一種新型用光鹵石生產(chǎn)氯化鉀生產(chǎn)系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型光鹵石生產(chǎn)氯化鉀生產(chǎn)系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括加礦設備、結晶設備、浮選設備、過濾設備、再漿洗滌設備、離心脫水設備、干燥包裝設備，各設備順序連接；在所述加礦設備上增加破碎機，便于結晶系統(tǒng)分解結晶；同時在結晶設備中，使用本公司發(fā)明的一種新型結晶器代替原有的冷分解——正浮選工藝的光鹵石分解設備。本發(fā)明改善了原正浮選工藝的生產(chǎn)工藝條件，氯化鉀回收率提高到60％，消除了純度為90％的氯化鉀產(chǎn)品，將氯化鉀產(chǎn)品純度提高到93％～95％，產(chǎn)品粒度增大，能耗降低。
【專利說明】一種新型用光南石生產(chǎn)氯化鉀生產(chǎn)系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于天然氣化工及鹽化工領域，特別涉及一種用鹽田光鹵石礦為原料采用 正浮選法生產(chǎn)氯化鉀的生產(chǎn)系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002] 我國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開化肥。長期以來我國農(nóng)業(yè)施肥存在著氮、 磷、鉀比例失調，土壤缺鉀成為影響我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個重要因素之一。
[0003] 隨著我國鉀資源開發(fā)技術的提高，尤其是青海鹽湖工業(yè)股份有限公司對察爾汗鹽 湖資源的開發(fā)和企業(yè)自身科學技術的提高，對鹽湖鉀資源開發(fā)形成多種工藝聯(lián)合的局面， 目前我國氯化鉀加工工藝主要有：冷分解一正浮選法工藝、熱溶結晶法工藝、反浮選一冷結 晶工藝、兌鹵鹽工藝等多種工藝的聯(lián)合實施。
[0004] 冷分解一正浮選工藝是國外最早傳統(tǒng)加工工藝在國內的實現(xiàn)，其工藝流程為上 料一分解一浮選一過濾一洗滌、脫水一干燥、包裝。工藝流程見附圖1。
[0005] 作為傳統(tǒng)的鉀肥生產(chǎn)工藝，該工藝生產(chǎn)裝置約占我國柴達木盆地氯化鉀生產(chǎn)總裝 置的80 %以上。最初冷分解--正浮選工藝裝置生產(chǎn)的氯化鉀產(chǎn)品氯化鉀含量僅有70 %? 80%，水分含量為8%?10%，通過不斷改進，產(chǎn)品氯化鉀含量達到90%左右，水分含量為 6%，產(chǎn)品質量達到GB6549-1996的農(nóng)業(yè)類一等品，達到修訂后的GB6549-2011的農(nóng)業(yè)類合 格品的技術標準。作為傳統(tǒng)的氯化鉀生產(chǎn)工藝，冷分解--正浮選工藝有如下的優(yōu)點：（1) 工藝可靠，由于該工藝的開發(fā)與研究較早，經(jīng)過多年來不斷完善，工藝流程已趨于成熟。就 浮選本身而言，胺類捕收劑作為氯化鉀的捕收劑性能良好，選別效果明顯。（2)工藝流程 簡單。（3)原礦適應性強，在利用中、低品位鉀礦方面優(yōu)勢突出。但該工藝與青海鹽湖工業(yè) 股份有限公司自主研發(fā)的反浮選一冷結晶工藝相比，也有自身的缺陷，主要表現(xiàn)在：（1)氯 化鉀系統(tǒng)回收率較低，產(chǎn)品質量不易提高。該工藝操作控制要求嚴格，給礦控制、分解水量 控制、浮選操作、浮選藥劑等對回收率和產(chǎn)品質量都有影響，如光鹵石分解加水過量導致原 料中約50%的氯化鉀損失于母液中；浮選過程氯化鉀與氯化鈉分離效果差，精礦泡沫中氯 化鈉夾帶較多，廢棄的尾鹽中氯化鉀含量高，有的甚至大于8%，接近工業(yè)原礦的利用標準； 產(chǎn)品質量難以達到國家標準工業(yè)氯化鉀優(yōu)等品指標。（2)產(chǎn)品粒度細，不易干燥，從而造成 產(chǎn)品耗水量和干燥能耗高，尾液排放量高。
【發(fā)明內容】
[0006] 發(fā)明目的：將冷結晶技術移植到正浮選工藝上，實現(xiàn)冷結晶一反浮選工藝與冷 分解一正浮選工藝的取長補短，實現(xiàn)兩個工藝的優(yōu)點結合于一身，克服冷分解一正浮 選工藝生產(chǎn)氯化鉀過程中存在的缺陷、提高系統(tǒng)回收率、提高產(chǎn)品質量、降低生產(chǎn)能耗。
[0007] 技術方案：本發(fā)明的目的是通過下述技術方案來實現(xiàn)的：
[0008] -種新型光鹵石生產(chǎn)氯化鉀生產(chǎn)系統(tǒng)及方法是以鹽田光鹵石礦為原料生產(chǎn)氯化 鉀產(chǎn)品的新型生產(chǎn)系統(tǒng)和工藝。
[0009] -種新型光鹵石生產(chǎn)氯化鉀生產(chǎn)系統(tǒng)，包括上礦設備、結晶設備、浮選設備、過濾 設備、再漿洗滌設備、離心脫水設備、干燥包裝設備，各設備順序連接；
[0010] 在所述上礦設備中增加破碎機，使較大的光齒石礦得以破碎變小，便于結晶系統(tǒng) 分解結晶；
[0011] 同時在結晶設備中，使用本公司發(fā)明的一種新型結晶器（發(fā)明專利號： ZL201310040807. 3)代替原有的冷分解--正浮選工藝的光鹵石分解設備，冷分解--正 浮選工藝中冷分解系統(tǒng)是將光鹵石加水分解，由于關鍵設備--分解罐的構造簡單，光鹵 石在分解罐中的停留時間短，因此氯化鉀沒有足夠時間實現(xiàn)顆粒的增大，且所需的分解加 水量較大。本發(fā)明中冷結晶系統(tǒng)的關鍵設備--新型結晶器其構造劃分為沉降區(qū)、溶解區(qū)、 循環(huán)區(qū)三個區(qū)域，在循環(huán)區(qū)上方增加了溶解區(qū)，延長了低鈉光鹵石在該區(qū)域的停留時間，使 混合更均勻、反應更充分，光鹵石達到完全分解；由于增加了沉降結晶區(qū)體積，分解后的氯 化鉀有足夠的時間在結晶區(qū)內長大。新型結晶器在內筒錐形結構下端口周圍設置的環(huán)狀母 液分布器，增大了母液和低鈉光鹵石的接觸面積，同時在噴出液體的攪拌作用下達到充分 混合分解的效果，解決了以往的結晶器未充分混合分解就由內筒上部溢流至結晶器底部的 問題。同時新型結晶器高度降低，縮短了攪拌軸，提高了攪拌機運行穩(wěn)定性，同時減去攪拌 軸中間軸承，減少故障點，增加結晶器連續(xù)運行時間，對提高單罐產(chǎn)能起到實質保證。在罐 體和攪拌機設計中采用了 CFD及FEA技術，對流動場及罐體結構進行了優(yōu)化，對分解反應區(qū) 范圍做了調整，增加分解反應區(qū)停留時間，利于分解反應充分進行，滿足光鹵石分解結晶需 求。增加了沉降結晶區(qū)體積，實際上提高了產(chǎn)量，降低了單位產(chǎn)出能耗。
[0012] 一種新型光鹵石生產(chǎn)氯化鉀生產(chǎn)方法，具體工藝如下：
[0013] 上礦：鹽田曬制的光鹵石通過采收運送至原礦倉內，經(jīng)螺旋調整好上礦量輸送到 往復篩，將原礦中較大的礦塊和其他雜物篩除后進入破碎機，破碎機將原礦破碎到20mm以 下，便于結晶器的分解和結晶效果，破碎后的光鹵石礦輸送到結晶器，進行分解結晶；
[0014] 結晶：所述的破碎后的光鹵石礦與離心系統(tǒng)產(chǎn)生的精鉀母液、分解淡水同時進入 結晶器，因 KC1、NaCl、MgCl2的溶解度不同，MgCl2首先完全溶解以液相形式存在于結晶器 內，KC1繼續(xù)溶解形成KC1飽和溶液，隨著上礦量的不斷增加，KCL形成過飽和溶液析出結 晶。NaCl在液相不飽和不能析出，細小的NaCl溶解而大部分以固相顆粒形式存在。因此結 晶器內完成光鹵石的分解，同時增大氯化鉀結晶粒度；
[0015] 浮選：分解結晶后的料漿輸送至浮選系統(tǒng)的藥劑調和槽，與浮選系統(tǒng)計量加藥裝 置加入的浮選藥劑進行調和后自流進入浮選機，浮選作業(yè)采用一次粗選、二次精選、一次掃 選，經(jīng)浮選得到粗鉀料漿。其中精選泡沫產(chǎn)品自流至過濾系統(tǒng)，過濾后的濾液為高鎂母液， 進行循環(huán)用來調節(jié)精選作業(yè)濃度，其余通過尾礦送至尾鹽池；
[0016] 過濾、再漿洗滌、離心脫水：所述的來自浮選系統(tǒng)的粗鉀料漿經(jīng)過濾系統(tǒng)的水平帶 機脫除高鎂母液后，加淡水至再漿洗滌系統(tǒng)的洗滌攪拌槽內，除去吸附的氯化鎂及其中的 氯化鈉。洗滌后的料漿用離心機脫除洗滌母液（精鉀母液），成為精鉀，將其送至干燥系統(tǒng) 干燥。精鉀母液自流至精鉀母液槽后用泵送至結晶器回收和代替一部分淡水分解光鹵石 礦；
[0017] 干燥、包裝：所述的來自離心機脫水后的精鉀由皮帶輸送至轉筒干燥機，在干燥機 內通過燃燒的熱風進行干燥。干燥后的產(chǎn)品通過皮帶輸送機運輸至包裝機進行包裝。
[0018] 以上工藝流程見附圖3。
[0019] 冷結晶--正浮選工藝與冷分解--正浮選工藝比較，光鹵石經(jīng)過破碎與精鉀母 液、分解淡水同時進入結晶器導流區(qū)，在控制好礦量、加水量、底流流量、攪拌頻率的情況 下，利于改善生產(chǎn)工藝條件，增大產(chǎn)品KC1粒度；可使分解能力得到有效增大，提高分解氯 化鉀收率；隨著KC1粒度的增大，浮選三相界面更穩(wěn)定，選別效果明顯，在提高浮選作業(yè)指 標的同時，提高了鉀收率。KC1粒度的增大，利于水平帶機和離心機脫水，含濕量相對減少， 減輕洗滌的難度，可使干燥成本降低，產(chǎn)品指標易于控制。
[0020] 本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果：本發(fā)明對目前傳統(tǒng)的冷分解--正浮選工藝主要進行 了兩項核心改造，增加了破碎機，將原冷分解系統(tǒng)改為冷結晶系統(tǒng)，并對后續(xù)工藝控制參數(shù) 進行了優(yōu)化調整，形成了一種新型的氯化鉀生產(chǎn)工藝；本發(fā)明最大的優(yōu)點是用冷結晶系統(tǒng) 代替了原有的冷分解系統(tǒng)，即將冷結晶技術移植到冷分解--正浮選工藝中，實現(xiàn)了冷結 晶--反浮選工藝與冷分解--正浮選工藝的取長補短，改善了原正浮選工藝的生產(chǎn)工藝 條件，使工藝易于控制，氯化鉀回收率提高到60% ;消除了純度為90%的氯化鉀產(chǎn)品，將氯 化鉀產(chǎn)品的純度提高到93?95% ;水平帶機物料含濕量由20 %降低到15%以下，減少了 洗滌用水量；產(chǎn)品粒度增大，產(chǎn)量提高，單位產(chǎn)品能耗降低。總體來說，通過該發(fā)明克服了目 前冷分解--正浮選工藝存在的系統(tǒng)回收率低、產(chǎn)品質量不易提高、產(chǎn)品粒度細，不易脫水 和干燥缺點，氯化鉀收率的提高和產(chǎn)品品位的提升節(jié)約了礦產(chǎn)資源，且節(jié)能效果明顯，具有 廣泛推廣意義。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021] 圖1為傳統(tǒng)冷分解一正浮選工藝流程示意圖；
[0022] 圖2是本發(fā)明系統(tǒng)設備連接示意圖；
[0023] 圖3是本發(fā)明冷結晶--正浮選工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0024] 為了使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面結合附圖和具體實施例對 本發(fā)明進行詳細描述。
[0025] -種新型光鹵石生產(chǎn)氯化鉀生產(chǎn)系統(tǒng)及方法是以鹽田光鹵石礦為原料生產(chǎn)氯化 鉀產(chǎn)品的新型生產(chǎn)系統(tǒng)和工藝。
[0026] 圖2所示為本發(fā)明系統(tǒng)設備連接示意圖，一種新型光鹵石生產(chǎn)氯化鉀生產(chǎn)系統(tǒng)， 包括上礦設備、結晶設備、浮選設備、過濾設備、再漿洗滌設備、離心脫水設備、干燥包裝設 備，各設備順序連接；
[0027] 在所述上礦設備上增加破碎機，使較大的光鹵石得以破碎變小，便于結晶系統(tǒng)分 解結晶；
[0028] 同時在結晶設備中，使用本公司發(fā)明的一種新型結晶器（發(fā)明專利號：ZL2013 1 0040807. 3)代替原有的冷分解--正浮選工藝的光鹵石分解設備，冷分解--正浮選工 藝中冷分解系統(tǒng)是將光鹵石加水分解，由于關鍵設備--分解罐的構造簡單，光鹵石在分 解罐中的停留時間短，因此氯化鉀沒有足夠時間實現(xiàn)顆粒的增大，且所需的分解加水量較 大。本發(fā)明中冷結晶系統(tǒng)的關鍵設備一一新型結晶器其構造劃分為沉降區(qū)、溶解區(qū)、循環(huán)區(qū) 三個區(qū)域，在循環(huán)區(qū)上方增加了溶解區(qū)，延長了低鈉光鹵石在該區(qū)域的停留時間，使混合更 均勻、反應更充分，光鹵石達到完全分解；由于增加了沉降結晶區(qū)體積，分解后的氯化鉀有 足夠的時間在結晶區(qū)內長大；新型結晶器在內筒錐形結構下端口周圍設置的環(huán)狀母液分布 器，增大了母液和低鈉光鹵石的接觸面積，同時在噴出液體的攪拌作用下達到充分混合分 解的效果，解決了以往的結晶器未充分混合分解就由內筒上部溢流至結晶器底部的問題； 同時新型結晶器高度降低，縮短了攪拌軸，提高了攪拌機運行穩(wěn)定性，同時減去攪拌軸中間 軸承，減少故障點，增加結晶器連續(xù)運行時間，對提高單罐產(chǎn)能起到實質保證；在罐體和攪 拌機設計中采用了 CFD及FEA技術，對流動場及罐體結構進行了優(yōu)化，對分解反應區(qū)范圍做 了調整，增加分解反應區(qū)停留時間，利于分解反應充分進行，滿足光鹵石分解結晶需求。增 加了沉降結晶區(qū)體積，實際上提高了產(chǎn)量，降低了單位產(chǎn)出能耗。
[0029] -種新型光鹵石生產(chǎn)氯化鉀生產(chǎn)方法，具體工藝如下：
[0030] 上礦：鹽田曬制的光鹵石通過采收運送至原礦倉內，經(jīng)螺旋調整好上礦量輸送到 往復篩，將原礦中較大的礦塊和其他雜物篩除后進入破碎機，破碎機將原礦破碎到20mm以 下，便于結晶器的分解和結晶效果，破碎后的光鹵石礦輸送到結晶器，進行分解結晶；
[0031] 結晶：所述的破碎后的光鹵石礦與離心系統(tǒng)產(chǎn)生的精鉀母液、分解淡水同時進入 結晶器，因 KC1、NaCl、MgCl2的溶解度不同，MgCl2首先完全溶解以液相形式存在于結晶器 內，KC1繼續(xù)溶解形成KC1飽和溶液，隨著上礦量的不斷增加，KCL形成過飽和溶液析出結 晶。NaCl在液相不飽和不能析出，細小的NaCl溶解而大部分以固相顆粒形式存在。因此結 晶器內完成光鹵石的分解，同時增大氯化鉀結晶粒度；
[0032] 浮選：分解結晶后的料漿輸送至浮選系統(tǒng)的藥劑調和槽，與浮選系統(tǒng)計量加藥裝 置加入的浮選藥劑進行調和后自流進入浮選機，浮選作業(yè)采用一次粗選、二次精選、一次掃 選，經(jīng)浮選得到粗鉀料漿。其中精選泡沫產(chǎn)品自流至過濾系統(tǒng)，過濾后的濾液為高鎂母液， 進行循環(huán)用來調節(jié)精選作業(yè)濃度，其余通過尾礦送至尾鹽池；
[0033] 過濾、再漿洗滌、離心脫水：所述的來自浮選系統(tǒng)的粗鉀料漿經(jīng)過濾系統(tǒng)的水平帶 機脫除高鎂母液后，加淡水至再漿洗滌系統(tǒng)的洗滌攪拌槽內，除去吸附的氯化鎂及其中的 氯化鈉。洗滌后的料漿用離心機脫除洗滌母液（精鉀母液），成為精鉀，將其送至干燥系統(tǒng) 干燥。精鉀母液自流至精鉀母液槽后用泵送至結晶器回收和代替一部分淡水分解光鹵石 礦；
[0034] 干燥、包裝：所述的來自離心機脫水后的精鉀由皮帶輸送至轉筒干燥機，在干燥機 內通過燃燒的熱風進行干燥。干燥后的產(chǎn)品通過皮帶輸送機運輸至包裝機進行包裝。
[0035] 以上工藝流程見附圖3。
[0036] 冷結晶--正浮選工藝與冷分解--正浮選工藝比較，光鹵石經(jīng)過破碎與精鉀母 液、分解淡水同時進入結晶器導流區(qū)，在控制好礦量、加水量、底流流量、攪拌頻率的情況 下，利于改善生產(chǎn)工藝條件，增大產(chǎn)品KC1粒度；可使分解能力得到有效增大，提高分解氯 化鉀收率；隨著KC1粒度的增大，浮選三相界面更穩(wěn)定，選別效果明顯，在提高浮選作業(yè)指 標的同時，提高了鉀收率。KC1粒度的增大，利于水平帶機和離心機脫水，含濕量相對減少， 減輕洗滌的難度，可使干燥成本降低，產(chǎn)品指標易于控制，單位產(chǎn)品能耗降低。
【權利要求】
1. 一種新型光鹵石生產(chǎn)氯化鉀生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，包括加礦設備、結晶設備、浮選 設備、過濾設備、再漿洗滌設備、離心脫水設備、干燥包裝設備，各設備順序連接；在所述加 礦設備上增加破碎機，便于結晶系統(tǒng)分解結晶；同時在所述結晶設備中，使用本公司發(fā)明的 一種新型結晶器代替原有的冷分解一正浮選工藝的光鹵石分解設備。
2. 根據(jù)權利要求1所述新型光鹵石生產(chǎn)氯化鉀生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述新型結晶 器的構造劃分為沉降區(qū)、溶解區(qū)、循環(huán)區(qū)三個區(qū)域，在循環(huán)區(qū)上方增加了溶解區(qū)，延長了低 鈉光鹵石在該區(qū)域的停留時間，使混合更均勻、反應更充分，光鹵石達到完全分解；增加了 沉降結晶區(qū)體積，分解后的氯化鉀有足夠的時間在結晶區(qū)內長大；新型結晶器在內筒錐形 結構下端口周圍設置的環(huán)狀母液分布器，增大了母液和低鈉光鹵石的接觸面積，同時在噴 出液體的攪拌作用下達到充分混合分解的效果，解決了以往的結晶器未充分混合分解就由 內筒上部溢流至結晶器底部的問題；同時新型結晶器高度降低，縮短了攪拌軸，提高了攪拌 機運行穩(wěn)定性，同時減去攪拌軸中間軸承，減少故障點，增加結晶器連續(xù)運行時間，對提高 單罐產(chǎn)能起到實質保證；在罐體和攪拌機設計中采用了 CFD及FEA技術，對流動場及罐體結 構進行了優(yōu)化，對分解反應區(qū)范圍做了調整，增加分解反應區(qū)停留時間，利于分解反應充分 進行，滿足光鹵石分解結晶需求。
3. -種新型光齒石生產(chǎn)氯化鉀生產(chǎn)方法，其特征在于，其具體工藝如下： 1) 加礦：鹽田曬制的光鹵石通過采收運送至原礦倉內，經(jīng)螺旋調整好上礦量輸送到往 復篩，將原礦中較大的礦塊和其他雜物篩除后進入破碎機，破碎機將原礦破碎，便于結晶器 的分解和結晶效果，破碎后的光鹵石礦輸送到結晶器，進行分解結晶； 2) 結晶：所述的破碎后的光鹵石礦與離心系統(tǒng)產(chǎn)生的精鉀母液、分解淡水同時進入結 晶器，因 KCl、NaCl、MgCl2的溶解度不同，MgCl2首先完全溶解以液相形式存在于結晶器內， KC1繼續(xù)溶解形成KC1飽和溶液，隨著加礦量的不斷增加，KCL形成過飽和溶液析出結晶； NaCl在液相不飽和不能析出，細小的NaCl溶解而大部分以固相顆粒形式存在，因此結晶器 內完成光鹵石的分解，同時增大氯化鉀結晶粒度； 3) 浮選：分解結晶后的料漿輸送至浮選系統(tǒng)的藥劑調和槽，與浮選系統(tǒng)計量加藥裝置 加入的浮選藥劑進行調和后自流進入浮選機，浮選作業(yè)采用一次粗選、二次精選、一次掃 選，經(jīng)浮選得到粗鉀料漿。其中精選泡沫產(chǎn)品自流至過濾系統(tǒng)，過濾后的濾液為高鎂母液， 進行循環(huán)用來調節(jié)精選作業(yè)濃度，其余通過尾礦送至尾鹽池； 4) 過濾、再漿洗滌、離心脫水：所述的來自浮選系統(tǒng)的粗鉀料漿經(jīng)過濾系統(tǒng)的水平帶 機脫除高鎂母液后，加淡水至再漿洗滌系統(tǒng)的洗滌攪拌槽內，除去吸附的氯化鎂及其中的 氯化鈉；洗滌后的料漿用離心機脫除精鉀母液，成為精鉀，將其送至干燥系統(tǒng)干燥；精鉀母 液自流至精鉀母液槽后用泵送至結晶器回收和代替一部分淡水分解光鹵石礦； 5) 干燥、包裝：所述的來自離心機脫水后的精鉀由皮帶輸送至轉筒干燥機，在干燥機 內通過燃燒的熱風進行干燥；干燥后的產(chǎn)品通過皮帶輸送機運輸至包裝機進行包裝。
【文檔編號】C01D3/08GK104058428SQ201410326545
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月10日 優(yōu)先權日:2014年7月10日
【發(fā)明者】李小松, 王興富, 謝康民, 李樹民, 任紅偉, 許振琪, 李輝林, 劉星明, 譚忠德, 王全軍, 劉安花 申請人:青海鹽湖工業(yè)股份有限公司