[发明专利]从光卤石矿中制取氯化钾与低钠盐的方法

说明书

本发明属无机化工领域。

氯化物型钾镁盐卤水经天然蒸发结晶制得的光卤石矿，以光卤石矿生产氯化钾的工艺，最早采用的是热溶结晶法。到了五十年代，热溶结晶法逐渐被冷分解-浮选-洗涤工艺所取代。到了八十年代，国外采用冷溶-冷结晶工艺逐步取代了冷分解-浮选-洗涤工艺。但是冷溶-冷结晶工艺的细节未见报道。目前国内沿海地区从海水中制得的光卤石矿，再加工成氯化钾产品采用的方法是热溶结晶法，这种方法耗能高，设备投资大，因而生产成本高。青海钾肥厂采用的提钾工艺为光卤石矿冷分解-浮选-洗涤工艺。这种方法要采用浮选药剂，故存在下列缺点：一是这种浮选药剂价格昂贵;二是浮选母液中带走大量的KCl，而这部分KCl回收困难，造成氯化钾的回收率降低;三是浮选母液综合利用困难，而使得生产环境污染严重;四是由于工艺采用了浮选药剂，故在KCl产品中也含有一部分这种浮选药剂，使得产品质量低，再加工性差;五是能耗高，产品浓缩过滤困难，基建投资大，生产成本高等缺点。

本发明的目的是提供一种从光卤石矿中制取氯化钾和低钠盐产品的新型工艺。它具有工艺简单，基建设备投资少，工艺过程中无需加任何浮选药剂，产品质量高，生产成本低，KCl的回收率高，无环境污染，对光卤石矿资源利用合理等一系列优点。

本发明采用的理论依据是粒度学。在研究光卤石矿粒度的过程中发现，光卤石矿中一般光卤石的粒度均大于NaCl晶体的粒度，粗钾中NaCl晶体的粒度又均大于KCl晶体的粒度。根据以上这一原理，从而奠定了本发明的理论基础。该发明采用按光卤石矿中各种组分的晶体粒度大小不同进行机械筛分，可除60～80%的NaCl杂质，而光卤石矿中的KCl含量得到有效地提高，再采用冷分解，第二次筛分除去部分NaCl颗粒，再经蒸发浓缩、过滤等工序就可得到精制的KCl产品。而经筛分后除去的NaCl杂质，经水力旋流器浓缩处理，细颗粒的经沉降后作为尾矿再重新综合利用（此处简略），而粗颗粒的因含有少量的KCl晶体，经过滤洗涤除去多余的MgCl₂后即可得到低钠盐产品。

图（1）是本发明的工艺流程图。

对于光卤石矿的要求是：光卤石中的粒度小于0.5毫米级别的含量低于20%。为了使光卤石的粒度达到机械筛分的要求，采用的方法是用第一次结晶完毕的光卤石，放掉老卤，再放入第一次结晶光卤石卤水的0.5～1.5倍的新卤进入结晶池，使光卤石继续结晶，待结晶完毕，再放掉老卤即可得到合乎要求的光卤石矿。该光卤石矿和老卤混合后（固液比为1∶5～15），经过筛分Ⅰ筛分，筛分Ⅰ采用振动筛或反冲细筛均可，筛孔直径为0.2～2毫米。经筛分Ⅰ筛分后，筛孔下面的固体（大部分为NaCl）和卤水，用“-”表示，筛孔上面的固体（大部分为光卤石），用“+”表示。经第一次筛分后的光卤石加入淡水进行冷分解，使光卤石中MgCl₂溶解，冷分解的加淡水量大于理论值量。经分解后，KCl的晶体粒度远远小于NaCl晶体的粒度，由于返回液中有大量的NaCl存在，故固体中单晶NaCl基本没有溶解，其粒度大小也没有什么大的变化，再经过筛分Ⅱ工序机械筛分，除去固体中残存的大部分NaCl，筛分Ⅱ采用旋流器、反冲细筛和振动筛均可（筛孔直径为0.2～2毫米。在筛孔上面的固体基本为NaCl固体，而在筛孔下面的则基本为KCl晶体和分解母液。再经沉降工序除去清液卤水（返回盐田制光卤石），经浓缩后的固体和卤水经过滤洗涤工序，除去残存的MgCl₂和部分NaCl杂质，加入的淡水量为固体量的25～50%，滤液和洗液返回盐田制取光卤石，经过滤洗涤后的固体（也称为KCl的中间产品）再加入淡水冷溶，即加入过量的淡水量全部溶解掉固体中的NaCl，淡水的加入量为理论值加水量的120～200%之间，然后再蒸发结晶，除去溶解NaCl过程中多余的水份，这个过程以NaCl刚出现结晶为控制终点（液体中NaCl含量为15.5～16.0%），再经过滤即可得到精制的KCl产品，过滤后的母液作为冷分解用水使用。经筛分Ⅰ筛分后的细颗粒固体和卤水，通过水力旋流器进行浓缩处理，细颗粒和卤水经沉降后，卤水返回筛分Ⅰ作为筛分Ⅰ工序的循环用卤，尾矿作为其它化工产品进行综合利用。粗颗粒的经过滤洗涤，即可得到低钠盐产品，加入的淡水量按低钠盐产品的要求确定，过滤洗涤后的卤水返回盐田制盐和光卤石用。