滩晒卤水制备钾石盐的方法和系统与流程

本发明涉及滩晒卤水制备钾石盐的方法和系统，尤其涉及提高钾石盐品质的技术。

背景技术：

1、钾元素是农作物生长必不可少的微量元素，钾肥的产量和供给关系着国家的农业生产和粮食安全，氯化钾是钾肥大类中比重最大的产品。我国的钾资源主要集中于我国西部的盐湖矿区，如青海察尔汗盐湖等，青海盐湖工业股份有限公司拥有500万吨/年的氯化钾生产能力，是中国最大的钾肥工业生产基地。

2、目前我国氯化钾加工工艺主要有：冷结晶—正浮选法工艺、热熔—结晶法工艺、反浮选—冷结晶工艺、兑卤盐工艺等多种工艺的联合实施。其中热熔—结晶法的主要原料为钾石盐。

3、察尔汗盐湖开采的卤水属于na+、k+、mg2+//cl-—h2o四元体系，为氯化钠过饱和卤水。根据盐田滩晒蒸发过程中析出物的不同，卤水存在两种类型：第一类是有钾石盐析出类型卤水，即镁钾比值低于某温度下光卤石饱和点处的镁钾比值，在蒸发过程中有钾石盐(氯化钠和氯化钾的共析矿物)结晶析出。第二类是准光卤石点(e点)或光卤石相卤水，即镁钾比值接近某温度下光卤石饱和点处的镁钾比值，在蒸发过程中直接进入光卤石相区，不会析出钾石盐。

4、察尔汗盐湖矿区开采出的原卤属于第一类卤水。由于第一类型卤水在摊晒的过程中会产生钾石盐，故现有摊晒工艺是在钠盐池(滩晒氯化钠)和光卤石池(滩晒光卤石)之间设置调节池，目的是利用调节池稳定和贮备卤水、在经过钠盐池滩晒的卤水(第一类型)中添加其他卤水以调节卤水中的镁钾比值，让调节池中的卤水摊晒到接近干基图上的e点(光卤石饱和点)再进入光卤石池滩晒，以保证在光卤石池能够析出较为纯净的光卤石。

5、由于卤水在调节池滩晒过程中析出的钾石盐是与氯化钠的混合矿物，传统技术难以将其中的氯化钾分离出来。以钾石盐为原料生产氯化钾的热熔—结晶法由于调节池产生的钾石盐品质低，无法对钾石盐回收利用，故只能作为废料废弃，造成钾盐资源的损失。

技术实现思路

1、本发明的目的是，通过简单的方法提高在调节池中析出的钾石盐的品质，避免或降低氯化钠混入到钾石盐中。

2、对于察尔汗盐湖矿区开采出的原卤在滩晒过程中析出的钾石盐中氯化钾品质贫化的问题，发明人经过长期研究发现，造成钾石盐中氯化钾贫化的原因主要在于滩晒时的温度变化引起的。由于卤水在调节池中的滩晒周期很长，通常需要数年的时间，在滩晒过程卤水反复不断地升温和降温，导致钾石盐中混入氯化钠，造成氯化钾含量下降品质贫化。

3、本发明是基于以上发现完成的。第一技术方案为滩晒卤水制备钾石盐的方法，采用钠盐池、调节池串联走水滩晒卤水制取钾石盐，其特征在于，包括以下步骤，

4、氯化钠析出步骤(s1、s2、s3、s4、s5、s6)，原卤导入钠盐池(n)进行滩晒，所述原卤中含有氯化钾以及氯化钠和氯化镁，初始时，系统点m在na+、k+、mg2+//cl-—h2o四元体系相图的干基图中氯化钠结晶区，在滩晒过程中随着水分蒸发，卤水对氯化钠过饱和，析出氯化钠，在所述原卤浓缩至在所述干基图上液相点移动到氯化钾和氯化钠结晶线(l01)附近时滩晒结束，此时所述钠盐池(n)中的液相作为低钠卤水进入调节池继续滩晒。

5、钾石盐析出步骤(s7、s9、s11、s12)，所述调节池至少有两个，按照卤水温度的变化，将一年中卤水温度上升的区间设置为升温季节，卤水温度下降的区间设置为降温季节。

6、第一调节池(5)用于降温季节滩晒，第二调节池(6)用于升温季节滩晒。在降温季节，将与第一调节池(5)滩晒能力对应量的所述低钠卤水导入第一调节池(5)滩晒，初始时，系统点(c)在na+、k+、mg2+//cl-—h2o四元体系相图的干基图中位于氯化钾和氯化钠结晶线上，在滩晒过程中随着水分蒸发，卤水对氯化钠和氯化钾过饱和，析出钾石盐，在降温季节结束前将所述低钠卤水浓缩至在所述干基图上液相点移动到光卤石饱和点(e1)，滩晒结束。

7、在升温季节，将与第二调节池(6)滩晒能力对应量的所述低钠卤水导入第二调节池(6)滩晒，初始时，系统点(d)在na+、k+、mg2+//cl-—h2o四元体系相图的干基图中位于氯化钾和氯化钠结晶线上，在滩晒过程中随着水分蒸发，卤水对氯化钠过饱和，析出氯化钠，在升温季节结束前将所述低钠卤水浓缩至在所述干基图上液相点移动到光卤石饱和点(e5)，滩晒结束。

8、钾石盐回收步骤(s10)，在升温季节排干所述第一调节池(5)中的卤水，回收所述钾石盐，氯化钠回收步骤(s8)，在降温季节排干所述第二调节池(6)中的卤水，回收所述氯化钠结晶。

9、作为升温季节和降温季节，例如可以将一年中卤水温度在-10℃至25℃变化的区间作为升温季节，卤水温度在25℃至-10℃变化的区间作为降温季节或按照历年的气象记录，将多年中平均气温上升的区间设置为升温季节，平均气温下降的区间设置为降温季节。

10、因此，对于钠盐池产生的低钠卤水只要按照升温季节和降温季节，将钠盐池(n)滩晒得到的低钠卤水交替导入第一调节池(5)和第二调节池(6)分别进行滩晒，即可将钾石盐和氯化钠分离，在第一调节池(5)中回收氯化钾品质高的钾石盐。同时在第二调节池(6)中能回收比较纯净的氯化钠。

11、所述原卤的组分可以为：氯化钾1.20％～1.45％，氯化钠8.0％～10％，氯化镁12.50％～14.50％。

12、经过所述钠盐池(n)滩晒后的所述低钠卤水的组分可以为：氯化钾2.20％～2.30％，氯化钠2.20％～2.40％，氯化镁23.50％～24.50％，

13、经过所述第一调节池(5)滩晒后的卤水组分为：氯化钾2.05％～2.45％，氯化钠2.00％～2.10％，氯化镁25.00％～26.00％。

14、经过所述第二调节池(6)滩晒后的卤水组分可以为：氯化钾2.05％～2.45％，氯化钠2.00％～2.10％，氯化镁25.00％～25.50％。

15、第二技术方案为滩晒卤水制备钾石盐的系统，采用钠盐池、调节池串联走水滩晒卤水制取钾石盐，其特征在于，所述钠盐池(n)用于对原卤进行滩晒析出氯化钠，在na+、k+、mg2+//cl-—h2o四元体系相图的干基图中液相点e移动到氯化钾和氯化钠结晶线(l01)附近时滩晒结束，此时所述钠盐池(n)中的液相作为低钠卤水进入调节池继续滩晒。

16、所述调节池至少有两个，按照卤水温度的变化，将一年中卤水温度上升的区间设置为升温季节，卤水温度下降的区间设置为降温季节，第一调节池(5)用于降温季节滩晒，其滩晒能力按照以下要求设置，在降温季节期间内能够将所述低钠卤水滩晒至在na+、k+、mg2+//cl-—h2o四元体系相图的干基图中液相点位于光卤石饱和点(e1)。

17、第二调节池(6)用于升温季节滩晒，其滩晒能力按照以下要求设置，在升温季节期间内能够将所述低钠卤水滩晒至在na+、k+、mg2+//cl-—h2o四元体系相图的干基图中液相点位于光卤石饱和点(e5)。

18、所述钠盐池(n)可以包括多个串联走水的钠盐池(n1～n28)，各个所述钠盐池(n1～n28)之间设置有带闸板的钠盐池溜槽(3)。

19、所述第一调节池(5)和所述第二调节池(6)之间可以设置带闸板的调节池溜槽(31)。

20、因此，只要在钠盐池(n)的下游设置两个调节池进行平行走水，按照升温季节和降温季节，将钠盐池(n)滩晒得到的低钠卤水交替导入第一调节池(5)和第二调节池(6)分别进行滩晒，即可将钾石盐和氯化钠分离，在第一调节池(5)中回收氯化钾品质高的钾石盐。同时在第二调节池(6)中能回收比较纯净的氯化钠。