專利名稱：利用硫酸鹽型鹽湖含鉀鹵水制取氯化鉀的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鹽鹵化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鹽析浸取的無機(jī)化工技術(shù)和無機(jī) 鹽相化學(xué)分離技術(shù)，具體涉及一種以硫酸鎂亞型鹽湖含鉀鹵水日曬蒸發(fā)所得瀉 利鹽礦和含硫酸鹽光鹵石礦為原料制取氯化鉀的方法。
背景技術(shù)：
氯化鉀是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可或缺的重要物資，我國是一個嚴(yán)重缺鉀的國家，已探明鉀資源儲量約占世界鉀資源總儲量的7%。鹽湖鹵水中的鉀資源是我國 鉀鹽產(chǎn)品的重要原料來源。我國的鹽湖資源分布較廣，主要分布在青海、新疆、 內(nèi)'藏、四川、內(nèi)蒙等地，鹽湖資源分布的地域環(huán)境條件、資源條件和氣候條件 的不同，決定開發(fā)鹽湖鉀資源所需的技術(shù)方法也不同。硫酸鹽型鹽湖鹵水因其組成的不同，致使鹵水組成系統(tǒng)點(diǎn)在 Na，K,MgZ/Cl，S04-H20五元水鹽體系介穩(wěn)相圖上所處的相區(qū)不同(具體見圖1)。 硫酸鎂亞型鹽湖含鉀鹵水原始組成點(diǎn)在金作美Na，K，Mg//Cl，S04-H20五元體系 介穩(wěn)常溫相圖中所在相區(qū)的位置主要有以下五種情況I 、處于軟鉀鎂釩相區(qū)；II 、處于硫酸鎂相區(qū)；m、處于鉀石鹽相區(qū)；IV、處于白鈉鎂釩相區(qū)，V、光鹵石相區(qū)。據(jù)初步統(tǒng)計落入軟鉀鎂釩和硫酸鎂相區(qū)的鹵水出現(xiàn)概率較高。落入 硫酸鎂相區(qū)的鹵水在日曬蒸發(fā)過程中主要析出物有瀉利鹽和含硫酸鹽光鹵石礦，故稱為瀉利鹽相區(qū)；落入軟鉀鎂釩相區(qū)鹵水通過兌鹵也可得到渾利鹽和含 硫酸鹽光鹵石礦。對于鹵水組成系統(tǒng)點(diǎn)處于瀉利鹽相區(qū)的鹵水或通過兌鹵方式將鹵水組成 系統(tǒng)點(diǎn)拉入瀉利鹽相區(qū)的鹵水，其在鹽田日曬蒸發(fā)過程中的析鹽順序都經(jīng)過NaCl+MgS04'7H20和NaCl+MgS04'7H20+KCl'MgCl2'H20這兩個結(jié)晶階段， 分別得到NaCl+MgSCV7H20和NaCl+MgS(V7H20+KCl'MgCl2'H20兩種混鹽 礦，即含氯化鈉的瀉利鹽礦(SO4》10%)和含硫酸鹽的光鹵石礦(K》5。/(0。 由于兩種混鹽礦氯化鈉和硫酸鹽的含量都較高(一般都在10%以上)，給混鹽 礦的加工利用帶來一定困難
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種利用硫酸鹽型鹽湖含鉀鹵水制取氯化鉀的 方法。木發(fā)明氯化鉀的方法是以硫酸鹽型鹽湖含鉀鹵水鹽田日曬所得灣利鹽混 礦、含硫酸鹽光鹵石混礦及氯化鎂飽和鹵水為原料，通過鹽析浸取、兌鹵、分 解等工藝得到高品位的氯化鉀。其具體制備工藝如下① 將硫酸鹽型鹽湖含鉀鹵水日曬蒸發(fā)，析出瀉利鹽礦(SO4>10%)和含硫酸鹽光鹵石礦物(K>5%)。硫酸鹽型鹽湖含鉀鹵水組成系統(tǒng)點(diǎn)落入金作美Na，K，Mg//Cl,S04-H20五元 體系介穩(wěn)常溫相圖瀉利鹽區(qū)，即鹵水組成系統(tǒng)點(diǎn)落入該相圖氯化鈉和瀉利鹽 共飽fe:(在相圖上是一個共飽和面)，鹵水蒸發(fā)首先析出氯化鈉，析出氯化鈉 后的鹵水繼續(xù)蒸發(fā)析出氯化鈉和硫酸鎂混鹽直到對光鹵石飽和，光鹵石飽和水 再蒸發(fā)直到對氯化鎂飽和，析出氯化鈉、硫酸鎂和光卣石混鹽。對于原始卣水 組成點(diǎn)沒有落入瀉利鹽區(qū)的鹵水，可將其先蒸發(fā)到對軟鉀鎂釩或硫酸鎂飽和， 析出氯化鈉，脫除氯化鈉后的鹵水再通過兌鹵方式將其組成系統(tǒng)點(diǎn)拉入瀉利鹽相[x:，蒸發(fā)析鹽得到瀉利鹽礦和含硫酸鹽的光鹵石礦。② 將瀉利鹽礦與含硫酸鹽光鹵石礦按1:2 1:6的重量比例配成混礦。③ 將硫酸鹽型含鉀鹵水蒸發(fā)所得飽和氯化鎂老鹵用水配成Mg濃度5~8% 的氯化鎂溶液(ML-1)作為鹽析浸取液，與上述混礦以1:0.2-1:5的重量比例 在常溫下鹽析浸取1~5小時；鹽析浸取完成料漿經(jīng)固液分離后所得固相為氯化 鈉和硫酸鎂混鹽，用于提鎂綜合利用；濾液I為高飽和的含鉀浸取液(其化學(xué) 組成即為Na,K,Mg//Cl,S04-H20五元體系介穩(wěn)15'C或25'C相圖D點(diǎn)組成)進(jìn) 入下— 工序。④ 將濾液I與硫酸鹽型含鉀鹵水蒸發(fā)所得飽和氯化鎂老鹵(其化學(xué)組成即 為Na，K,Mg//Cl，S04-H2O五元體系介穩(wěn)常溫相圖P點(diǎn)，Mg濃度8.5-9.5%)以 1:1 1:5的重量比在0 30'C兌卣，鹽析浸取0.5 5小時，料漿經(jīng)固液分離后得到高品位光鹵石(Naci^7%)和濾液n;高品位光鹵石進(jìn)入下一工序，濾液n回到蒸發(fā)池繼續(xù)蒸發(fā)曬制光鹵石礦。⑤ 將上述所得高品位光鹵石加0.2~1倍重量的水于0-25'C進(jìn)行分解0.5~5 小時，經(jīng)固液分離后固相即為氯化鉀濕產(chǎn)品(KC&95%)，干燥后為氯化鉀成品，k收率^6o。/。；濾液m循環(huán)返回到步驟④與濾液i一起兌鹵。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、 以硫酸鹽型鹽湖含鉀鹵水鹽田日曬所得瀉利鹽混礦、含硫酸鹽光鹵石混礦及氯化鎂飽和鹵水為原料，在常溫下先用一定濃度的MgCl2鹵水鹽析除去 其中的氯化鈉和硫酸鎂，浸取其中的鉀并調(diào)整鹵水組成得到高飽和的含鉀鹵 水，高飽和含鉀鹵水再兌入飽和MgCl2鹵水析出高品位光鹵石，光鹵石分解得 到氯化鉀產(chǎn)品，所得氯化鉀產(chǎn)品的品位高，收率高(KC1含量^95。/。， K收率 >600/0)02、 本發(fā)明在制取過程中不需任何浮選劑，為綠色環(huán)保工藝。3、 本發(fā)明工藝適應(yīng)性強(qiáng)，可處理各種低鉀高硫礦物加工制取氯化鉀，可 實(shí)現(xiàn)全年性生產(chǎn)，不受氣候、氣象條件限制。4、 本發(fā)明工藝簡單，原料廉價易得，成本低。5、 本發(fā)明也可用于氯化物型鹽湖低品位光鹵石礦或鉀石鹽礦加工制取高 品位氯化鉀。


圖i為金作美^,*:，1^//(:1,804-1120五元介穩(wěn)體系常溫相圖，其中D點(diǎn)為NaCl、 MgS04.7H20、 KC1、 KCl.MgCl2.6H20共飽和點(diǎn)，P點(diǎn) 為NaCl、 MgS04.7H20、 KCl.MgCl2.6H20共飽和點(diǎn)。 圖2為本發(fā)明制取氯化鉀的工藝流程圖具體實(shí)施方式
下面以落入和落入軟鉀鎂釩相區(qū)鹵水為例說明本發(fā)明的制取氯化鉀的工 藝過程。實(shí)施例1① 將化學(xué)組成系統(tǒng)點(diǎn)為硫酸鎂相區(qū)的硫酸鹽型鹽湖含鉀鹵水日曬蒸發(fā)，析 出瀉利鹽礦(SO4》10%)和含硫酸鹽光鹵石礦物(K>5%)。② 將瀉利鹽礦(SO4》10%)與含硫酸鹽光鹵石礦(K》5%)按1:2 1:6 的重量比例配成混礦。③ 將硫酸鹽型含鉀鹵水蒸發(fā)所得飽和氯化鎂老鹵用水配成Mg濃度5~8% 的氯化鎂溶液(ML-1)作為鹽析浸取液，與上述混礦以1:0.2-1:5的重量比例 混合，在常溫攪拌下鹽析浸取1~5小時；鹽析浸取完成料漿經(jīng)固液分離后所得 固相為氯化鈉和硫酸鎂混鹽，用于提鎂綜合利用；濾液I為高飽和的含鉀浸取 液(其化學(xué)組成為Na，K,Mg//Cl，S04-H20五元體系介穩(wěn)常溫相圖D點(diǎn))。 ④ 將濾液I與硫酸鹽型含鉀鹵水蒸發(fā)所得飽和氯化鎂老鹵(其化學(xué)組成即為Na,K,Mg//Cl,S04-H20五元體系介穩(wěn)常溫相圖P點(diǎn))以1:1~1:5的重量比在 0 30'C兌鹵，鹽析浸取0.5~5小時，料漿經(jīng)固液分離后得到高品位光鹵石(Nacis7%)和濾液n;高品位光鹵石進(jìn)入下一工序，濾液n回到蒸發(fā)池繼續(xù)蒸發(fā)曬制光鹵石礦。⑤ 將上述所得高品位光鹵石加0.2 1倍重量的水于0 25'C進(jìn)行分解0.5~5 小時，經(jīng)固液分離后固相即為氯化鉀濕產(chǎn)品(KC1^95%)，干燥后為氯化鉀成品，k收率^6o。/。；濾液m循環(huán)返回到步驟④與濾液i一起兌鹵。實(shí)施例2:① 將原始組成點(diǎn)沒有落入瀉利鹽區(qū)的鹵水(其化學(xué)組成為 Na，K,Mg//Cl，S04-H20五元體系介穩(wěn)常溫相圖A點(diǎn))曬制成氯化鎂飽和老鹵； 同時將原鹵蒸發(fā)到鉀的硫酸鹽飽和鹵水，并分離排除析出的氯化鈉；再將排除 鈉后的鉀的硫酸鹽飽和鹵水與氯化鎂飽和老鹵以1:1 1:5的重量比兌鹵，將系 統(tǒng)點(diǎn)拉入硫酸鎂相區(qū)(其化學(xué)組成即為Na，K，Mg//Cl,S04-H20五元體系介穩(wěn)常 溫相圖M點(diǎn))，然后日曬蒸發(fā)析出瀉利鹽礦(SO4>10%)和含硫酸鹽光鹵石 礦物(K>5%)。② 將瀉利鹽礦(SO4》10%)與含硫酸鹽光鹵石礦(K》5%)按1:2 1:6 的東量比例配成混礦。③ 將硫酸鹽型含鉀鹵水蒸發(fā)所得飽和氯化鎂老鹵用水配成Mg濃度5~8% 的氯化鎂溶液(ML-1)作為鹽析浸取液，與上述混礦以1:0.2~1:5的重量比例 混合，在常溫下鹽析浸取1~5小時；鹽析浸取完成料漿經(jīng)固液分離后所得固相 為氯化鈉和硫酸鎂混鹽，用于提鎂綜合利用；濾液I為高飽和的含鉀浸取液(其 化學(xué)組成即為Na,K,Mg//Cl，S04-H20五元體系介穩(wěn)常溫相圖D點(diǎn)組成)進(jìn)入下 —工序。④ 將濾液I與硫酸鹽型含鉀鹵水蒸發(fā)所得飽和氯化鎂老鹵(其化學(xué)組成即 為Na,K,Mg//Cl,S04-H20五元體系介穩(wěn)常溫相圖P點(diǎn))以1:1~1:5的重量比在 0-3(TC兌鹵，鹽析浸取0.5-5小時，料漿經(jīng)固液分離后得到高品位光鹵石(NaCK7%)和濾液II;高品位光鹵石進(jìn)入下一工序，濾液II回到蒸發(fā)池繼續(xù) 蒸發(fā)曬制光鹵石礦。⑤ 將.卜.述所得高品位光鹵石加0.2-0.8倍重量的水于0-2(TC進(jìn)行分解1~3 小時，經(jīng)固液分離后固相即為氯化鉀濕產(chǎn)品(KC&95%)，干燥后為氯化鉀成品，k收率》6o。/。；濾液m循環(huán)返回到步驟④與濾液i一起兌鹵。
權(quán)利要求
1、一種利用硫酸鹽型鹽湖含鉀鹵水制取高品位氯化鉀的方法，包括以下工藝步驟①將硫酸鹽型鹽湖鹵水日曬蒸發(fā)析出瀉利鹽礦和含硫酸鹽光鹵石礦物；②將瀉利鹽礦與含硫酸鹽光鹵石礦按1∶2～1∶6的重量比例配成混礦；③將硫酸鹽型含鉀鹵水蒸發(fā)所得飽和氯化鎂老鹵配成Mg濃度5～8％的氯化鎂溶液作為鹽析浸取液，與上述混礦以1∶0.2～1∶5的重量比例在常溫下鹽析浸取1～5小時；鹽析浸取完成料漿經(jīng)固液分離后所得固相為氯化鈉和硫酸鎂混鹽，濾液I為鉀的浸取液；④將濾液I與硫酸鹽型含鉀鹵水蒸發(fā)所得飽和氯化鎂老鹵以1∶1～1∶5的重量比在0～30℃兌鹵，兌鹵鹽析反應(yīng)0.5～5小時，料漿經(jīng)固液分離后得到高品位光鹵石和濾液II；⑤將步驟④所得高品位光鹵石加0.2～1倍重量的水于0～25℃進(jìn)行分解0.5～5小時，分解完成料漿經(jīng)固液分離后固相即為氯化鉀濕產(chǎn)品，濾液III循環(huán)返回到步驟④與濾液I一起兌鹵。
2、 如權(quán)利要求1所述利用硫酸鹽型鹽湖含鉀鹵水制取高品位氯化鉀的方 法，其特征在于步驟①所述硫酸鹽型鹽湖含鉀鹵水為組成系統(tǒng)點(diǎn)位于 Na,K，Mg//Cl，S04-H2015 °C或25 °C介穩(wěn)相圖瀉利鹽區(qū)的卣水
3、 如權(quán)利要求1所述利用硫酸鹽型鹽湖含鉀鹵水制取高品位氯化鉀的方 法，其特征在于步驟①所述硫酸鹽型鹽湖含鉀鹵水為通過兌鹵方式將組成系 統(tǒng)點(diǎn)拉入Na，K，MgZ/Cl,S04-H2015'C或25'C介穩(wěn)相圖瀉利鹽區(qū)的鹵水。
4、 如權(quán)利要求3所述利用硫酸鹽型鹽湖含鉀鹵水制取高品位氯化鉀的方 法，其特征在于所述兌鹵方式是先將原始組成點(diǎn)沒有落入瀉利鹽區(qū)的鹵水曬 制成氯化鎂飽和老鹵；再將原鹵蒸發(fā)到鉀的硫酸鹽飽和鹵水，并分離排除析出 的氯化鈉；然后將排除鈉后的鉀的硫酸鹽飽和鹵水與氯化鎂飽和老卣以 1:1 1:5的重量比兌囟，將系統(tǒng)點(diǎn)拉入硫酸鎂相區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用硫酸鹽型鹽湖含鉀鹵水制取高品位氯化鉀的方法，是以硫酸鹽型鹽湖含鉀鹵水鹽田日曬所得瀉利鹽混礦、含硫酸鹽光鹵石混礦及氯化鎂飽和鹵水為原料，在常溫下先用一定濃度的MgCl₂鹵水鹽析除去其中的氯化鈉和硫酸鎂，浸取其中的鉀并調(diào)整鹵水組成得到高飽和的含鉀鹵水，高飽和含鉀鹵水再兌入飽和MgCl₂鹵水析出高品位光鹵石，光鹵石分解得到氯化鉀產(chǎn)品，所得氯化鉀產(chǎn)品的品位高，收率高(KCl含量≥95％，K收率≥60％)。
文檔編號C01D3/08GK101157460SQ20071001865
公開日2008年4月9日 申請日期2007年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月28日
發(fā)明者孟瑞英, 張全有, 李海民, 楊海云, 陳育剛 申請人:中國科學(xué)院青海鹽湖研究所