[发明专利]用硫酸盐型卤水制取硫酸钾的方法

说明书

本发明属于水盐体系分离技术领域，特别涉及一种用硫酸盐型卤水制取硫酸钾的方法。

已有从硫酸盐型卤水中制取硫酸钾的方法有：1、美国专利3.589.871(1971)，该方法是将硫酸盐型盐湖卤水，通过调节卤水组成，在盐田采用日晒的方式制得钾盐镁矾，钾盐镁矾经磨细后，再用硫酸钾母液洗涤得粗软钾镁钒，低品位的钾盐镁矾经转化、浮选得粗软钾镁矾，粗软钾镁矾用硫酸钾母液分级洗涤得精软钾镁矾，精软钾镁矾加KCl和水在55℃下分解转化为硫酸钾浆料，经过滤、洗涤、干燥等工序制得硫酸钾产品。该方法只适用于气温较高的地区，并存在工序复杂，需浮选药剂，污染环境等缺陷。2、由中科院青海盐湖研究所申请的申请号为87183934，是利用硫酸盐型盐湖卤水制取硫酸钾的工艺，该工艺是将钾镁混盐矿全溶后，在盐田日晒得精软钾镁矾和氯化钾的混合物，单次钾的转化率50％以上，然后再加氯化钾和淡水，在55℃下分解转化得硫酸钾料浆进行过滤，洗涤、干燥就得硫酸钾产品。该方法的不足之处是生产周期长，淡水用量大，单次钾转化率低，硫酸钾母液未循环利用。

本发明的目的是针对现有技术存在的缺点，设计一种用硫酸盐型卤水制取硫酸钾的新工艺，该工艺不受气温条件的影响，具有工序简单，不需浮选药剂，钾单次回收率高，淡水用量少，能耗小，生产成本低硫酸钾母液可循环利用，不污染环境等许多优点。

该发明是按如下技术方案来实现的：(1)工艺流程为：盐田晒制钾镁混盐→分解转化一→过滤→分解转化二→过滤洗涤→干燥包装→硫酸钾产品。(2)工艺条件为：盐田晒制钾镁混盐工序分为钠池、兑卤池和钾镁混盐池等三个晒制步骤，钠池内原卤蒸发除去水和氯化钠，到硫酸盐饱和时卤水排入兑卤池，兑卤池内加入氯化镁的饱和卤调节卤水的组成，兑卤比=卤水∶氯化镁饱和卤=1∶0.1～0.8(体积之比)，兑卤池内蒸发除去水和氯化钠、泻利盐，到光卤石饱和时卤水排入钾镁混盐池，钾镁混盐池内蒸发去水析出钾镁混盐，到氯化镁的饱和点后，进行固液分离，部分卤水用于兑卤，固矿进入下工序，分解转化一工序的转化温度为10～25℃加入湿矿量的45～100％的淡水对钾镁混盐分解转化；分解转化二工序的转化温度为45～60℃，加入湿矿量的55～130％的淡水对软钾镁矾和氯化钾分解转化。为了使过滤后的母液不污染环境和充分回收，最好将一步母液排入兑池内，将二步母液送入分解转化一工序内去分解转化钾镁混盐。一步母液属含钾卤水，二步母液为过滤、洗涤液，二步母液送入分解转化一工序可有效提高硫酸钾的回收率，盐田晒制钾镁混盐工序是用钠池，兑卤池、钾镁混盐池三个晒制步骤来完成的，钠池和兑卤池也可合并，原卤经蒸发先析出氯化钠，待硫酸盐饱和时兑卤，经蒸发析出氯化钠和泻利盐，待光卤石饱和时，将该卤水排入钾镁混盐池内蒸发结晶钾镁混盐。兑卤时加入氯化镁的饱和溶液和一步母液的加入量，按卤水组成用15℃ K⁺,Na⁺,Mg⁺²∥Cl^-,So₄^-2 H₂O介稳相图计算，兑卤的目的是调节卤水组成，使钾盐不在含钠高的阶段析出。而现有技术是经过兑卤在气温较高条件下直接晒制钾盐镁矾。由于我国北方气温普遍较低，直接晒制钾盐镁矾难度较大，在我国不适用。在兑卤池兑卤后经蒸发析出氯化钠和泻利盐，泻利盐为含七个结晶水的硫酸镁，到蒸发至光卤石饱和时，卤水排入钾镁混盐池内继续蒸发，析出大量的钾镁混盐，钾镁混盐的成份为KCl,KCl、MgCl₂、6H₂O、MgSO₄、6H₂O、NaCl。蒸发结晶后的钾镁混盐在10～25℃即室温条件下，加入淡水和二步母液对钾镁混盐分解转化，料浆经过滤后得软钾镁矾和氯化钾固体，过滤后的一步母液放入兑卤池内兑卤用，可回收其中的硫酸钾和其它产品。软钾镁矾和氯化钾进入分解转化二工序，在45°～60℃条件下，加入淡水把软钾镁矾和氯化钾分解转化为硫酸钾料浆，再经过滤、洗涤、干燥就可得硫酸钾产品。在现有方法中，软钾镁矾进行分解转化加淡水还必须加氯化钾，本发明中，分解转化二不需要加氯化钾直接加淡水就可得到硫酸钾产品，其经济效益十分明显。