兌鹵法生產(chǎn)氯化鉀工藝原理及優(yōu)缺點

兌鹵法生產(chǎn)氯化鉀工藝原理及優(yōu)缺點

摘要：目前，國內(nèi)的氯化鉀生產(chǎn)已經(jīng)形成了一定的規(guī)模，其生產(chǎn)工藝也卓見成熟?！袄浞纸?浮選法”工藝和“反浮選-冷結(jié)晶”法已經(jīng)成為生產(chǎn)氯化鉀的主流，同時也代表著國內(nèi)鉀肥生產(chǎn)技術(shù)的最高水平。而為了提高資源利用率，氯化鉀生產(chǎn)中還存在著“兌鹵-冷結(jié)晶法”、“冷分解-熱溶結(jié)晶法”等生產(chǎn)工藝，這些工藝雖然沒有得到規(guī)模生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用，卻也不容忽視，因為這些工藝生產(chǎn)過程需要具備一些特殊條件，也存在一些優(yōu)缺點。本文是對“兌鹵-冷結(jié)晶法”生產(chǎn)工藝在鉀肥生產(chǎn)中存在的優(yōu)缺點的一點見解，供同行參考！

關(guān)鍵詞：氯化鉀生產(chǎn)兌鹵工藝優(yōu)點缺點

一、前言

察爾汗鹽湖位于青海省柴達木盆地的東南部，總面積5856km3海拔高度2677~2682m，基本上屬于氯化物的鉀、鎂鹽礦床，是我國目前已探明的最大的水溶性鉀鹽資源，鹵水礦物資源以氯化鉀為主，并伴生有大量的氯化鈉、氯化鎂、氯化鉀表內(nèi)儲量為1.45億噸，工業(yè)儲量為0.97億噸，為大規(guī)模地生產(chǎn)氯化鉀提供了豐富的資源條件?，F(xiàn)鉀肥公司年產(chǎn)量約為55萬氯化鉀，排放尾鹽水總量約為1300m3/h，旱采鹽田及10km2鹽田年排放老鹵量約為1500萬m3,晶達公司把尾鹽水和老鹵作為原料生產(chǎn)氯化鉀采鹵“兌鹵—冷結(jié)晶法”工藝進行生產(chǎn)。

二、工藝原理

1.兌鹵過程工藝原理

兌鹵是將e點母液（氯化鉀、氯化鈉、光鹵石共飽）與f點母液（氯化鎂、氯化鈉、光鹵石共飽）混合，就會產(chǎn)生光鹵石和少量氯化鈉共同析出，其機理在于：上述兩種鹽溶液混合后，混合液體系點落到了光鹵石相區(qū)，且處于水圖氯化鈉和光鹵石溶解曲線和光鹵石飽和面的下側(cè)，所以混合液體系是過飽和狀態(tài)，它將析出一定的鹽份，因其處于光鹵石相區(qū)，其首先析出光鹵石，待氯化鈉飽和后，光鹵石和氯化鈉共同析出，直至兌鹵完成液呈飽和狀態(tài)，同時由k+、na+、mg++、cl-h20體系相圖所揭示的桿規(guī)律可看出：析出的固相（光鹵石和氯化納）的量與兌鹵完成液相比是很少的，也就意味著兌鹵過程實質(zhì)上也是處理大量液體的過程。

2.冷結(jié)晶過程的工藝原理

光鹵石冷分解制取制取氯化鉀的理論基礎(chǔ)是：光鹵石分解時，存在著兩全串聯(lián)的過程，先是光鹵石溶解到溶液中，由于光鹵石溶解后，形成氯化鉀的過飽和液，使氯化鉀自溶液中析出結(jié)晶，要得到粒度較好的氯化鉀顆粒，必須仔細控制第一個過程，即光鹵石的溶解速度不要太快，否則會形成過高的氯化鉀過飽和度，產(chǎn)生大量的氯化鉀細晶，降低光鹵石的溶解速度的方法是：利用具有一定組成的循環(huán)母液對其進行冷分解結(jié)晶，即降低溶解時的推動力△c，其溶解過程的動力學(xué)公式是：dg/dt=ka(c0-c)從此式可以看出dg/dt即溶解速度正比于△c，其中c0表示在溶解溫度下飽和溶液的濃度；c表示溶液中的實際濃度，a表示固體顆粒的表面積；k表示溶解速度系數(shù)，與溫度、攪拌強度等因素有關(guān)。

鹽湖科技公司擁有一個年產(chǎn)四萬五千多噸的兌鹵工藝生產(chǎn)車間，它通過多年的生產(chǎn)和兌鹵工藝進行不斷的改進和完善，也總結(jié)出了這種工藝在生產(chǎn)操作中有以下優(yōu)缺點：

三、優(yōu)點

1.產(chǎn)品品位高，由于在兌鹵工藝生產(chǎn)過程中，通過兌鹵得到的低鈉光鹵石分解和結(jié)晶的過程比較簡單，工藝控制也比較容易，因而得到的氯化鉀純度比較高。此工藝生產(chǎn)出的氯化鉀品位一般在95%以上，其中70%以上為98%產(chǎn)品，主要用于化工行業(yè)各種鉀鹽的生產(chǎn)。而通過其它工藝生產(chǎn)的氯化鉀品位一般在93%左右或更低，主要用于配制復(fù)混肥或直接作為肥料施用。

2.產(chǎn)品為環(huán)保型，在其它工藝生產(chǎn)鉀肥的過程中，通常需要添加一些藥劑來起輔助作用，比如鹽酸、十八胺、二號油等，因此產(chǎn)品中也不同程度地含有了這些有害物質(zhì)的成分，而兌鹵工藝生產(chǎn)過程中，不需要添加任何輔助藥劑，也不存在更多的化學(xué)反應(yīng)，因此產(chǎn)品中不含任何有害元素，再加上這種工藝的結(jié)晶效果比較好，所得產(chǎn)品呈顆粒狀，在干燥后也不會出現(xiàn)較大的粉塵，所以具有一定的環(huán)保效果，更有著“綠色鉀肥”的美譽。

3.生產(chǎn)成本低，兌鹵工藝實際上是一種回收工藝，它主要是對鉀肥分公司排出的尾鹽水中含有的鉀進行再次回收。它所需的原材料老鹵和原鹵都屬于再利用資源，而且在整個生產(chǎn)過程中，不需要任何礦物質(zhì)或藥劑作輔助材料，因而決定了它低成本的特點。

4.利潤高，因為此工藝生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量高，雜質(zhì)少，顆粒大，所以其售價和利潤皆高于其它生產(chǎn)工藝的產(chǎn)品。

5.循環(huán)使用資源，兌鹵產(chǎn)生的兌鹵完成液被充分利用，兌鹵完成液排放至科技公司事故池攤曬光鹵石，被再次利用。

除了上述優(yōu)點，兌鹵工藝的生產(chǎn)操作過程中也有一些缺點。

四、缺點

1.地域空間需求過大，一套完整的兌鹵工藝生產(chǎn)體系，必須具備鹽田系統(tǒng)、兌鹵系統(tǒng)、控速結(jié)晶系統(tǒng)和產(chǎn)品干燥包裝系統(tǒng)。而這些系統(tǒng)的完全建立，就需要足夠大的占地面積。尤其鹽田面積的大小會直接影響鹵水的蒸發(fā)量和飽和程度，因此兌鹵工藝生產(chǎn)鉀肥投入空間地域過大，以至于不宜進行規(guī)模生產(chǎn)。

2.生產(chǎn)過程易受外界客觀因素的影響，

2.1天氣的好壞往往會直接影響兌鹵效果，因為原鹵必須要進行攤曬才能達到光鹵石的飽和點，所以氣溫的下降或長時間的陰雨天氣會直接降低產(chǎn)品的收率和品位。

2.2如果原鹵的供給方間斷性供給或在母液中參入過多的雜質(zhì)和淡水，也會影響原鹵和兌鹵效果，導(dǎo)致低鈉光鹵石不能正常析出。因此這些客觀因素也常常影響兌鹵工藝的生產(chǎn)，也是這種工藝不能被廣泛使用。

2.3在氣溫較低時，蒸發(fā)量不能滿足生產(chǎn)的需要，其一e鹵靠自然攤曬面積已經(jīng)難以達到目的，產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量都受到限制。其二，兌鹵器結(jié)壁現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致兌鹵器有效容積變小，減小了處理能力，縮短了洗罐的周期。在氣溫較高時，e鹵水點過高，就造成光鹵石在鹽池里析出，使用的e鹵水中的鉀含量就會明顯減小。

3.收率較其它氯化鉀生產(chǎn)工藝低，兌鹵過程是處理大量液體的過程，料漿含固率低，故“兌鹵—冷結(jié)晶法”生產(chǎn)氯化鉀回收率低，氯化鉀理論回收率約為38.1%。

總之，兌鹵工藝作為一種鉀肥生產(chǎn)工藝，雖然在生產(chǎn)操作過程中有一定的利與弊，但它的本質(zhì)是提高了資源的利用率，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的鉀肥，因此，它在鉀肥工藝的發(fā)展中是必不可缺的！參考文獻[1]歐陽青龍.兌鹵法生產(chǎn)氯化鉀工藝中幾個問題的討論[j].海