分析常见盐湖氯化钾生产工艺运用

秦照明

摘 要：近年来，我国钾肥的用量和产量不断增加，而我国钾肥材料的主要来源是盐湖，这就对常见盐湖氯化钾的生产工艺提出了更高的要求。对此，就常见盐湖氯化钾生产工艺的运用进行研究，以供参考。

关键词：常见盐湖；氯化钾；生产工艺；钾肥

中图分类号：TS396 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）14-0038-01

在氯化钾的生产工艺中，化学沉淀法、萃取法、溶析法和膜分离法都是传统的氯化钾生产方法，这些方法具有成本高、操作过程复杂、产品质量低的特点。本文对氯化钾生产的主要工业应用方法：工艺冷分解—浮选发、反浮选—冷结晶法、热熔结晶法和冷却溶析结晶—反应萃取接近耦合结晶法分别作了介绍。

1 冷分解浮选法

冷分解浮选法是指在采出光卤石矿后进行脱卤，得到湿光卤石矿，再加淡水对湿光卤石矿进行冷分解（KCL—MgCl2—H2O体系的冷结晶过程），混合料浆放入水洗塔中，再加入药剂进行粗选，通过高镁母液进行两次精选，得出精氯化钾和尾矿的方法。冷分解浮选法是由国外引进的，它在国内实现的时间要比国外晚了近60年，但仍实现了工厂的连续生产，为钾肥的大规模生产奠定了基础。冷分解浮选法作为传统的氯化钾生产工艺，具有可靠性高、工艺流程简单的优点，但该工艺也存在一些缺点：①系统回收率低，产品质量低，且不易提高。冷分解浮选法中，氯化钾的回收率只有40%～50%，距离最高标准的90%～92%还相差很远。另外，冷分解浮选法对原矿的稳定性要求较高，在工艺操作过程中对操作控制的要求非常严格。②通过冷分解浮选法产出的氯化钾产品粒度细，分离和干燥都很困难，粒度<0.88 mm（-170目）的占81.10%.

2 反浮选冷结晶法

1997年，反浮选冷结晶法在我国青海盐湖钾肥中进行试生产，反浮选冷结晶法的投入使用使我国氯化钾生产技术取得了一定的进展。该工艺主要是指在光卤石原矿和尾矿中加入饱和卤水进行调浆，再加入专用的浮选药剂，增加细盐表面的疏水性，进行反浮选，剔除尾盐，对剩下的液体进行脱卤排除滤液，得到低钠光卤石，然后加入适当量的淡水进行洗涤和冷分解结晶，最后过滤得出高品位的氯化钾。

目前，反浮选冷结晶法在整个世界氯化钾的生产工艺中占有领先地位。我国的钾盐重地察尔汗经历了10年的开发，主要是对盐田中的光卤石开发加工。在光卤石的提取过程中，通过分离将氯化钠含量低于6%的光卤石进行结晶控速分解，将得到的粗钾通过洗涤分离和干燥后，得出精钾。该工艺不仅能浮选出大量氯化钠，还能排除部分水不溶物，从而提高氯化钾的精度，使氯化钾的回收率和氯化钾品质得到提高。与冷分解浮选法相比，反浮选冷结晶法产出的氯化钾含量较高、粒径更大，且水分少。目前，通过反浮选冷结晶法制取的氯化钾产品的回收指标为：氯化钾的品位控制在90%～95%，回收率控制在59%～62%，且平均粒径达到0.2 mm，水分含量小于3%.但该工艺仍存在缺点：流程复杂、操作难度系数高，且对浮选和结晶中的精度要求相当高。

3 热溶结晶法

热溶结晶法是指将光卤石经过冷分解过滤后与母液分离得出固相，而氯化钾和氯化钠在不同温度下的溶解度不同，通过温差调节分离出氯化钠和氯化钾。热溶结晶法又分全溶结晶法和冷分解热溶结晶法两种。其中，全溶结晶法是将光卤石全部进入热水溶解，再将热溶液冷结晶出氯化钾；而冷分解热溶结晶法是指将光卤石矿冷分解除去氯化镁，过滤后再热熔的一种方法。

日晒法是热溶结晶法原理的一种生产氯化钾的方式。日晒法主要是指把卤水放入钠（晒）盐池中蒸发，分离出氯化钠；再将卤水浓缩后放入光卤石池中继续蒸发，析出光卤石，排除老卤，再加入适量淡水，将光卤石溶解，最后放入钾盐池，氯化钾则会自动析出；再将钾盐池卤水进行浓缩，并返回到钠盐池进行循环利用。日晒法对药剂的需求不大，但产率较低，且生产活动受气候因素的影响较大。

4 冷却溶析结晶—反应萃取结晶耦合结晶法

该生产工艺是由天津大学国家工业洁净技术研究推广中心自主研发的。冷却溶析结晶—反应萃取结晶耦合结晶法是将高温熔浸液以一定的速率降温，然后加入高镁母液，使氯化钾和氯化镁结合成光卤石，待温度降至终点温度后，通过沉降分离、过滤脱卤的方式得到液态和固态物质，并将这两种物质作为下一步反应萃取结晶的原料，利用液态物质提取卤块，再将固体物质进行溶解，提取氯化钾。在此方法中，反应萃取结晶过程（包括复盐光卤石溶于水发生分解反应的过程）较为复杂。冷却溶析结晶—反应萃取结晶耦合结晶法改变了传统的光卤石矿和分解液一次性混合、冷却、溶析、产固的方法。由于氯化钾的饱和液中氯化镁含量的增加利于氯化钾的析出，为氯化钾的结晶提供了动力。因此，利用该工艺产出的氯化钾产品粒度较大、纯度较高，符合国家工业一级的氯化钾产品要求，且具有耗能比传统工艺低的优势。但此生产工艺目前仅处于实验研究阶段，还没有正式进入工业化，但为今后氯化钾生产工艺的改革发展奠定了基础。

5 结束语

虽然我国盐湖钾资源丰富，但并不能长远满足我国农业发展的需求，从目前钾肥的产量来看，钾资源可满足的用量年限只有短短几十年。因此，我国应加大对钾资源的地质勘察力度，建立氯化钾资源储备机制，以满足农业的发展需求。在氯化钾的生产过程中，企业应积极引进国外先进技术、工艺和设备，并深化、吸收，提高自主创新。

参考文献

[1]刘够生，宋积品，汪瑾，等.反浮选—冷结晶氯化钾生产过程中硫酸钙旋流分离数值模拟[J].计算机与应用化学，2010（03）.

[2]黄雪莉，吕秉玲.10 ℃下K+，Ca2+∥Cl-，SO42-，36%NH3-H2O体系相图的研究[J].高校化学工程学报，2005（10）.

〔编辑：李珏〕

Abstract： In recent years， Chinas output of potash fertilizer usage and increasing， and the main source of Chinas potash fertilizer materials is Salt Lake， which the common potassium chloride salt production process put forward higher requirements. In this regard， it is common to use potassium chloride salt production process were studied for reference.

Key words： common salt lake； potassium chloride； production process； potash