一种利用粗钾母液制取光卤石的方法和系统与流程

[0001]
本发明总体涉及盐化工领域，更具体地，涉及一种回收利用粗钾洗涤母液的方法和系统。


背景技术：

[0002]
利用盐湖卤水制备氯化钾的过程，主要包括摊晒卤水得到光卤石、光卤石制作矿浆、浮选或反浮选、分解结晶、筛分脱卤后，得到粗钾，然后对粗钾再次进行洗涤脱卤，从而得到精钾，即纯度较高的氯化钾。在摊晒卤水析出光卤石后，剩余的液相中含有大量氯化镁，少量的氯化钠和氯化钾，通常称之为老卤。
[0003]
粗钾是含有少量氯化钠和氯化镁等可溶性杂质盐的氯化钾半成品，在对粗钾进行洗涤的过程中，其中可溶性杂质盐，例如量氯化钠、氯化镁等和部分氯化钾会转入液相，即，粗钾洗涤母液。
[0004]
粗钾洗涤母液中的氯化钾的回收利用可以提高氯化钾的产量，现有技术中采用多种方式回收利用粗钾洗涤母液。例如，将粗钾洗涤母液返回至分解结晶器分解光卤石，但由于粗钾洗涤母液中氯化钠含量较高，将粗钾洗涤母液返回至分解结晶器，会导致分解结晶器内氯化钠的富集，影响氯化钾产品的品质和收率。再如，将粗钾洗涤母液返回盐田晒制光卤石，但是，由于粗钾洗涤母液中的镁钾比较低，晒制过程中，会导致先析出钾石盐，形成光卤石和钾石盐的混合矿，在采用浮选法或反浮选法进行生产时，氯化钾的收率会大幅降低。
[0005]
因此，如何有效利用粗钾洗涤母液，减少回收利用时产生钾石盐的量，实现钾资源回收是亟待解决的问题。


技术实现要素：

[0006]
为了解决上述问题，本发明提供了一种利用粗钾母液回收氯化钾制取光卤石的方法，包括，第一步骤s1，加入淡水稀释粗钾洗涤母液，得到第一溶液，其中，加入淡水的量采用na
+
、k
+
、mg
2+
//cl-—h2o简单四元体系相图确定，使第一溶液与老卤兑卤完成前，无盐析；第二步骤s2，向所述第一溶液中加入老卤进行兑卤，直至氯化镁、氯化钾含量的比例≥9:1，得到包含固相氯化钠和第二溶液的固液混合物；第三步骤s3，摊晒所述第二溶液，得到高品质光卤石。
[0007]
根据本发明的一个实施方式，所述第一步骤中，采用na
+
、k
+
、mg
2+
//cl-—h2o简单四元体系相图确定淡水的加入量，在na
+
、k
+
、mg
2+
//cl-—h2o简单四元体系相图的干基图上标记所述粗钾洗涤母液的系统点n，老卤系统点f，在nf连线上设定兑卤后形成的固液混合物系统点m，所述固液混合物系统点m落在氯化钠结晶相区；在na
+
、k
+
、mg
2+
//cl-—h2o简单四元体系相图的水图上标记所述粗钾洗涤母液的系统点n、老卤系统点f以及固液混合物系统点m的投影，得到粗钾洗涤母液投影点n1、老卤投影点f1以及固液混合物投影点m1；在水图上沿m1做第一垂线，与氯化钠结晶区分隔线相交于m2点；在水图上沿n1做第二垂线，与底线相交于d1点；连接f1和m2并延长，与第二垂线相交于n2点；按照下列公式计算淡水的加入量，
淡水的加入量：粗钾母液量＝n1n2:d1n1线段长度之比。
[0008]
根据本发明的一个实施方式，所述第二步骤中，在na
+
、k
+
、mg
2+
//cl-—h2o简单四元体系相图的干基图上确定老卤兑入比例，其中，老卤兑入量：第一溶液量＝nm:fm线段长度。
[0009]
根据本发明的一个实施方式，所述粗钾洗涤母液的组分包括6～13％氯化钾，7～14％氯化钠，5-11％氯化镁；所述老卤的组分包括，氯化钾≤0.3％、氯化钠≤0.3％、氯化镁≥32％；m点位于干基图上nf连线与be连线的交点。
[0010]
根据本发明的另一个方面，提供了一种稀释法回收利用粗钾洗涤母液的系统，包括，第一装置，用于加入淡水稀释粗钾洗涤母液，得到第一溶液，其中，加入淡水的量采用na
+
、k
+
、mg
2+
//cl-—h2o简单四元体系相图确定，使第一溶液与老卤兑卤完成前，无盐析；第二装置，用于向所述第一溶液中加入老卤，直至氯化镁、氯化钾含量的比例≥9:1，得到包含固相氯化钠和第二溶液的固液混合物；第三装置，用于摊晒所述第二溶液，得到高品质光卤石。
[0011]
本发明稀释粗钾洗涤母液，使其中氯化钾浓度下降。以便于老卤加入后，兑卤的母液中没有氯化钾析出，可有效避免钾提前析出损失，提高了资源回收的效率，获得了高品质的产物。
附图说明
[0012]
图1是回收利用粗钾洗涤母液的步骤示意图；
[0013]
图2是在简单四盐水体系中确定加水量和兑卤量的示意图。
具体实施方式
[0014]
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，参考标号是指本发明中的组件、技术，以便本发明的优点和特征在适合的环境下实现能更易于被理解。下面的描述是对本发明权利要求的具体化，并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。
[0015]
图1示出了回收利用粗钾洗涤母液的步骤示意图。
[0016]
如图1所示，本发明提供了一种利用粗钾洗涤母液回收氯化钾制取光卤石的方法，包括，第一步骤，加入淡水稀释粗钾洗涤母液，得到第一溶液，其中，加入淡水的量采用na
+
、k
+
、mg
2+
//cl-—h2o简单四元体系相图确定，使第一溶液与老卤兑卤完成前，无盐析，第二步骤，向所述第一溶液中加入老卤进行兑卤，直至氯化镁、氯化钾含量的比例≥9:1，得到包含固相氯化钠和第二溶液的固液混合物；第三步骤，摊晒所述第二溶液，得到高品质光卤石。
[0017]
所述粗钾洗涤母液中含有氯化钾、氯化钠和氯化镁，其质量百分比的范围分别为氯化钾占6-13％，氯化钠占7-14％，氯化镁占5-11％。
[0018]
所述老卤是指卤水制取光卤石后得到的溶液，所述老卤中，氯化钾0.28％、氯化钠0.26％、氯化镁≥32.4％，所述老卤可以采用对氯化钠、光卤石和水氯镁石共饱和的溶液，即f卤。
[0019]
因粗钾洗涤母液系统点在氯化钾结晶区，且母液中各种盐含量较高，如果直接与老卤掺兑，会有部分氯化钾提前析出，造成氯化钾损失。本发明中，采用先稀释粗钾洗涤母液，使其中氯化钾浓度下降的方法，以便于后续老卤加入后进行兑卤的过程中避免氯化钾
析出。
[0020]
当向第一溶液中加入老卤进行兑卤时，得到固液混合物。此时因处于氯化钠结晶区，会有氯化钠析出，控制兑卤时加入老卤的量，使固液混合物中的液相中，光卤石、氯化钠、氯化钾共饱和，得到用于晒制光卤石的e卤或者接近e卤的溶液，将其中的氯化钠去除，将固液混合物中的液相第二溶液排放至盐田进行晒制，即可得到高品质光卤石。
[0021]
本发明中，首先采用稀释法将粗钾洗涤母液稀释为第一溶液，然后将第一溶液和f卤进行兑卤，析出氯化钠的同时，并将液相调节至光卤石、氯化钠、氯化钾共饱和后，晒制光卤石。氯化钾始终被存留在液相中，避免了氯化钾的流失以及减少了氯化钾固体与其他杂质进行二次分离的工序，获得了高品质光卤石。
[0022]
图2示出了在简单四盐水体系中确定加水量和兑卤量的示意图。
[0023]
所述第一步骤中，采用na
+
、k
+
、mg
2+
//cl-—h2o简单四元体系相图确定淡水的加入量，在na
+
、k
+
、mg
2+
//cl-—h2o简单四元体系相图的干基图上标记所述粗钾洗涤母液的系统点n，老卤系统点f，在nf连线上设定兑卤后形成的固液混合物系统点m，所述固液混合物系统点m落在氯化钠结晶相区；在na
+
、k
+
、mg
2+
//cl-—h2o简单四元体系相图的水图上标记所述粗钾洗涤母液的系统点n、老卤系统点f以及固液混合物系统点m的投影，得到粗钾洗涤母液投影点n1、老卤投影点f1以及固液混合物投影点m1；在水图上沿m1做第一垂线，与氯化钠结晶区分隔线相交于m2点；在水图上沿n1做第二垂线，与底线相交于d1点；连接f1和m2并延长，与第二垂线相交于n2点；按照下列公式计算淡水的加入量，淡水的加入量：粗钾母液量＝
[0024]
n1n2:d1n1线段长度。
[0025]
图2中示出的是na
+
、k
+
、mg
2+
//cl-—h2o四元体系相图的干基图和水图，并在干基图上示出了氯化钠、氯化钾共饱和线ep，以及氯化钠、氯化钾、光卤石共饱和点e。
[0026]
根据粗钾洗涤母液中各组分的含量，将粗钾洗涤母液的系统点n标记在干基图上。同时，也将老卤的系统点f标记在干基图上，在兑卤过程中，不同兑卤量的系统点均落在nf连线上，即一次兑卤指示线。在一次兑卤指示线上设定一次兑卤后的系统点，使之最为接近e点。本发明中，优选将m点落在be与nf的交点。
[0027]
在水图上，同样标记粗钾洗涤母液的系统点在水图中的投影点n1，老卤的系统点f1，未稀释前兑卤终点在水图上的投影点m1，如果此时卤水直接与老卤掺兑，m1点在b1e1线下方，根据相图理论分析，此时氯化钾过饱和，即会有大量氯化钾析出并损失。因实际的水图是立体图，所以在平面图分析时，采用辅助线进行分析，根据相图理论分析，当m1点向上延伸，与b1e1相交为m2点，f1m2线延长，会与d1n1延长线有一交点,即n2点，此点为最佳加水量点。本发明中，沿未稀释前兑卤终点在水图上的投影点m1做第一垂线，与b1e1线相交于m2点；在水图上沿n1做第二垂线，与底线相交于d1点。其中第一垂线为加水稀释时，在兑卤比例固定的前提下，兑卤终点受加水稀释的影响进行的位移轨迹，第二垂线为加水稀释时，第一溶液的系统点随着加水量的变化而位移的轨迹。
[0028]
由于在干基图上预先设定了最优选的兑卤后第二溶液的系统点，可以在水图上限定稀释后的第二溶液的系统点所在的位置范围。
[0029]
本发明中，将第二溶液的系统点确定在m2点，m2位于b1e1线上，在兑卤过程中，只有氯化钠析出，卤水刚好对氯化钠饱和，在氯化钠结晶析出后，卤水液相点趋近于e点，即可
进入光卤石盐田晒制光卤石，这期间没有氯化钾损失，从而保证了晒制的光卤石的品质。，在稀释加水量最少的前提下，能够使得氯化钾在兑卤终点不析出，而只析出氯化钠。
[0030]
通过延长第二垂线使之与f1m2连线相交，从而确定对第一溶液的系统点，即n2，并根据比例原则，计算稀释过程的加水量。
[0031]
本发明中，在对粗钾洗涤母液进行兑卤之前，先将粗钾洗涤母液进行稀释处理，并利用四元干基图和水图共同确定加水量和兑卤终点，使兑卤过程中没有氯化钾损失，且析出最大量的氯化钠，从而保证了晒制的光卤石的品质。
[0032]
在确定兑卤终点的过程中，本发明在na
+
、k
+
、mg
2+
//cl-—h2o简单四元体系相图的干基图上确定老卤兑入比例，其中，老卤兑入量：第一溶液量＝nm:fm线段长度。
[0033]
根据本发明的一个实施方式，所述粗钾洗涤母液的组分包括6～13％氯化钾，7～14％氯化钠，5-11％氯化镁；所述老卤的组分包括，氯化钾≤0.3％、氯化钠≤0.3％、氯化镁≥32％；m点位于干基图上nf连线与be连线的交点。
[0034]
根据本发明的另一个方面，提供了一种利用粗钾母液回收氯化钾制取光卤石的系统，包括，第一装置，用于加入淡水稀释粗钾洗涤母液，得到第一溶液，其中，加入淡水的量采用na
+
、k
+
、mg
2+
//cl-—h2o简单四元体系相图确定，使第一溶液与老卤兑卤完成前，无盐析；第二装置，用于向所述第一溶液中加入老卤，直至氯化镁、氯化钾含量的比例≥9:1，得到包含固相氯化钠和第二溶液的固液混合物；第三装置，用于摊晒所述第二溶液，得到高品质光卤石。
[0035]
所述第一装置可以采用兑卤器，或在管道中流动稀释，例如，在粗钾洗涤母液的排放管道上或中转反应设备中按比例先加入淡水。所述第二装置是兑卤器，所述第三装置可采用盐田摊晒。
[0036]
本发明中，采用淡水将粗钾洗涤母液稀释为第一溶液，并将第一溶液和f卤进行兑卤，析出氯化钠的同时，并将液相调节至光卤石、氯化钠、氯化钾共饱和后，晒制光卤石。氯化钾始终被存留在液相中，避免了氯化钾的流失以及减少了氯化钾固体与其他杂质进行二次分离的工序，获得了高品质光卤石。
[0037]
应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。