钾镁肥副产尾盐回收技术研究

于雪峰，屈小荣,孟 浩，4

(1.青海盐湖工业股份有限公司，青海 格尔木 816000；2.国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心，青海 格尔木 816000；3.青海省盐湖资源综合利用重点实验室,青海 格尔木 816000；4.青海盐湖工业股份有限公司钾肥分公司，青海 格尔木 816000)

我国柴达木盆地有众多盐湖，其中，硫酸镁亚型盐湖在数量和资源方面占有重要比例。硫酸镁亚型盐湖一般生产的产品主要是硫酸钾镁肥(软钾镁矾)。硫酸钾镁肥的生产原料——钾混盐，是由硫酸镁亚型盐湖卤水经过蒸发滩晒制得。生产钾混盐具有时间周期长、受外界因素影响较大(温度、降水量等)、原料投资相对较高等特点。鉴于以上原因，所以，在生产过程中要尽可能提高原料利用率，以降低生产成本。

1 试验目的和意义

由盐田卤水晒1 m3的钾混盐，大约需要12 m3的卤水(渗漏量以0计)，而且钾混盐中含钾量一般在7%～8%左右，硫酸根一般在17%～20%左右。目前生产车间所排放的尾盐中含钾一般在3%左右(见表1)，硫酸根一般在7%左右，也就是说钾镁肥副产的尾盐中有大量的钾没有得到回收利用。经过进行的一系列相关试验发现，这些尾盐有非常可观的再利用价值。

2 试验原理

由于钠盐田卤水中只有氯化钠达到过饱和状态，而钾、镁和硫酸根还没有达到饱和，所以，提高卤水中钾、镁和硫酸根含量的方法有两种：

(1)蒸发浓缩，此方法受外界因素影响较大，比如温度和降水量等。

(2)加相应溶质以提高其在卤水中的含量。而车间所排放的尾盐中恰好就含有钾、镁和硫酸根这三种成分。

图五元水盐体系相图Fig.1 Phase diagram of K+, Na+, Mg2+∥Cl-, five element water salt system

图相图局部放大图Fig.2 Partial enlarged diagram of K+, Na+、Mg2+∥Cl-、 注：图中1、2、3、4、5点为不同组分的原卤水在相图中的系统点。1′、2′、3′、4′、5′点为相应卤水加入尾盐后，根据相图理论推算的系统变化点，1＂、2＂、3＂、4＂、5＂点为相应卤水加入尾盐后，实际化验分析的卤水系统点。

3 试验方法

根据研究思路，取一定量同成分尾盐(50 g或100 g)与五组不同组分原卤水，做5组试验进行对比。每组试验均搅拌30 min，尽可能地使尾盐中有益组分完全溶解，然后取其液体进行分析。试验数据见表1～表5。

表1 试验1数据表Tab.1 Data sheet of Test 1

表2 试验2数据表Tab.2 Data sheet of Test 2

表3 试验3数据表Tab.3 Data sheet of Test 3

表4 试验4数据表Tab.4 Data sheet of Test 4

表5 试验5数据表Tab.5 Data sheet of Test 5

4 结果分析

图3 各组试验卤水离子浓度增加量变化Fig.3 Change of brine ion concentration increase in each group

(2)结合相图分析可以看出，不同试验组的原卤水，虽然在相图中系统点位置不同，但在尾盐中镁、钾组分溶于卤水后，卤水组分有了变化，在相图中卤水系统点位置有了较大移动，均向远离C点方向移动。

图4 各组试验卤水离子浓度提升率变化Fig.4 Change of brine ion concentration increase in each group

(4)由于尾盐中Mg2+与K+的比例较低，所以加入尾盐可以对卤水中两离子的比例起到一定的调节作用。由试验数据可以看出，加尾盐后卤水中的Mg2+含量比同期卤水中含量低4 g/L～10 g/L，所以当此卤水变为老卤时，可以为后续生产碳酸锂节省一笔除镁成本(后续生产碳酸锂时，需要对卤水中的镁进行降除)。

(5)由相图可以看出，加一定量的尾盐后，卤水组成的理论点和实际点虽然没有完全重合(因实际化验分析误差)，但大致变化方向一致。在加入尾盐后，卤水组成点向相图左上方移动。这样的卤水对后续晒矿非常有利，既提高了钾混盐矿的质量，又增加了钾混盐矿的产量。实际需要加尾盐的量，要尽可能结合相图，这样才能最大限度的利用好尾盐。

(7)尾盐中有益组分得到回收再利用，既增加了盐田原矿和产品产量，降低了生产成本，为企业增加可观的经济收益，也有效提高了资源的利用率。