盐湖卤水提锂生产中副产钾肥的方法与装置与流程

本发明涉及富钾盐湖生产钾肥，是一种盐湖卤水提锂生产中副产钾肥的方法与装置。

背景技术：

1、钾肥作为粮食生产所必需的资源，受资源禀赋影响，自给率较低，而由于人口的快速增长导致人均可耕种面积持续下降，对钾肥需求更为紧迫，我国是全球最大的钾肥需求国，也是全球最大的钾肥进口国。我国锂资源主要分布在青藏的高原盐湖中，其特点是资源种类丰富，其中多数盐湖除了富含锂资源外、还含有大量的钾、钠、硼等元素，目前的盐湖提锂工艺中，更多的是关注于对锂元素的资源化利用，而对现有联产钾肥的工艺改进，或多或少存在着问题。

2、公开号为cn103508462a的中国发明专利文献公布了一种综合利用碳酸盐型盐湖卤水中钾、硼、锂的方法，其通过酸化萃取法提硼、浮选法提钾等技术，在生产碳酸锂的同时，对硼、钾资源进行资源化利用。但由于浮选法需添加浮选捕收剂及起泡剂等有机物料，可能会对盐湖所在地脆弱的环境承载力造成破坏。

3、公开号为cn108275703a的中国发明专利文献公布了一种用含锂的纳滤产水制取碳酸锂和钾联产的工艺，该工艺针对富钾的硫酸镁亚型盐湖，将纳滤分离硫酸镁后的纳滤产水先进行分段浓缩除杂后，依次通过低温冷却结晶以及沉锂结晶得到工业级氯化钾及工业级碳酸锂产品。该工艺可以很好的实现锂、钾联产，且不添加任何外来的化学药剂，但是在进入提钾的冷却结晶前，需通过高倍的蒸发浓缩将卤水提升至钠钾的共饱和点，由于高倍浓缩会导致锂离子含量大幅度上升，进一步使钠钾共饱和点偏离理论的三相平衡点，从而降低了钾离子的含量。在相同的提钾回收率的前提下，该工艺进入冷却结晶的卤水量更大，投资更高，能耗也更大。

4、公开号为cn114538475a的中国发明专利文献公布了一种氯化钾生产系统及生产方法，其中提到利用氯化钠饱和溶液与含钾混盐固相混合并加热溶解，通过冷却结晶得到氯化钾产品。此法利用氯化钾与氯化钠在高温下不同的溶解度特性，实现钠钾置换，回收钾资源，但需设置较大，甚至多级热溶槽，保证溶解时间，同时更需设置大型浓密机实现细氯化钠的分离。

5、因此，开发一种与提锂工艺联系性好、提钾效率高、环境亲和性好、能耗低、投资少的副产钾肥的工艺技术，实现对富钾盐湖进行综合性应用，目前还是一项技术难题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种盐湖卤水提锂生产中副产钾肥的方法与装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决富钾盐湖生产钾肥现有存在钾元素回收率低以及投资高的问题。

2、本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种盐湖卤水提锂生产中副产钾肥的方法，按照下述方法进行：第一步，来自盐湖的卤水，先经纳滤单元去除其中的二价杂质离子，得到净化非饱和卤水和纳滤浓水，纳滤浓水返回盐湖循环利用，净化非饱和卤水送入提钾单元；第二步，净化非饱和卤水在提钾单元经过溶解、蒸发提浓和真空提钾，得到氯化钾产品和提钾卤水；第三步，提钾卤水送入蒸发单元，经过蒸发、结晶、分离后，得到高锂卤水和钠钾混盐，高锂卤水送至下游工序，钠钾混盐重新返回至提钾单元，回收得到氯化钾产品。

3、下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

4、上述第二步中，提钾单元包括溶解工序、蒸发提浓工序和真空提钾工序。

5、上述溶解工序中，净化非饱和卤水经卤水预热器升温至温度为70℃至80℃时，和蒸发单元得到的钠钾混盐混合后溶解，得到富钾卤水和未溶解的氯化钠盐。

6、上述蒸发提浓工序中，溶解工序得到的富钾卤水经蒸发提浓工序的蒸发、结晶、分离后，得到钠钾饱和卤水和氯化钠，其中，蒸发提浓工序的蒸发终点为钠钾的共饱和点。

7、上述真空提钾工序中，蒸发提浓工序得到的钠钾饱和卤水经过三级真空闪蒸，得到氯化钾产品和提钾卤水，其中，三级真空闪蒸的末级真空度为2kpaa至4kpaa。

8、本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种实施盐湖卤水提锂生产中副产钾肥的方法的装置，包括纳滤单元、提钾单元和蒸发单元，纳滤单元进口固定连通有盐湖卤水输送管线，纳滤单元第一出口与提钾单元第一进口之间固定连通有净化非饱和卤水输送管线，纳滤单元第二出口固定连通有纳滤浓水输送管线，提钾单元第一出口与蒸发单元进口之间固定连通有提钾卤水输送管线，提钾单元第二出口固定连通有氯化钾产品输出管线，蒸发单元第一出口与提钾单元第二进口之间固定连通有钠钾混盐输送管线，蒸发单元第二出口固定连通有高锂卤水输出管线。

9、下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：

10、上述在于提钾单元包括溶解装置、蒸发提浓装置和真空提钾装置，溶解装置第一进口与纳滤单元第一出口之间固定连通有净化非饱和卤水输送管线，溶解装置第二进口与蒸发单元第一出口之间固定连通有钠钾混盐输送管线，溶解装置出口与蒸发提浓装置进口之间固定连通有溶解输出管线，蒸发提浓装置第一出口与真空提钾装置进口之间固定连通有蒸发提浓输出管线，蒸发提浓装置第二出口固定连通有氯化钠输出管线，真空提钾装置第一出口与蒸发单元进口之间固定连通有提钾卤水输送管线，真空提钾装置第二出口固定连通有氯化钾产品输出管线。

11、上述溶解装置包括卤水预热器、调浆罐、第一溶解罐和第二溶解罐，卤水预热器上部第一进液口固定连通有净化非饱和卤水输送管线，卤水预热器下部第一出液口与调浆罐顶部第一进液口之间固定连通有净化非饱和卤水加热输出管线，卤水预热器上部第二进液口固定连通有蒸汽管线，卤水预热器下部第二出液口固定连通有冷凝液管线，调浆罐顶部第二进口固定连通有钠钾混盐输送管线，调浆罐下部出口与第一溶解罐顶部第一进口之间固定连通有混合浆液输送管线，第一溶解罐顶部第二进口固定连通有第一脱盐水输入管线，第一溶解罐上部出口与第二溶解罐上部进口之间固定连通有溢流管线，第一脱盐水输入管线与第二溶解罐顶部进口之间固定连通有第二脱盐水输入管线，第二溶解罐下部出口固定连通有溶解输出管线，第一溶解罐下部出口与溶解输出管线之间固定连通有溶解输出第二管线。

12、上述混合浆液输送管线上固定安装有调浆泵，溶解输出第二管线与溶解输出管线出口之间的溶解输出管线上固定安装有富钾卤水泵。

13、因此，本发明利用盐湖资源生产碳酸锂产品的过程中副产氯化钾的原理，实现了生产钾肥产品的目的，其具有提钾效率高、环境亲和性好、能耗低、投资少的优点。

技术特征：

1.一种盐湖卤水提锂生产中副产钾肥的方法，其特征在于按照下述方法进行：第一步，来自盐湖的卤水，先经纳滤单元去除其中的二价杂质离子，得到净化非饱和卤水和纳滤浓水，纳滤浓水返回盐湖循环利用，净化非饱和卤水送入提钾单元；第二步，净化非饱和卤水在提钾单元经过溶解、蒸发提浓和真空提钾，得到氯化钾产品和提钾卤水；第三步，提钾卤水送入蒸发单元，经过蒸发、结晶、分离后，得到高锂卤水和钠钾混盐，高锂卤水送至下游工序，钠钾混盐重新返回至提钾单元，回收得到氯化钾产品。

2.根据权利要求1所述的盐湖卤水提锂生产中副产钾肥的方法，其特征在于第二步中，提钾单元包括溶解工序、蒸发提浓工序和真空提钾工序。

3.根据权利要求2所述的盐湖卤水提锂生产中副产钾肥的方法，其特征在于溶解工序中，净化非饱和卤水经卤水预热器升温至温度为70℃至80℃时，和蒸发单元得到的钠钾混盐混合后溶解，得到富钾卤水和未溶解的氯化钠盐。

4.根据权利要求2或3所述的盐湖卤水提锂生产中副产钾肥的方法，其特征在于蒸发提浓工序中，溶解工序得到的富钾卤水经蒸发提浓工序的蒸发、结晶、分离后，得到钠钾饱和卤水和氯化钠，其中，蒸发提浓工序的蒸发终点为钠钾的共饱和点。

5.根据权利要求4所述的盐湖卤水提锂生产中副产钾肥的方法，其特征在于真空提钾工序中，蒸发提浓工序得到的钠钾饱和卤水经过三级真空闪蒸，得到氯化钾产品和提钾卤水，其中，三级真空闪蒸的末级真空度为2kpaa至4kpaa。

6.一种实施根据权利要求1至5中任意一项所述的盐湖卤水提锂生产中副产钾肥的方法的装置，其特征在于包括纳滤单元、提钾单元和蒸发单元，纳滤单元进口固定连通有盐湖卤水输送管线，纳滤单元第一出口与提钾单元第一进口之间固定连通有净化非饱和卤水输送管线，纳滤单元第二出口固定连通有纳滤浓水输送管线，提钾单元第一出口与蒸发单元进口之间固定连通有提钾卤水输送管线，提钾单元第二出口固定连通有氯化钾产品输出管线，蒸发单元第一出口与提钾单元第二进口之间固定连通有钠钾混盐输送管线，蒸发单元第二出口固定连通有高锂卤水输出管线。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于提钾单元包括溶解装置、蒸发提浓装置和真空提钾装置，溶解装置第一进口与纳滤单元第一出口之间固定连通有净化非饱和卤水输送管线，溶解装置第二进口与蒸发单元第一出口之间固定连通有钠钾混盐输送管线，溶解装置出口与蒸发提浓装置进口之间固定连通有溶解输出管线，蒸发提浓装置第一出口与真空提钾装置进口之间固定连通有蒸发提浓输出管线，蒸发提浓装置第二出口固定连通有氯化钠输出管线，真空提钾装置第一出口与蒸发单元进口之间固定连通有提钾卤水输送管线，真空提钾装置第二出口固定连通有氯化钾产品输出管线。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于溶解装置包括卤水预热器、调浆罐、第一溶解罐和第二溶解罐，卤水预热器上部第一进液口固定连通有净化非饱和卤水输送管线，卤水预热器下部第一出液口与调浆罐顶部第一进液口之间固定连通有净化非饱和卤水加热输出管线，卤水预热器上部第二进液口固定连通有蒸汽管线，卤水预热器下部第二出液口固定连通有冷凝液管线，调浆罐顶部第二进口固定连通有钠钾混盐输送管线，调浆罐下部出口与第一溶解罐顶部第一进口之间固定连通有混合浆液输送管线，第一溶解罐顶部第二进口固定连通有第一脱盐水输入管线，第一溶解罐上部出口与第二溶解罐上部进口之间固定连通有溢流管线，第一脱盐水输入管线与第二溶解罐顶部进口之间固定连通有第二脱盐水输入管线，第二溶解罐下部出口固定连通有溶解输出管线，第一溶解罐下部出口与溶解输出管线之间固定连通有溶解输出第二管线。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于混合浆液输送管线上固定安装有调浆泵，溶解输出第二管线与溶解输出管线出口之间的溶解输出管线上固定安装有富钾卤水泵。

技术总结
本发明涉及富钾盐湖生产钾肥技术领域，是一种盐湖卤水提锂生产中副产钾肥的方法与装置，前者按照下述方法进行：来自盐湖的卤水，先经纳滤单元去除其中的二价杂质离子，得到净化非饱和卤水和纳滤浓水，纳滤浓水返回盐湖循环利用，净化非饱和卤水送入提钾单元，经过溶解、蒸发提浓和真空提钾，得到氯化钾产品和提钾卤水，提钾卤水送入蒸发单元，经过蒸发、结晶、分离后，得到高锂卤水和钠钾混盐，钠钾混盐重新返回至提钾单元，回收得到氯化钾产品，后者包括纳滤单元、提钾单元和蒸发单元。本发明利用盐湖资源生产碳酸锂产品的过程中副产氯化钾的原理，实现了生产钾肥产品的目的，其具有提钾效率高、环境亲和性好、能耗低、投资少的优点。

技术研发人员：裴琼,张华夏,邢明皓,张永,樊国帅,林明丽
受保护的技术使用者：东华工程科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12