氯化钾工艺
制造氯化钾的原料主要是水溶性的钾石岩、钾盐镁钒、光卤石等钾盐矿和海盐苦卤,其生产工艺也因原料不同而异。
1、悬浮法:采用具有选择性的浮选剂,使浮选钾石岩时进入泡沫的是氯化钾,此浮选剂主要是原子数为C16至C20的脂肪胺。
流程为:钾石岩矿→粉碎→研磨→水力旋流脱泥→浮选机→分离→干燥→筛分→氯化钾成品
钾石岩矿进行破碎后用棒磨机进行湿法研磨,磨细的料浆筛过后送水力旋流器脱泥。
脱泥的浆料送浮选机,在此加入浮选剂,用量约每吨110g。
在浮选机中进行氯化钾的粗选和精选,由浮选机排出的氯化钾精矿经过离心分离和干燥后得氯化钾晶粒,浮选机排出的尾砂经过水洗后弃去。
2、溶解结晶法:钾石岩是氯化钾和氯化钠的混合物,这两种盐的溶解度不同,在温度变化时,氯化钠的溶解度变化很小,氯化钾的溶解度变化却很显著。
因此,对于在100℃时被氯化钾和氯化钠所共同饱和溶液,在冷却时仅氯化钾析出沉淀。
而结晶后饱和的氯化钾冷母液一经加热又成为氯化钾的不饱和溶液,用此溶液溶解钾石岩,而氯化钠仍然留在钾石岩中。
钾石岩矿→粉碎→溶解槽→沉降→冷却结晶→干燥→成品
钾石岩矿粉碎为粒度小于5㎜,送去溶解槽溶浸。
溶解槽系铁或生铁制,槽内装有一个在水平轴上旋转的螺旋,每分钟8转,溶解槽保持温度为100至103℃。
澄清热溶浸液进入真空冷却结晶器,由多个结晶器串联使用,第一个真空度6×104pa,最后一个9×104pa。
3、光卤石(KCl.MgCl2.6H2O)制取氯化钾:加工光卤石有热溶解法和冷分解法。
前者制得的氯化钾纯度高、能耗大。
后者能耗小、质量差。
依据都是因氯化镁的溶解度比氯化钾大。
冷分解法的流程示意如下
光卤石→分解槽→沉降槽→离心分离→粗钾洗涤槽→精钾沉降槽→离心分离→精钾成品
盐湖来的天然光卤石粉碎后送分解槽,在不断搅拌下用冷水及精钾母液分解光卤石。
此时氯化镁溶解在母液中,大部分的氯化钾没有溶解以细渣形式析出,称为粗钾。
将粗钾浆料放入沉降槽,增稠浆料经离心分离得到粗钾。
粗钾母液与沉降槽上层清液合并进行蒸发和冷却,结晶出人造光卤石与天然光卤石合并送分解槽,剩下氯化镁溶液可制取氯化镁晶体。
粗钾送精钾沉降槽,槽中充满水在室温下搅拌使粗钾中得氯化钠全部溶于水,再将浆料送入精钾沉降槽,增稠后离心分离即为精钾,精钾母液送分解槽分解光卤石并回收其中的氯化钾。
热溶法是用约100℃的热水或循环母液溶解光卤石,溶解冷却时大部分氯化钾析出。
生产一吨产品消耗原料:
浮选法:钾石岩矿(氯化钾22%)5.2吨;
冷分解法:光卤石7吨
钾石岩矿粉碎为粒度小于5㎜,送去溶解槽溶浸。
溶解槽系铁或生铁制,槽内装有一个在水平轴上旋转的螺旋,每分钟8转,起到搅拌和输送钾石岩固体的作用。
溶解槽内两侧有加热管,保持溶浸温度为100至103℃。
溶解槽有若干只串联使用,未完全溶浸出氯化钾的钾石岩依次转送到后面的溶解槽使之溶浸完全,溶浸液与钾石岩成逆流方向,进入最后一级钾石岩中的氯化钾已基本全部溶解,剩下的盐渣用洗涤水和部分循环母液清洗后送去过滤。
滤渣的主要成分是氯化钠和泥沙及少量的氯化钾可弃去,滤液送回溶解槽。
第一级溶解槽的热溶液送往沉降增稠器,为加速沉降,往往加入1%淀粉碱溶液或聚丙烯酰胺凝聚剂,使细盐渣和矿泥沉降并分离。
澄清热溶浸液进入真空冷却结晶器,由多个结晶器串联使用,第一个真空度6×104pa,最后一个9×104pa,因此进入结晶器的热溶液沸腾和气化,溶液因此冷却,氯化钾晶粒析出并逐渐长大。
从最后一级结晶器排出的大颗粒晶浆送回转真空过滤机过滤。
为降低氯化钾的结块性,常在过滤前的晶浆中加入16至20个碳原子的脂肪胺。
过滤的母液加热后回溶解槽,氯化钾结晶经回转圆筒干燥器干燥后为成品。