兑卤法生产氯化钾工艺原理及优缺点

摘　要：目前，国内的氯化钾生产已经形成了一定的规模，其生产工艺也卓见成熟。“冷分解-浮选法”工艺和“反浮选-冷结晶”法已经成为生产氯化钾的主流，同时也代表着国内钾肥生产技术的最高水平。而为了提高资源利用率，氯化钾生产中还存在着“兑卤-冷结晶法”、“冷分解-热溶结晶法”等生产工艺，这些工艺虽然没有得到规模生产和广泛应用，却也不容忽视，因为这些工艺生产过程需要具备一些特殊条件，也存在一些优缺点。本文是对“兑卤-冷结晶法”生产工艺在钾肥生产中存在的优缺点的一点见解，供同行参考！

关键词：氯化钾生产　兑卤工艺　优点　缺点

一、前言

察尔汗盐湖位于青海省柴达木盆地的东南部，总面积5856Km3海拔高度2677~2682m，基本上属于氯化物的钾、镁盐矿床，是我国目前已探明的最大的水溶性钾盐资源，卤水矿物资源以氯化钾为主，并伴生有大量的氯化钠、氯化镁、氯化钾表内储量为1.45亿吨，工业储量为0.97亿吨，为大规模地生产氯化钾提供了丰富的资源条件。现钾肥公司年产量约为55万氯化钾，排放尾盐水总量约为1300m3/h，旱采盐田及10Km2盐田年排放老卤量约为1500万m3,晶达公司把尾盐水和老卤作为原料生产氯化钾采卤“兑卤—冷结晶法”工艺进行生产。

二、工艺原理

1.兑卤过程工艺原理

兑卤是将E点母液（氯化钾、氯化钠、光卤石共饱）与F点母液（氯化镁、氯化钠、光卤石共饱）混合，就会产生光卤石和少量氯化钠共同析出，其机理在于：上述两种盐溶液混合后，混合液体系点落到了光卤石相区，且处于水图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K+、Na+、Mg++ 、Cl-H20体系相图所揭示的杆规律可看出：析出的固相（光卤石和氯化纳）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也是处理大量液体的过程。

2.冷结晶过程的工艺原理

光卤石冷分解制取制取氯化钾的理论基础是：光卤石分解时，存在着两全串联的过程，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，即降低溶解时的推动力C，其溶解过程的动力学公式是：dG/dt=KA(C0-C)从此式可以看出dG/dt即溶解速度正比于C，其中C0表示在溶解温度下饱和溶液的浓度；C表示溶液中的实际浓度，A表示固体颗粒的表面积；K表示溶解速度系数，与温度、搅拌强度等因素有关。

盐湖科技公司拥有一个年产四万五千多吨的兑卤工艺生产车间，它通过多年的生产和兑卤工艺进行不断的改进和完善，也总结出了这种工艺在生产操作中有以下优缺点：

三、优点

1.产品品位高，由于在兑卤工艺生产过程中，通过兑卤得到的低钠光卤石分解和结晶的过程比较简单，工艺控制也比较容易，因而得到的氯化钾纯度比较高。此工艺生产出的氯化钾品位一般在95%以上，其中70%以上为98%产品，主要用于化工行业各种钾盐的生产。而通过其它工艺生产的氯化钾品位一般在93%左右或更低，主要用于配制复混肥或直接作为肥料施用。

2.产品为环保型，在其它工艺生产钾肥的过程中，通常需要添加一些药剂来起辅助作用，比如盐酸、十八胺、二号油等，因此产品中也不同程度地含有了这些有害物质的成分，而兑卤工艺生产过程中，不需要添加任何辅助药剂，也不存在更多的化学反应，因此产品中不含任何有害元素，再加上这种工艺的结晶效果比较好，所得产品呈颗粒状，在干燥后也不会出现较大的粉尘，所以具有一定的环保效果，更有着“绿色钾肥”的美誉。

3.生产成本低，兑卤工艺实际上是一种回收工艺，它主要是对钾肥分公司排出的尾盐水中含有的钾进行再次回收。它所需的原材料老卤和原卤都属于再利用资源，而且在整个生产过程中，不需要任何矿物质或药剂作辅助材料，因而决定了它低成本的特点。

4.利润高，因为此工艺生产出的产品质量高，杂质少，颗粒大，所以其售价和利润皆高于其它生产工艺的产品。

5.循环使用资源，兑卤产生的兑卤完成液被充分利用，兑卤完成液排放至科技公司事故池摊晒光卤石，被再次利用。

除了上述优点，兑卤工艺的生产操作过程中也有一些缺点。

四、缺点

1.地域空间需求过大，一套完整的兑卤工艺生产体系，必须具备盐田系统、兑卤系统、控速结晶系统和产品干燥包装系统。而这些系统的完全建立，就需要足够大的占地面积。尤其盐田面积的大小会直接影响卤水的蒸发量和饱和程度，因此兑卤工艺生产钾肥投入空间地域过大，以至于不宜进行规模生产。

2.生产过程易受外界客观因素的影响，

2.1天气的好坏往往会直接影响兑卤效果，因为原卤必须要进行摊晒才能达到光卤石的饱和点，所以气温的下降或长时间的阴雨天气会直接降低产品的收率和品位。

2.2如果原卤的供给方间断性供给或在母液中参入过多的杂质和淡水，也会影响原卤和兑卤效果，导致低钠光卤石不能正常析出。因此这些客观因素也常常影响兑卤工艺的生产，也是这种工艺不能被广泛使用。

2.3在气温较低时，蒸发量不能满足生产的需要，其一E卤靠自然摊晒面积已经难以达到目的，产品产量、质量都受到限制。其二，兑卤器结壁现象严重，导致兑卤器有效容积变小，减小了处理能力，缩短了洗罐的周期。在气温较高时，E卤水点过高，就造成光卤石在盐池里析出，使用的E卤水中的钾含量就会明显减小。

3.收率较其它氯化钾生产工艺低，兑卤过程是处理大量液体的过程，料浆含固率低，故“兑卤—冷结晶法”生产氯化钾回收率低， 氯化钾理论回收率约为38.1%。

总之，兑卤工艺作为一种钾肥生产工艺，虽然在生产操作过程中有一定的利与弊，但它的本质是提高了资源的利用率，生产出优质的钾肥，因此，它在钾肥工艺的发展中是必不可缺的！参考文献[1]欧阳青龙.兑卤法生产氯化钾工艺中几个问题的讨论[J].海湖盐与化工（现《盐业与化工》）.2003,32（6）：32－33.[2]李建国.兑卤比对兑卤过程相关生产指标影响的相图分析及计算[J].海湖盐与化工（现《盐业与化工》）.2007,36（7）：4－6.[3]青海晶达科技股份有限公司加工生产工艺技术标准 2012年.