钾肥生产中尾盐水的有效利用

陈祥

(青海盐湖元通钾肥有限公司， 青海 格尔木 81600)

钾肥生产中尾盐水的有效利用

陈祥

(青海盐湖元通钾肥有限公司， 青海 格尔木 81600)

尾盐水是钾肥生产过程中排放的废液，因含钾量高，必须回收利用。本文以某公司生产为例，探讨了盐田回收尾盐水的相关技术问题，希望能够对同行业生产有一定的借鉴作用。

尾盐水；兑卤；回收

0 引言

某公司自2005年建厂以来，随着车间不断改造，从最初的二十万吨钾肥产量逐年大幅递增到如今的七十万吨。生产车间日排出的尾盐水量也从最初的每小时400多m3，大幅增加到现在的每小时超过1000m3。其波美度一般在27—29oBe'之间，KCl含量基本上一直在4%以上，含钾量很高。为了有效利用钾资源，提高KCl回收率，某公司一直对该部分尾盐水进行盐田回收，重新晒制成光卤石矿后返回车间生产钾肥。由于该尾盐水含钾量较高，在蒸发过程中存在一段钾石盐析出阶段，如果将该部分尾盐水直接进入到光卤石池中晒矿，则晒出的光卤石含NaCl量会很高(含有大量的钾石盐)，影响光卤石质量和车间回收率；如果将该部分尾盐水按正常工艺操作，经滩晒至E点后再进入光卤石池中晒矿，则势必会损失掉一部分KCl无法回收。

1 尾盐水回收中相关技术探讨

某公司采用的尾盐水回收技术方案为：采用兑卤的方法全部回收尾盐水，首先对车间排出的尾盐水先采样化验，用相应温度相图作杠杆分析，确定与老卤的兑卤比例后按比例兑入老卤进行掺兑，然后滩晒至E点(即：成矿卤水点。为防止钾损失，成矿卤水点可稍提前点)最后进入到光卤石池中晒制光卤石。

（1）尾盐水回收中采取兑卤工艺的相关技术探讨 兑卤的目的：在一定的外部条件下，如蒸发量、降雨量、气温及风等不变时，卤水(包括尾盐水)组成发生变化，其结晶路线就要发生相应变化，析出的光卤石矿的性质也会发生变化；在卤水(包括尾盐水)组成、性质一定时，外界气象因素的变化(例温度降低等情况)首先使卤水中各种组份的相对含量发生变化即溶解度发生变化，接着使各阶段析盐矿物种类、数量发生变化，这样盐田中光卤石矿的组成和性质也要发生变化。因此，当卤水蒸发中有钾石盐析出阶段时，必须要进行兑卤。

（2）兑卤原理 卤水中掺兑一定量含MgCl2高的光卤石母液后，由于Cl—的同离子效应，使NaCl溶解度减小而析出，MgCl2的溶解度因比NaCl大得多，虽然兑卤后Cl—浓度增大了，但MgCl2并不饱和，故不析出，因而兑卤后卤水组成发生了很大变化，使MgCl2/KCl比值大大提高，因而避免了钾石盐的析出。

（3）兑卤原则 ①当卤水中MgCl2/KCl比值小于各月份相应温度E点(即光卤石点)MgCl2/KCl值时，进行兑卤。通过分析卤水组份，根据相图中点确定与老卤的兑卤比例。兑卤点一般以相应温度下E点作为兑卤点，目的是在不析出钾石盐的情况下，尽量少兑入老卤水，以减少设备的空运转，节约能源，同时可以减少因多兑入老卤而带来的蒸发量的减少，有利于缩短晒矿周期。

②当卤水中MgCl2/KCl比值大于各月份相应温度E点(即光卤石点)MgCl2/KCl比值时，不再进行兑卤。这种情况实际上就是根据近几年原卤形成的成矿卤水情况的数据，MgCl2/KCl比值几乎都在10以上，根本不需要“兑卤”。

③各种特定温度下E点卤水MgCl2/KCl比值及KCl/ NaCl比值，察尔汗地区各月份参考的卤温数据表：

（4）某公司多年来尾盐水情况 根据某公司2006年以来至2014年间尾盐水数据，车间尾盐水组分基本为KCl%大于4%、NaCl%大于5%、MgCl2%约等于16%，通过上述尾盐水MgCl2/KCl比值的分析发现，该尾盐水MgCl2/KCl比值远远低于10℃下的MgCl2/KCl比值9.52及20 ℃下的MgCl2/KCl比值7.87，表明该尾盐水在自然蒸发结晶过程中存在着很长的钾石盐析出阶段，如果不采取任何工艺措施，而将其直接进入光卤石矿池用于晒制原矿的话，则会在原矿中结晶出大量杂质NaCl，严重影响了原矿品位，给生产车间带来一系列不利影响，使生产成本大幅度上扬。对于这种情况，必须采取兑卤工序来调整该尾盐水的MgCl2/KCl比值，使其符合相应温度下光卤石结晶点(即E点)的MgCl2/KCl比值，才能保证晒制的原矿品位达到合理要求。

相图分析：根据图示，对P线来讲，P1点上水质好于P2点及P3点，其中P1点与P3点存在钾石盐析出阶段，需要加入老卤进行调节，以消除钾石盐段，否则，如果将该两线上卤水在刚析出钾石盐时提前进入光卤石池的话，则生产的光卤石原矿质量很差，光卤石中含氯化钠量很高，对后系统浮选工艺很不利，反之，将析出钾石盐之后到达E点的卤水开始进入光卤石池晒矿，势必又造成大量氯化钾的损失。因此，采用兑卤的方法就可以很好的解决这个问题，其中P1点只需加入少量老卤即可进入E点，水质明显优于P3点，而P2点的镁钾比值很高，表明卤水含钾量较低，光卤石析出段较短，生产同等量光卤石原矿的产量较少，水质不如P1点。 从P1、P2、P3的结晶路线来讲，P1与P3存在钾石盐析出段，而P2则直接进入光卤石相区。

图1 Na+、K+、Mg++/Cl——H2O四元水盐体系25℃相图

2 问题与讨论

（1）盐田光卤石加淡水分解可以得到KCl和NaCl的混合物，其分解母液理论上应该为饱和卤水，以15℃为例，其分解母液组成理论上应为KCl%2.76%、 NaCl%1.83%、MgCl2%25.60%，但实际上排放的尾盐水KCl%远远高于2.78%、MgCl2%却远远低于25.40%，表明加工厂生产中使用了大量淡水造成的，由此产生以下两个问题：一是大量KCl被淡水溶解，又返回盐田，造成车间KCl产量减小，收率下降，同时排回盐田重新晒矿，产生二次拉运费用；二是若产生饱和卤水，则在盐田可以与老卤直接兑卤生产一部分低钠光卤石，由于大量淡水进入，使尾盐水不饱和，盐田回收时必须走兑卤析盐路线，将大量溶解的NaCl经兑卤析出去后，再进入光卤石池重新晒制光卤石。

针对以上问题，今后钾肥生产过程中要严禁过多的使用淡水，这在任何同类钾肥生产中必须严格遵守的工艺纪律，以确保等量使用原矿而钾肥产量不减产，同时也避免二次光卤石拉运费用。

（2）根据车间近期钾肥生产情况，由于盐田生产中低浓度卤水与高浓度卤水混合，晒制的光卤石矿中产生大量细盐，造成车间收率下降及影响到钾肥产品的质量。

针对细盐问题，盐田生产中一定要注意避免新老卤的掺兑使用，每个矿池进卤时严格按照一次性进卤，滩晒到老卤点后彻底排干净残留老卤水，再一次性进卤，滩晒过程中不再随意掺兑不同浓度卤水，避免生成的光卤石中含有细盐，影响加工车间生产。

3 结语

①尾盐水是钾肥生产过程中排放的含钾母液水，为有效利用钾资源，必须对其进行回收再利用。针对钾肥生产车间存在的过量使用淡水的情况，今后必须严格工艺纪律，确保排放的尾盐水组分含量接近光卤石饱和点，以提高KCl回收率和产量，同时降低盐田二次晒矿和拉运费用。②盐田回收尾盐水时，根据尾盐水与老卤水组份，严格按兑卤比例进行操作，确保晒制的光卤石矿优质高产。③盐田滩晒过程中严格执行一池一卤，一次性灌满后中间不再掺入新卤，避免晒制的光卤石中夹杂大量细粒级NaCl，影响车间生产。