專利名稱：一種以含鉀離子鹵水為原料提取制備鉀鹽的方法
技術領域：
本發明屬于鉀回收利用領域，尤其是一種以含鉀離子鹵水為原料提取制備鉀鹽的方法。
背景技術：
光鹵石分解制取氯化鉀是氯化鉀生產的主要途徑，光鹵石的生產對于以海水制鹽苦鹵為原料，采用兌鹵，經過高溫蒸發析出氯化鈉一水硫酸鎂后，再經過冷卻結晶獲得；對于氯化物性的鹽湖，則將鹽湖鹵水，或晶間鹵水，進行自然蒸發，第一階段析出氯化鈉，第二階段，蒸發析出光鹵石。我國的氯化鉀資源有限，主要是察爾汗鹽湖的氯化鉀生產和少量海水制鹽苦鹵生產，高效率的利用有限的資源是目前鉀鹽開采的重要課題。由于我國是農業大國，鉀肥的缺口很大，生產的氯化鉀有非常好的市場，因此目前察爾汗鹽湖，對提高氯化鉀產品質量的動力并不高，所生產的鉀肥主要為90鉀。但實際上市場鉀的需求，除90 —級工業氯化鉀外，還有93%優級工業氯化鉀，97%食品級氯化鉀、醫用氯化鉀、98%特種工業氯化鉀和99. 5%試劑級氯化鉀等，這些產品有很大的市場需求。察爾汗鹽湖地區以鹵水為原料生產氯化鉀的方法主要有三種，一是以旱采鹽湖光鹵石為原料的冷分解浮選法；二是以深水鹽田光鹵石為原料的反浮選冷結晶法；三是以浮選廠分解液為原料的兌鹵冷結晶法。1.正浮選法鹽湖提鉀工藝冷分解-浮選法是國外最早傳統加工工藝。主要方法是將鹽田曬制的光鹵石礦旱采運至加工廠，經加水分解，在高鎂母液中加入十八胺藥劑將氯化鉀以泡沫形式刮出，經洗滌、分離、干燥得產品。作為傳統的氯化鉀生產工藝，該工藝有如下的優點
(1)工藝可靠，由于該工藝的開發與研究較早，經過多年來的不斷完善，工藝流程已趨于成熟。就浮選本身而言，胺類捕收劑作為氯化鉀的捕收劑性能良好，選別效果明顯。
(2)工藝流程簡單，如前所述，冷分解-浮選工藝可以分主要兩步一是光鹵石的冷分解，二是分解料漿的浮選。以十八胺作捕收劑，2號油作起泡劑浮選出氯化鉀，實現氯化鉀與氯化鈉的分離，所得粗鉀產品經再漿洗滌即得氯化鉀成品。該工藝也有自身的缺陷，主要表現在(1)系統回收率較低，產品質量不易提高。采用冷分解-浮選法工藝，灘曬氯化鉀收率約85%，加工階段鉀收率75%，總收率在65%左右。( 產品品質不高氯化鉀最高品位在90%-92%之間；產品粒度細，不易干燥，該產品粒度為170目(+0.088mm)占81. 09%。
(3)該工藝對原礦性質的穩定性要求較高，對工藝操作控制要求嚴格，操作控制的失誤易造成回收率和產品質量的降低，如給礦控制、分解水量控制、浮選操作、浮選藥劑等對回收率和產品質量都有影響。2.反浮選法鹽湖提鉀工藝
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當原礦光鹵石和母液的漿液中加入氯化鈉浮選劑，NaCl粘附在浮選機內的氣泡上，上浮到礦漿表面，被刮板刮出，而光鹵石則留在礦漿中，脫鹵后即得低鈉光鹵石。低鈉光鹵石進入結晶器，加水進行分解、結晶，控制其分解條件，使溶液中KCl過飽和，在常溫下使 KCl晶體長大，而NaCl則呈不飽和態而留在液相中，經過濾淡水洗滌，得到高品位KCl產品。該法是目前世界上較先進的加工工藝，在中國的鉀鹽察爾汗也經歷了近10年的開發階段，主要方法是將深水鹽商石經水采管輸至加工廠，加入鈉浮選劑，將光商石提純， 離將氯化鈉含量低于6%的光鹵石在結晶中控速分解，得到鉀經洗滌分離干燥后得精鉀產品。該工藝在浮選過程中不不僅浮選出大部分氯化鈉，還能選出部分水不溶物，提高了氯化鉀回收率和氯化鉀質量，生產的氯化鉀產品含量高、粒徑大。目前反浮選-冷法的綜合指標為氯化鉀產品的品位90-93%，最高可達95%，氯化鉀回收率為灘曬階段收率93%，加工階段77 %，總收率在72 %，氯化鉀粒徑為0. 2mm,水份< 3 %。缺點是工藝流程復雜，操作控不方便，在浮選及結晶的操作過程中精度要求較高。3.尾液兌鹵法生產氯化鉀光鹵石分解生產氯化鉀的工廠加工工段所排放尾液含有大量的鉀，尾液排放的鉀占進入加工廠的光鹵石中鉀的1/5-1/4，這部分鉀的收集或者返回灘田，或者采用兌鹵回收。據文獻報道，分解尾液返回灘田的辦法，尾液鉀的回收率，正浮選法為43%，反浮選為 54%。采用兌鹵法即將浮選廠分解液在鹽田進一步灘曬得到氯化鉀、氯化鈉、光鹵石的三相共飽液后與老鹵在結晶器中混合，結晶出含氯化鈉較低光鹵石，光鹵石經分離母液后進入結晶器中加水解，得到粗鉀經洗滌干燥得到精鉀。該工藝中兌鹵比是重要的參數，兌鹵比=老鹵量共飽液量。實驗表明，兌鹵比從 5到0.2的范圍中，原料鉀轉移到低鈉光鹵石的收率為58%到觀％，兌鹵完成液的固液比從 1 66到1 32。兌鹵量大可以有限提高鉀的回收率。兌鹵法的特點(1)兌鹵可以得到低鈉光鹵石氯化鈉的含量3. 2%到5. 6%(2)低鈉光鹵石經分解可以得到高質量的氯化鉀，如93%，95%，98%。(3)兌鹵完成液的液相量大，固液比從1 66到1 32，混合液中固相僅占很小部分，使設備規模很大。(4)兌鹵完成液中鉀的濃度依然很高，同時由于母液量的加大，鉀的回收率很低， 一般只有40-50%，依據該工藝無法得到更高的回收率。(5)兌鹵前必須把尾液蒸發濃縮到三相共飽點，而尾液是對氯化鈉飽和氯化鉀飽和的溶液，蒸發濃縮過程，鉀石鹽析出，造成鉀的大量流失。綜上，反浮選技術綜合指標優于正浮選技術，但分解尾液中鉀的回收率均不高。兌鹵法回收提鉀尾液中的鉀，工藝本身存在缺陷，使鉀的回收率一般超不過50%。因此，高效回收尾液中的鉀，生產高品質氯化鉀，是提高鉀資源高效利用的一個急需解決的問題。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種提取效率高、回收利用率高的以含鉀離子鹵水為原料提取制備鉀鹽的方法。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的一種水氯鎂石作為含鉀離子鹵水提取制備鉀鹽的應用。而且，所述水氯鎂石為氯化鎂水合物或氯化鎂水合物與含氯化鎂水溶液組成的固液混和物。而且，所述水氯鎂石為MgCl2的水合物，其質量百分比為40-60%。一種以含鉀離子鹵水為原料提取制備鉀鹽的方法，其特征在于在含鉀離子鹵水中加入水氯鎂石。而且，所述水氯鎂石為MgCl2的水合物，其質量百分比為40-60%。而且，所述水氯鎂石為MgCl2的六水合物，其質量百分比為46. 88%。而且，步驟是提鉀尾液，經溶析精制，經過水氯鎂石溶析，得到光鹵石，再經過分解結晶洗滌得到氯化鉀。而且，所述含鉀離子鹵水包括氯化鉀車間分解液、提鉀尾液、鹽湖鉀飽和液或鹽田苦鹵。而且，所述水氯鎂石加入采用一次性添加或分批添加。本發明的優點和有益效果為1、本發明首次發明了水氯鎂石溶析法回收分解液中的鉀的方法，用水氯鎂石或水氯鎂石與老鹵的固液混合物，按適當比例與原料鹵水進行兌和，經過溶析結晶，鉀離子以光鹵石的形式充分析出，分離得到低鈉光鹵石，低鈉光鹵石經過分解洗滌工序得到精制氯化鉀產品。本方法以高的回收率得到低鈉光鹵石，光鹵石純度為70%以上，鉀的回收率達到90%以上，甚至回收率達到93%以上，遠高于兌鹵法，其中兌鹵法的極限58%，通常為 40%。2、本發明經過原料與適量的提取劑水氯鎂石兌合，溶液鉀離子轉化為鉀鹽固相， 經分離得到不同品質鉀鹽，鉀鹽的主要成分為光鹵石，操作簡單，可用常溫操作而獲得鉀的高回收利用率，不要較復雜的反應環境，擴大本方法的應用范圍。
圖1為本發明K+、Mg2+、NaVVCr-H2O體系25°C平衡相圖；圖2為本發明實驗裝置，其中1.恒溫油浴2.溫度計3.壓力計4.溫度計5.電機、 6.密封7.雙層反應器8.攪拌槳9.放料閥，、10.集液器，11.冷凝器12.真空閥13.真空泵14.緩沖瓶；圖3為本發明攙兌量與對鉀回收率的關系；圖4為本發明水氯鎂石溶析法提鉀廢液利用原則流程。
具體實施例方式下面結合實施例，對本發明進一步說明，下述實施例是說明性的，不是限定性的， 不能以下述實施例來限定本發明的保護范圍。以下實施例使用的水氯鎂石的成分如表1中所示，但不局限于表1中所示的成分， 還包括其他氯化鎂水合物、或氯化鎂水合物與含氯化鎂水溶液組成的固液混和物。其用法和用量均為本領域技術人員根據本發明提供的技術方案能夠獲知的，不再做其他試驗。
本事實例體積的百分比沒有特殊說明時均為重量百分比。一、試驗原料1、分解液組成見表-I (即圖1中的L3點)；2、三固相(氯化鈉、氯化鉀、光鹵石)共飽點鹵水即E點鹵水組成見表-1。(采用 25°C相圖數據，即圖1中的E點)；3、老鹵即L2點鹵水組成見表-1。(采用25°C相圖數據，即圖1中的L2點)；4、水氯鎂石，為鹽湖水氯鎂石。表1原料組成(質量百分比)
權利要求
1.一種水氯鎂石作為含鉀離子鹵水提取制備鉀鹽的應用。
2.根據權利要求1所述的水氯鎂石作為含鉀離子鹵水提取制備鉀鹽的應用，其特征在于所述水氯鎂石為氯化鎂水合物或氯化鎂水合物與含氯化鎂水溶液組成的固液混和物。
3.根據權利要求2所述的以含鉀離子鹵水為原料提取制備鉀鹽的方法，其特征在于 所述水氯鎂石為MgCl2的水合物，其質量百分比為40-60%。
4.一種以含鉀離子鹵水為原料提取制備鉀鹽的方法，其特征在于在含鉀離子鹵水中加入水氯鎂石。
5.根據權利要求4所述的以含鉀離子鹵水為原料提取制備鉀鹽的方法，其特征在于 所述水氯鎂石為MgCl2的水合物，其質量百分比為40-60%。
6.根據權利要求4所述的以含鉀離子鹵水為原料提取制備鉀鹽的方法，其特征在于 所述水氯鎂石為MgCl2的六水合物，其質量百分比為46. 88%。
7.根據權利要求4所述的以含鉀離子鹵水為原料提取制備鉀鹽的方法，其特征在于 步驟是提鉀尾液，經溶析精制，經過水氯鎂石溶析，得到光鹵石，再經過分解結晶洗滌得到氯化鉀。
8.根據權利要求4所述的以含鉀離子鹵水為原料提取制備鉀鹽的方法，其特征在于 所述含鉀離子鹵水包括氯化鉀車間分解液、提鉀尾液、鹽湖鉀飽和液或鹽田苦鹵。
9.根據權利要求4所述的以含鉀離子鹵水為原料提取制備鉀鹽的方法，其特征在于 所述水氯鎂石加入采用一次性添加或分批添加。
全文摘要
本發明涉及一種以含鉀離子鹵水為原料提取制備鉀鹽的方法，其中含鉀離子鹵水包括氯化鉀車間分解液、尾液、鹽湖鉀飽和液、鹽田苦鹵等，高效制取鉀鹽的方法，其方法在含鉀離子鹵水中加入水氯鎂石。本發明首次發明了水氯鎂石溶析法回收含鉀鹵水中鉀的方法，本方法可以得到低鈉光鹵石，光鹵石純度為70％以上，鉀的回收率達到90％以上，甚至回收率達到93％以上，遠高于兌鹵法，其中兌鹵法的極限58％，通常為40％。
文檔編號C01D3/04GK102336418SQ201110227368
公開日2012年2月1日 申請日期2011年8月9日 優先權日2011年8月9日
發明者周桓 申請人:天津科技大學