[发明专利]利用复杂硝酸盐型卤水直接生产成品硝酸钾的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业硝酸钾的生产方法，尤其是涉及一种利用含K⁺、Na⁺ 、Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-、Cl^-、NO^3-等离子的复杂硝酸盐型卤水直接生产硝酸钾的方法。

背景技术

目前工业生产硝酸钾的方法主要有以下几类：（1）离子交换法，如直接用成品硝酸钠和氯化钾一起溶解，重新结晶而制成；（2）复分解法：如申请号为200510094223.X的中国专利公开了一种复分解法制备硝酸钾的方法，其原料氯化钾和硝酸铵及工艺水配比后进行冷却结晶得到硝酸钾，母液进行蒸发浓缩再冷却结晶得到氯化铵副产品；（3）硝酸或硝酸盐转化法：如申请号为200510085769.9的中国专利申请说明书公开了一种硝酸转化法制取硝酸镁溶液，然后加入氯化钾与极少量氢氧化钾反应，通过冷却结晶分离干燥得到硝酸钾。再如申请号为01115275.3的中国专利申请说明书公开的一种利用盐湖钾资源和钠硝石制取硝酸钾的方法，是将盐湖钾资源矿与天然钠硝石与水/硝酸钾母液一起混合，调解各成分质量比，进行热熔解转化反应，固液分离的母液进行冷却，析出硝酸钾。

以上方法中，由于离子交换和复分解两种方法生产硝酸钾所用的原料一般为成品，不是直接由天然矿物中的有效成分提取，不适用于天然矿产资源开发利用。申请号为00118905.0的中国专利公开了一种用硝酸盐型固（液）体矿生产硝酸钠（钾）的方法，对低品位固体矿以喷淋堆浸的方式提取矿石中有用矿物，用盐田滩晒的方式分离去除浸取液中的伴生矿物，浓缩目的矿物母液，最后分离制得硝酸钠（钾）半成品。该方法虽然适合低品位钠硝石矿，但其工艺用水量较大，喷淋浸取时受风的影响较大，浸取液中硝酸钠浓度低，盐田半成品在车间精致生产硝酸钠时能耗较高，同时该方法也不适合于低品位的复杂体系硝酸盐型卤水矿的开发。黄雪莉等人在《罗布泊卤水生产硝酸钾半成品工艺研究》中曾经报道了以卤水生产硝酸钾半成品的工艺，在《杂硝石制取硝酸钾工艺的相图分析》中又报道了利用杂硝石堆浸滩晒获得硝酸钾半成品，然后配钾制备硝酸钾的工艺。二者结合起来作为利用天然的复杂硝酸盐型卤水制备成品硝酸钾的方法虽然理论上可行，但路线太长，钾损失较大，且半成品需要继续溶解才能配钾生产硝酸钾，用水量同样较大。通过文献调研，目前尚未发现从盐湖卤水液相直接提取高质量硝酸钾成品的方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种用水量较少，能耗较低，工序较短，钾损失较少，利用复杂硝酸盐型卤水直接生产成品硝酸钾的方法。

本发明之利用复杂硝酸盐型卤水直接生产高质量成品硝酸钾的方法包括如下步骤：

(1) 盐田蒸发：以卤水组成为控制参数将卤水依次导入冻硝池、一、二级钠盐池                                                ，利用太阳能使卤水分段蒸发结晶，成卤进入除杂工序；

所述控制参数是指冻硝池排出卤水中硫酸根含量质量分数控制在0.03%~0.08%之间，钠盐池排出成卤中钾离子含量质量分数控制在3.5%~5.5%之间；

(2) 除杂：将成卤导入沉降池，加入氢氧化钠，搅拌，加热，再加入碳酸钠，沉降，使得Ca²⁺、Mg²⁺浓度之和小于50mg/l，成卤从沉降池导出，进入洗盐工序； 

所述氢氧化钠加入量为45~80g每立方米成卤；搅拌时间为1~3小时；加热升温至50~70℃；碳酸钠加入量为1~4g每立方米成卤；沉降时间为10~20小时；

(3) 成卤洗盐：除杂后的成卤与步骤（6）Ⅱ效高温排盐按照质量比为成卤∶排盐=5.0~3.5∶1的比例逆流混合，利用成卤洗出高温排盐中残余的钾，使废盐的钾含量降到质量分数0.1%以下，离心分离，洗涤液泵入配钾工序；

(4) 配钾：成卤洗盐液进入二级反应槽，按照每立方米成卤洗盐液加30~50kg氯化钾的比例加入氯化钾，控制搅拌反应0.5~2h，得到的母液进入兑卤工序；

(5)兑卤：将母液与结晶工段冷析液按照母液:冷析液=1:0.2~0.4的体积比混合，搅拌均匀后，兑卤母液进入蒸发工序；