[发明专利]兑卤转化法制取氯化钾的方法

说明书

本发明涉及一种用硫酸镁亚型盐湖卤水兑卤转化法制取氯化钾的方法。

氯化钾作为一种主要钾肥，广泛用于农业。我国是缺钾大国，发展盐湖氯化钾工业，具有十分重要的战略意义。从盐湖卤水制KCl主要工艺有：

(1)冷分解——洗涤法

光卤石经磨矿→水洗→人造光卤石→分解→过滤→干燥。该法主要缺点是K⁺收率和KCl纯度受光卤石纯度和所含NaCl的含量变化影响很大，耗水量大。

(2)冷分解——浮选法

光卤石→加水分解→分离→浮选→干燥。

这是目前工业上最为常用的方法，但仍然存在耗水量大，K⁺回收率低(60-70％)的缺点。

针对上述情况，本发明的目的在于提供一种工艺简单，K⁺转化回收率高，耗水量少的用盐湖卤水兑卤转化法制取氯化钾的方法。

本发明是在分析现有工艺技术缺点，并考虑硫酸镁亚盐湖水制硫酸钾工艺中转化母液K⁺利用难和现实又对氯化钾需求量大的基础上，提出了硫酸镁亚盐湖卤水经冬季冷冻转型，盐田蒸发制光卤石—→利用转化母液兑卤转化—→固液分离制取KCl工艺路线，该转化母液为盐湖卤水蒸发析出的钾镁混盐经KCl转化法制取K₂SO₄后所得到的母液。具体地讲，实现本发明目的的技术方案是：首先将硫酸镁亚型盐湖卤水在冬季通过盐田冷冻(温度低于0℃)，析出Na₂SO₄·10H₂O和NaCl，使卤水转型为氯化物型，再经夏季盐田蒸发析出光卤石(KCl·MgCl₂·6H₂O)，将此光卤石作为制KCl原料；其次将此光卤石与转化母液按固液比为1∶1.5-3.0(重量比)混合，进行兑卤转化反应，反应温度控制在20-80℃，反应时间为20-90分钟，可复分解反应生成KCl固体，然后采用一般的固液分离法(由于KCl晶粒粗大，易于过滤，如可以采用离心过滤或沉降式真空过滤方式分离)制得KCl。

上述光卤石与转化母液的兑卤比例即具体固液相的加入量(固液比)，可以K⁺，Mg²⁺‖SO₄^2-，Cl^--H₂O四元水盐交互体系相图(15℃，25℃，70℃)为指导，通过待定系数法或杠杆规则加以计算而得。

上述兑卤转化反应的最佳反应温度为25-60℃，最佳反应时间为30-60分钟。

本发明光卤石在与转化母液兑卤转化反应之前可采用浮选法或水洗法先脱除光卤石中所含的NaCl，以上述固液分离后得到的KCl固体再经固相洗涤和/或干燥处理，制得KCl产品，质量可达到国家农用一级标准。

本发明中所用的光卤石也可为现有方法制得的光卤石。

本发明与现有生产方法比较，具有以下优点：

1)采用兑卤转化反应，使光卤石中K⁺转化率93％以上，减少了传统浮选法的磨矿、水洗等工艺，使工艺大为简化，大大提高K⁺的回收率；

2)本工艺耗淡水少，处理费用低，可使硫酸镁亚型盐湖水通过盐田法制取光卤石，为盐湖实地生产KCl创造了条件；

3)为硫酸钾生产提供了廉价的KCl原料，同时利用了硫酸钾生产排放的废液，使K⁺的总回收率大大提高。

4)本工艺用同一类型盐湖自产KCl生产K₂SO₄，使K₂SO₄生产与KCl生产有机结合，大大简化了生产工艺，提高资源利用率，生产成本仅为现有K₂SO₄生产方法的50％至60％，经济效益明显提高。

下面结合实施例进一步说明本发明。

实施例1

硫酸镁亚型卤水经冬季盐田冷冻(＜0℃)析出NaCl、Na₂SO₄·10H₂O转为氯化物型后，再经夏季(温度＞25℃)盐田蒸发析出光卤石，其组成见表1。