生產(chǎn)碳酸鉀副產(chǎn)氯化銨稀液鹽田回收工藝研究

徐 盛

(中藍長化工程科技有限公司，湖南 長沙 410016)

1 前言

采用離子交換法生產(chǎn)碳酸鉀，會副產(chǎn)濃度為8%～10%的氯化銨溶液，可采用三效蒸發(fā)器進行蒸發(fā)，至固體析出，干燥回收產(chǎn)品。也有采用離子交換法進行增濃的。青海察爾汗鹽湖地區(qū)則可采取先鹽田蒸發(fā)，將氯化銨溶液蒸發(fā)至接近飽和，再返回車間進行強制蒸發(fā)，得到產(chǎn)品。在鹽田蒸發(fā)存在滲漏損失，且氯化銨溶液蒸發(fā)時腐蝕較嚴重，可考慮參照光鹵石分解工藝生產(chǎn)氯化銨。

2 銨光鹵石法分解

光鹵石分解工藝生產(chǎn)氯化鉀，是用水分解光鹵石，得到分解母液和固體氯化鉀，固液分離后，得到氯化鉀產(chǎn)品，分解母液去鹽田蒸發(fā)或采用兌鹵法進行下一步生產(chǎn)。

類似的，銨光鹵石也可分解生產(chǎn)氯化銨。利用生產(chǎn)碳酸鉀所副產(chǎn)的氯化銨溶液，去分解銨光鹵石，氯化銨固體析出，所得分解母液為氯化鎂和氯化銨的混合液，將分解母液溶解水氯鎂石，由于分解母液中氯化鎂未達飽和，水氯鎂石很快溶解，伴隨溶解其中氯化鎂濃度增大，母液中析出銨光鹵石，返回去分解；溶解完一定量的水氯鎂石后，母液中的氯化銨含量已低至0.08%左右，將此母液去鹽田蒸發(fā)，隨著水分蒸發(fā)，水氯鎂石析出，采收用于車間與分解母液制備銨光鹵石。至此完成一個循環(huán)。

裝置新運行時，沒有銨光鹵石，可直接外購水氯鎂石，與氯化銨溶液混合，制得銨光鹵石。再按上述流程加氯化銨溶液去分解。而察爾汗鹽湖地區(qū)水氯鎂石較多，來源較廣。

工藝流程圖見圖1。圖1所示，氯化銨溶液不經(jīng)強制蒸發(fā)，可直接得到氯化銨固體；氯化銨溶液也不去鹽田，鹽田中只蒸發(fā)氯化鎂鹵水，此為察爾汗鹽湖地區(qū)常見的鹽田操作。

圖1 工藝流程圖Fig.1 Process diagram

強制蒸發(fā)由鹽田蒸發(fā)代替，按三效蒸發(fā)計算，年產(chǎn)1萬t碳酸鉀，可節(jié)省蒸汽8 000 t。

鹽田中滲漏損失的物料為氯化鎂而不是氯化銨，可減少20%左右的氯化銨損失。

3 設(shè)備及工藝問題

設(shè)備方面，不需強制蒸發(fā)設(shè)備，但需新增分解裝置。鹽田面積大于原有鹽田面積，但不會高于蒸發(fā)設(shè)備價格。

光鹵石分解是成熟工藝，所需設(shè)備分解槽也是成熟設(shè)備，銨光鹵石分解設(shè)備可參照分解槽制作，以便增大結(jié)晶顆粒，有利離心分離。

工藝方面，由于察爾汗鹽湖地區(qū)六水氯化鎂價格遠低于氯化銨，所以此工藝實施的經(jīng)濟效益是可行的。

銨光鹵石分解需參照相平衡數(shù)據(jù)確定分解終點，且需根據(jù)原料氯化銨溶液濃度適當調(diào)整銨光鹵石加入量。水氯鎂石的加入量根據(jù)相平衡數(shù)據(jù)調(diào)整。

相平衡數(shù)據(jù)如表1。

表1 相平衡數(shù)據(jù)表Tab.1 Phase balance data sheet

根據(jù)水氯鎂石的來源，可能含有少量的氯化鈉和氯化鉀，會隨母液帶入氯化銨產(chǎn)品，離心時需加洗水洗滌。

分解母液也可以直接排至鹽田，灘曬至銨光鹵石完全析出，銨光鹵石采收后返回車間加工，鹽田中到達水氯鎂石點的鹵水集中排放。這樣鹽田生產(chǎn)周期略長，且灘曬時會有一部分氯化銨損失，但也優(yōu)于氯化銨溶液直接進鹽田。好處是車間不需要生產(chǎn)銨光鹵石，生產(chǎn)流程短。

4 結(jié)語

采用銨光鹵石法分解回收氯化銨，不需要強制蒸發(fā)結(jié)晶，以鹽田蒸發(fā)代替強制蒸發(fā)，減少鹽田中氯化銨滲漏損失；主要生產(chǎn)操作均為成熟工藝，有較好的經(jīng)濟效益。其他離子交換法生產(chǎn)鉀鹽的副產(chǎn)的氯化銨生產(chǎn)過程也可參照此法。不足之處為鹽田面積增大較多，氯化銨產(chǎn)品可能帶有雜質(zhì)。