光卤石矿制取氯化钾的生产方法

中图分类号：TQ443文献标识码： A

一、概述

目前，世界上生产氯化钾的原料主要是盐湖晶间卤水，其次是钾石盐矿。钾石盐矿加工氯化钾工艺简单，一般是利用热溶—结晶法和浮选法来制取。晶间卤水加工氯化钾工艺过程则复杂的多，就可以利用的晶间卤水的类型而言，大致可分为两类：一类是氯化物类型，属四元水盐体系；另一类则属于硫酸盐类，即五元水盐体系。两种类型的卤水都有光卤石相区存在，都可以通过一系列蒸发水分的过程来得到中间产品光卤石，进而加工成氯化钾。在两类卤水的蒸发过程中，氯化钠始终是和其它结晶共同析出的，得到的中间产物光卤石实际上就是纯光卤石和氯化钠的混合物。

光卤石制取氯化钾的各种生产方法中脱镁步骤基本上相同，都是在常温下进行，而分离除去氯化钠的方法有所不同，各有其特点。

二、光卤石制取氯化钾的主要方法

1、冷分解-热溶结晶法

该技术是十九世纪六十年代前期用于工业化生产的，过程是：将光卤石冷分解脱镁后得到的人造钾石盐用循环母液加热到以上进行热浸，氯化钾全部溶于溶液中，绝大部分氯化钠以固相形式析出，经分离后除去。澄清的氯化钾饱和液经真空冷却至结晶析出氯化钾成品。该法可直接得到纯度在以上的氯化钾产品，直接排出氯化钾残余量小于的氯化钠盐渣。该工艺氯化钾收率较高，粒度较粗，产品质量不受光卤石矿石品位的影响，但能耗较大，热溶部分设备腐蚀较严重。目前该法生产的氯化钾产量占全球的，主要生产厂家以约旦阿拉伯钾碱公司为代表，年生产能力万吨，我国因对氯化钾真空冷结晶器研究起步较晚，尚无此技术路线生产装置。

2、 冷分解-正浮选-洗涤法

该法生产氯化钾的历史从上世纪三十年代开始，因其工艺过程自始至终在常温下进行，工艺条件温和，所以几十年来得到了长足发展。该法生产的钾肥产量约占全球产量的，我国前几年氯化钾产量的绝大部分源于该法生产。

该工艺路线的过程是：用淡水将光卤石矿冷分解，使氯化镁进入溶液，然后在高镁母液的介质中，以盐酸十八胺做捕收剂，二号油做起泡剂，对分解料浆进行浮选，精矿过滤后，用少量淡水进一步洗去氯化钠，所得产品纯度可达以上，尾盐中的氯化钾含量一般小于，该法收率较冷分解─热溶结晶法较低，其产品粒度很细，产品竞争能力较弱。

3、冷分解-筛分-洗涤法

该法利用光卤石脱镁后得到的人造钾石盐中的氯化钠粒度远小于氯化钾粒度的特点，进行筛分除去大部分的氯化钠，再加部分淡水洗去粒度较细的氯化纳，得到的产品氯化钾纯度大于，此法成本低，但收率比上述两法均偏低。

4、盐田重结晶法

该法是将光卤石矿、用淡水进行完全溶解后，排入氯化钾结晶池进行滩晒，蒸发水分，待溶液中氯化钠与氯化钾共饱和时，与老卤兑卤析盐，进一步滩晒光卤石，在氯化钾结晶池滩晒过程中析出氯化钾，纯度达以上，其粒度较粗，产品竞争能力强，工艺过程收率较高，美国有年产二十万吨装置运行，但池板处理困难，一次性投资大。

5、 冷结晶-浮选-洗涤法

冷结晶-浮选-洗涤法生产氯化钾，是上海化工研究院针对察尔汗盐湖资源的实际情况提出的加工方法，年，年产两万吨的工业实验装置成功地进行了试生产，达到了设计的要求。

该工艺路线是:具有一定组成的循环母液在敞口结晶器中进行分解结晶，使先进入母液，同时在常温下使氯化钾晶体颗粒长大，用分解结晶料浆进行浮选，浮选精矿过滤后，用少量淡水洗涤，得到产品氯化钾，由于过程采用了冷结晶技术，能得到颗粒较大的产品，而改善了颗粒的物理性能，克服了冷分解-浮选工艺加工过程中在过滤和干燥中存在的困难，且采用了浮选技术，提高了系统的收率，弥补不足。该工艺具有能耗低、粒度大、质量好、成本低、产品市场竞争能力强等一系列优点。

6、反浮选-冷结晶法

二十世纪八十年代初，以色列死海工程公司已利用其技术路线建成多个氯化钾加工厂，由于技术封锁，其他国家一直没有掌握。

近年来，中国科学院盐湖研究所，青海省化工研究所，盐湖集团公司共同合作，成功地研制出两类从盐田光卤石矿石中分离氯化钠的浮选药剂。同时上海化工研究院的冷分解结晶技术也在盐湖钾肥生产中进一步提供了充分的理论依据和技术路线。年我国第一套年产一万吨反浮选-冷结晶工业试验装置建成试产。试产表明：该工艺技术可靠，产品粒度大，产品纯度大于，能耗较冷结晶-浮选法相当，成本低，收率较高。

该工艺路线是利用光卤石和氯化钠的晶体表面具有不同程度被水润湿的能力，在高镁母液中用钠浮选捕收剂，增加氯化钠矿物表面疏水性能的浮选作业，氯化钠提取率可达以上，尾矿即低钠光卤石料浆脱水后，用冷结晶技术加以处理，并进一步加水洗去少量的固体氯化钠，分离后即得产品氯化钾，质量可达以上。

7、兑卤结晶法

主要方法是将浮选厂分解液在盐田进行调整后即卤与老卤(卤)在结晶器中混合结晶出含氯化钠较低的光卤石（低钠光卤石），光卤石经过分离母液后进入结晶器中加入一定组成的循环母液进行分解，得到粗钾经洗涤干燥得到精钾。其工艺原理是兑卤是将点母液（氯化钾、氯化钠、光卤石共饱和）与点母液（氯化钠，光卤石二者饱和且六水氯化镁接近饱和）相混合，就会产生光卤石和少量氯化钠共同析出，其机理在于：上述两种卤水混合后，混合系统点落到了光卤石相区，且处于水图中氯化钠和光卤石溶解曲线和光卤石饱和面的下侧，所以混合液体系是过饱和状态，它将析出一定的盐份，因其处于光卤石相区，其首先析出光卤石，待氯化钠饱和后，光卤石和氯化钠共同析出，直至兑卤完成液呈饱和状态，同时由体系相图所揭示的杠杆规则可看出：析出固相（光卤石和氯化钠）的量与兑卤完成液相比是很少的，也就意味着兑卤过程实质上是处理大量液体的过程。

而冷结晶过程是光卤石冷分解制取氯化钾的理论基础是：光卤石分解时，存在着两个串联的过程，先是光卤石溶解到溶液中，由于光卤石溶解后，形成氯化钾的过饱和液，使氯化钾自溶液中析出结晶，要得到粒度较好的氯化钾颗粒，必须仔细控制第一个过程，即光卤石的溶解速度不要太快，否则会形成过高的氯化钾过饱和度，产生大量的氯化钾细晶，降低光卤石的溶解速度的方法是：利用具有一定组成的循环母液对其进行冷分解结晶，即降低光卤石溶解时的推动力。

工艺路线的特点

（1）液体处理量大，液浆含固率低。

（2）兑卤法生产光卤石是总量的一半，采用兑卤后盐田二段光卤石量也应占直接从点卤水盐田滩晒总量的一半，此处仅指氯化钾的量而言。

（3）过程必须有老卤，就像浮选法必须有药剂，热溶法必须有加热手段一样。

兑卤结晶法主要基于对资源的综合利用，它的存在是依附于大型浮选厂，

从产品质量上，兑卤法产品质量最好，在实际运行中，兑卤法可大幅度提高产品质量，品位在之间可随意调整，使冷结晶产品达到，在实际生产控制中平均达左右。