产品获得大颗粒氯化钾产品的生产工艺及设备。

背景技术

氯化钾是重要的农业钾肥之一。IFA统计资料表明，2011年世界钾盐的需求量为3644万吨（以K₂O计），钾肥需求量以每年约100万吨的速率增长。中国是农业大国，也是钾肥消费第二大国，目前每年需要的钾量为1000万吨（以实物计），其中约500万吨需要进口。

东南亚的钾盐矿主要分布于泰国和老挝，这里的钾资源主要是光卤石和钾石盐，且以光卤石矿为主，钾矿石的氯化钠质量百分含量高达50%，而钠离子对氯化钾晶体产品粒度有明显影响。目前，企业以高钠钾矿为原料生产氯化钾为直接分解方法，没有控制氯化钾产品的粒度，氯化钾产品粒度较小，多为粉状，在离心分离过程和干燥过程的运行成本高，且多采用后序造粒技术形成最终产品。因此，开发针对高钠钾盐矿中光卤石冷分解过程制备氯化钾结晶工艺，并采用浮选的方法分离结晶后氯化钠与氯化钾混合物料，获得平均粒度大的氯化钾晶体产品，这不仅降低运行成本，同时必将大幅度提升以高钠钾盐矿为原料的氯化钾产品的市场竞争力，经济效益可观、市场前景广阔。

目前，国内尚无大规模针对以高钠钾盐矿为原料，结晶生产大粒径氯化钾的实例及相关经验。

通过检索，发现如下三篇与本发明专利申请相关的公开专利文献：

1、由光卤石生产氯化钾的方法和设备（CN1260323），该发明以光卤石浆料为原料，经增稠、分级除氯化钠、反向浮选的方法获得粗细光卤石滤饼，而后经结晶法获得粗钾碱，最终经进一步纯化获得氯化钾晶体。该方法首先进行预处理将原料中的氯化钠除去，成为含较低钠浓度的原料，再进行氯化钾的生产，研究对象并非直接针对高钠钾矿盐。

2、钾石盐与光卤石的混合矿中提取氯化钾的方法（CN1259486），该发明将盐田采收的钾石盐与光卤石混合矿经破碎后，加入饱和卤水磨矿，而后进行浮选，经过滤、干燥得到氯化钾固体，关键在于在浮选的过程中使用了十八胺为捕捉剂、羧甲基纤维素为抑制剂用于提高氯化钾的回收率，一方面原料不是以高钠钾矿盐，同时对于如何提高氯化钾产品粒径未做探讨。

3、细晶消除与膜耦合相结合的反浮选-冷结晶氯化钾生产方法（CN101066769），该发明将首先通过反浮选制备低钠光卤石，再用淡水分解、结晶、离心过滤干燥制KCl，再用微滤回收溶解二次结晶获得较大颗粒KCl。研究对象为低钠光卤石而不是高钠光卤石。

通过对比，本发明专利申请与上述三篇专利公开文献存在本质的不同。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种高钠钾盐矿的冷分解结晶及浮选方法制备大颗粒氯化钾的系统及工艺，即以高钠钾盐矿为原料，采用冷分解结晶工艺控制及浮选分离获得大颗粒氯化钾产品的方法，同时根据工艺参数提出实现氯化钾产品粒度控制的结晶器结构及操作参数。

本发明实现目的的技术方案是：

一种高钠钾盐矿的冷分解结晶及浮选方法制备大颗粒氯化钾的系统，由喂料控制系统、冷分解结晶器、细晶消除罐及淡水储罐依次连接而成，在冷分解结晶器内设置有搅拌桨，在细晶消除罐与冷分解结晶器之间还安装有输送循环液的循环泵，在淡水储罐的供给管路上安装有水泵。

而且，所述冷分解结晶器包括内导流筒和外导流筒、搅拌桨、搅拌电机、溢流槽、顶部进料口、顶部溢流口、底部排料口，其底部为ω型结构。

而且，所述冷分解结晶器的搅拌桨为单层桨叶结构或双层桨叶结构，搅拌桨叶为平直叶式或推进式，所述溢流槽内的溢流堰板为齿形结构。

一种高钠钾盐矿的冷分解结晶及浮选方法制备大颗粒氯化钾的工艺，步骤是：

⑴将氯化钠质量百分含量为30%～60%的高钠钾盐矿经筛孔直径为1mm~10mm的标准筛筛分，筛下物作为进料并采用连续螺旋喂料系统连续加入冷分解结晶器，高钠钾盐矿的喂料速率为1kg/h～500t/h，循环液中MgCl₂的质量百分比浓度为15% ~30%，在冷分解结晶器的停留时间为1h~5h，操作温度为20℃~40℃，平直叶式或推进式搅拌桨的搅拌速度为20rpm~700rpm，冷分解结晶器内得到大颗粒氯化钾产品；