用熱溶解結(jié)晶法制取鉀石鹽中的氯化鉀

國投新疆羅布泊鉀鹽有限責(zé)任公司 （哈密 839000） 張建義

1 前言

鉀是農(nóng)作物不可缺少的養(yǎng)分。我國又是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，每年所需鉀肥數(shù)量很大，除我國每年生產(chǎn)鉀肥外，還需進(jìn)口大量的氯化鉀。鉀肥主要來源于鉀石鹽的加工和含鉀鹽較高的鹽鹵經(jīng)鹽田日曬蒸發(fā)獲得光鹵石礦，再經(jīng)冷分解-浮選法生產(chǎn)出氯化鉀。鉀石鹽是氯化鉀和氯化鈉的混合物，是自然界中最主要的可溶性鉀礦，由鉀石鹽制取氯化鉀的主要方法有溶解結(jié)晶法、浮選法和重介質(zhì)選礦法等幾種方法。

2 工藝相圖分析

2.1 相圖分析

鉀石鹽屬于三元體系，那么從鉀石鹽中制取氯化鉀則應(yīng)運(yùn)用K+、Na+、//CL--H2O三元體系相圖來討論。

溶解結(jié)晶法是根據(jù)NaCL和KCL在水中的溶解度隨溫度變化規(guī)律不同而將兩者分開的。在NaCL、KCL兩鹽共飽溶液中，NaCL的溶解度隨溫度變化不大，而KCL的溶解度隨溫度的升高（或降低）要明顯增大（或減?。?，故可以在高溫時(shí)加適量的水使鉀石鹽中的KCL完全溶解，而NaCL則有相當(dāng)數(shù)量不能溶解，這樣便可將NaCL分離開，母液冷卻到低溫時(shí)，KCL便可析出。

圖1 鉀石鹽加工的相圖分析

在圖1中表示的是KCL-NaCL-H2O系統(tǒng)在25℃、100℃下的相圖。圖中：E1及E2分別為100℃、25℃條件下NaCL和KCL的共飽點(diǎn)，M點(diǎn)為鉀石鹽的組成點(diǎn)，在100℃時(shí)加水至N點(diǎn)KCL全部溶解于液相E1中，分離出固相NaCL后，E1處于25℃時(shí)的KCL結(jié)晶區(qū)內(nèi)，故母液E1冷卻到25℃時(shí)便有大量的KCL析出，分離后的固相為KCL，液相點(diǎn)為L(zhǎng)。分離出KCL，把母液L重新加熱到100℃。

在100℃時(shí)L點(diǎn)對(duì)NaCL、KCL均不飽和，可以代替水來溶浸鉀石鹽，控制適當(dāng)?shù)牧?，則M與L配料點(diǎn)為R。

分離NaCL固相后，又得到母液E1，開始新的循環(huán)過程-實(shí)際上構(gòu)成了R-E1-L的循環(huán)操作過程。

2.2 工藝流程

根據(jù)上述分析，可以擬定出從鉀石鹽中提取KCL的方案如下：向鉀石鹽中加冷卻結(jié)晶后的KCL溶液，并加熱至100℃，并在此溫度下固液分離，得到固相為氯化鈉，液相進(jìn)行冷卻結(jié)晶，經(jīng)分離，洗滌后得到KCL產(chǎn)品，析出KCL后的母液用于溶解鉀石鹽，如此循環(huán)生產(chǎn)。

3 總結(jié)

鉀石鹽的溶解溫度和氯化鉀的結(jié)晶溫度相差越大，則循環(huán)的產(chǎn)率越高，因鉀石鹽中含有的其他少量鹽類，在循環(huán)過程中逐漸積累，使K+、Na+、//CL--H2O系統(tǒng)的溶解度發(fā)生變化，從而影響KCL溶解和結(jié)晶的工藝條件，當(dāng)累積到一定程度后。就會(huì)使KCL產(chǎn)品的純度降低，此時(shí)應(yīng)對(duì)KCL增加洗滌工序，當(dāng)出現(xiàn)這一種情況時(shí)，就應(yīng)該從系統(tǒng)中排出一部分KCL母液去分別處理。

[1]牛自得，程芳琴主編.水鹽體系相圖原理及應(yīng)用，天津大學(xué)出版社 2002.5

[2]張英智，陳建軍，李建國編著。鹽化工工藝學(xué)，青海人民出版社 2004.9