专利名称：热溶结晶法从钾混盐生产大颗粒高品位软钾镁矾新工艺的制作方法
技术领域：
本发明属盐化工技术领域，尤其涉及一种利用含钾硫酸镁亚型卤水晒制的 钾混盐制取高品位、大粒径的软钾镁矾的方法。适用于从含钾硫酸镁亚型卤水、 海盐苦卤、湖盐和井盐卤水等原料来制取高纯度软钾镁矾。二、 背景技术从含钾硫酸镁亚型卤水经过晒制所得到的钾混盐，主要是由钾石盐、光卤 石、钾盐镁矾、软钾镁矾、石盐、泻利盐等多种矿物组成的混合物。从硫酸盐型盐湖卤水制取软钾镁矾的方法较多，但实现工业化的主要有以 F几类(1)浮选法用浮选药剂将氛化钠脱除，或将软钾镁矾选出，水溶除 氣化镁；(2)机械脱钠利用氯化钠比新生成的软钾镁矾颗粒更大的原理，用 筛分法去除大部分氯化钠，水溶除氯化镁和氯化钠。(3)盐田法在盐田中加 大量的水将钾混盐溶解，再在低温下冷却结晶。但现行所有的方法所得到的软钾镁矾都是细粉状的产品，粒度一般为O.lmm，.品位-般不超过98%，杂质较多。钾的一次性回收率在40至60%之间。三、 发明内容本工艺提供 种生产粒设大、品位高，质量好的软钾镁矾产品的方法，工 艺简单。钾的单次回收率在60至80%之间。本发明是通过如卜'步骤来实现的 ①湿磨工段原料钾混盐矿，按重量比组成如卜':K' 5 11%， Mg24 5 8. 5%， Na+5 8%,S042— 15 25%， CI 25 30%， H20 2 5 40%，原料钾混盐矿首先与来自加水 转化工段的母液进行湿磨，粉碎至一定目数，如40目(或60目或80目或100目)以下，固液分离，本工段多余母液浓密沉降后去盐田滩晒回收，固料为洗涤钾混盐。在湿磨过程，钾混盐原矿中游离氯化镁溶解于液相、母液中钾盐析出，此工段固料中钾的回收率在110%左右，钾的品位一般可上升2 个百分点以上。②加水转化工段甩干后的固料在搅拌情况下加入来自筛分 洗涤工段的钠盐洗涤水，另加部分热水，总加水量在原矿量的10 50%，温 度控制在20 5(TC，保证一定的反应时间，使钾混盐中光卤石、钾盐镁矾等 化合物分解完全，离心固液分离，母液去湿磨工段，固料为含钠的粗软钾镁 矾，含氯化镁在1.5%以下，含氯化钠在20 30%。③热溶工段将含钠的粗 软钾镁矾与冷却结晶循环母液混合，进行热溶重结晶，母液量为粗软钾镁矾 的0.5 2倍，加热到75 9(TC，不溶物为钠盐，与冷却结晶后的筛下钠盐 料浆合并处理。④冷却工段将热母液加入到特制结构的冷却结晶器中，加 入复合助长剂及变性剂，使氯化钠不长大，软钾镁矾能快速长大，冷却降温，控制温度越低越好，结晶器按一定流量放料。⑤筛分洗涤工段冷却结晶后的矿浆用一定目数(如20目)的筛子筛分，筛上物为软钾镁矾，粒径一般大 于3mm，干基品位99%，烘干即为产品；筛下为钠盐料浆，与热溶化解后的 钠盐料浆合并后浓密，清母液返回去重新热溶化解粗软钾镁矾，浓料浆加适 量的水洗涤，离心或沉降固液分离，固料中主要成份为氯化钠，弃去，洗涤 水去加水转化工段。 本工艺的技术核心是加水将氯化镁以液相排出，而在冷却结晶过程中加入 复合助长剂，使氯化钠晶体不长大，软钾镁矾晶体能快速长大，在保证物料停 留时间45分钟以上时，即可得到粒径3mm以上的大颗粒软钾镁矾晶体，最长 可得到10mm的大晶体。最终通过筛分法，很容易将大颗粒软钾镁矾晶体和细 小的钠盐分离。现有其它一些工艺是采用浮选法或加水洗涤法脱除氯化钠，由于本工艺中 钠盐是以固相形式脱除，本工艺钾的单次回收率较高，根据钾混盐品位的高低和质量的不同，采用一定的操作方法，从钾混盐计，钾的单次回收率在60到80% 之间，最高达到85%以上。而同时加入各种变性剂，可得到不同形状的软钾镁 矾产品，如斜四方体、正方形、长柱状、短柱状、长方薄片状、菱方厚片状等等。本工艺技术也适用于海盐苦^、湖盐和井盐卤水等制取高纯度软钾镁矾生 产过程。凡组成属K4 、 Na+ 、 Mg2i〃S0 、 Cl —H20五元水盐体系，中间或最 终产品为软钾镁矾的，均可应别本技术，尤其是海盐苦卤化工中采用蒸发法生 产软钾镁矾，更能得到高质量的软钾镁矾，从而进一步得到高纯硫酸钾。所用 的各种助长剂、改善剂、抑制剂和变性剂均由长沙市雨花区正化化工科技有限 公司研制生产。本发明实验室小试从2002年2月开始，从含钠低镁粗软钾镁矾生产大颗粒 高纯度软钾镁矾已完成年产3000吨中试。并已完成以高纯度大颗粒软钾镁矾为 原料，年产500吨99.5%高品位硫酸钾的中试。四
说明书附图是本发明从钾混盐生产大颗粒高品位软钾镁矾工艺流程原理图。五具体实施例方式某盐湖卤水晒制的钾混盐1000g，折合含氯化钠16%,氯化镁12%,硫酸 镁8%，软钾镁矶32%，水30%，总质量组份为98%。加入上次反应过程得到的 洗涤母液调浆后粉碎至80目以下，固液分离，多余母液弃去，固料洗涤钾混盐 中折合含氯化镁7%;在固料中加入钠盐洗涤水，并补加一定量的热水，搅拌一定时间，固液分离，母液作下次粉碎原料调浆用，固料为含钠20%的粗软钾镁 矾；粗软钾镁矾与冷却结晶循环母液混合，加热到75 90。C，不溶物为钠盐， 倾倒法将固液分离，在热母液中加入复合助长剂30g，自然降温冷却至20°C， 用20目筛子对料浆进行筛分，筛上大颗粒固料用离心机甩干，即得到组成为96% 的湿软钾镁矾产品213g;筛下料桨固液分离，液体作下次热溶循环母液用，固 体与热溶时不溶物合并，用少量的水搅拌洗涤，固液分离，液体洗涤水留作下 次生产加水转化用，固体为钠盐。本次实验钾的回收率为64%。
权利要求
1. 一种热溶结晶法从钾混盐生产大颗粒高品位软钾镁矾新工艺，其特征在于包括以下步骤①湿磨工段原料钾混盐矿首先与来自加热转化工段的母液进行湿磨，粉碎至一定目数，如40目(或60目或80目或100目)以下，固液分离，本工段多余母液浓密沉降后去盐田滩晒回收。②加水转化工段甩干后的固料在搅拌情况下加入来自筛分洗涤工段的钠盐洗涤水，另加部分热水，总加水量在原矿量的10～50％，温度控制在20～50℃，保证一定的反应时间，使钾混盐中光卤石、钾盐镁矾等化合物分解完全，离心固液分离，母液去湿磨工段，固料为含钠的粗软钾镁矾。③热溶工段将含钠的粗软钾镁矾与冷却结晶循环母液混合，进行热溶重结晶，母液量为粗软钾镁矾的0.5～2倍，加热到75～90℃，不溶物为钠盐及泥沙杂质，与冷却结晶后的筛下钠盐料浆合并处理。④冷却工段将热母液加入到特制结构的冷却结晶器中，加入复合助长剂及变性剂，使氯化钠不长大，软钾镁矾能快速长大，冷却降温，控制温度越低越好，物料结晶停留时间在一小时左右，结晶器按一定流量放料。⑤筛分洗涤工段冷却结晶后的矿浆用一定目数(如20目)的筛子筛分，筛上物为软钾镁矾，粒径一般大于3mm，烘干即为产品，干基品位99％；筛下为钠盐料浆，与热溶化解后的不溶物钠盐料浆合并后浓密，清母液返回去重新热溶化解粗软钾镁矾，浓料浆加适量的水洗涤，离心或沉降法固液分离，固料中主要成份为氯化钠，弃去，洗涤水去加热转化工段。
2、 根据权利要求l所述的热溶结晶法从钾混盐生产大颗粒高品位软钾镁矾 新工艺，其特征在于湿磨工段加入来自加水转化工段的母液进行湿磨， 一方面 是把钾混盐磨细的过程， 一方面是钾混盐中游离氯化镁溶解、母液中钾盐析出 回收的过程。
3、 根据权利要求l所述的热溶结晶法从钾混盐生产大颗粒高品位软钾镁矾 新工艺，其特征在于将甩干后的钾混盐固料搅拌下加水，总加水量在原矿量的 10 50%，温度20 5(TC。保证一定的反应时间，使钾混盐中光卤石、钾盐镁 矾等化合物分解完全，离心甩干后得到含钠的粗软钾镁矾。
4、 据权利要求l所述的热溶结晶法从钾混盐生产大颗粒高品位软钾镁矾新 工艺，其特征在于将含钠的粗软钾镁矾与冷结晶循环母液混合，母液量为粗软 钾镁矾的0.5 2倍，加热到75 9(TC，分离出不溶物钠盐。
5、 根据权利要求l所述的热溶结晶法从钾混盐生产大颗粒高品位软钾镁矾 新工艺，其特征在于冷却结晶时加入少量复合助长剂，复合助长剂由助长剂、 晶体改善剂和抑制剂组成，使在冷却结晶过程中氯化钠不长大，软钾镁矾能快 速长大，物料结晶在结晶器内停留时间在一小时左右。
6、 根据权利要求l所述的热溶结晶法从钾混盐生产大颗粒高品位软钾镁矾 新工艺，其特征在于冷却结晶时所加入的助长剂为以下几种物料之一硬脂酸 盐、季胺盐、烷基苯磺酸盐、垸基硫酸盐、油酸盐、吐温。
7、 根据权利要求1所述的热溶结晶法从钾混盐生产大颗粒高品位软钾镁矾 新工艺，其特征在于冷却结晶过程中加入晶体改善剂和抑制剂，晶体改善剂为 以下几种物料之一磷酸三钠、磷酸氢二钠、硼砂、碳酸钾、焦亚硫酸盐、二 甲苯等，抑制剂为以下几种物料之一盐酸十八胺、垸基硫代碳酸盐、司盘、脂肪醇。
8、 根据权利要求l所述的热溶结晶法从钾混盐生产大颗粒高品位软钾镁矾新工艺，其特征在于冷却结晶过程中加入不同的变性剂，可以得到不同形状的 产品，如短柱状、长方片状、菱方厚片状、长柱状、斜四方体等。
9、 根据权利要求l所述的热溶结晶法从钾混盐生产大颗粒高品位软钾镁矾新工艺，其特征在于冷却结晶后的矿浆用一定目数的筛子筛分，筛上物为软钾镁矾，粒径一般大于3mm;筛下为钠盐料浆，固液分离，固料中主要成份为氯 化钠，弃去。
10、 根据权利要求l所述的热溶结晶法从钾混盐生产大颗粒高品位软钾镁矾 新工艺，其特征在于在整个反应过程中，氯化镁以液相排出，钠盐可以以固相 形式存在，不影响软钾镁矾晶体的长大，因为钠盐粒径远比产品软钾镁矾小， 很容易被分离出去。
全文摘要
本发明涉及从含钾硫酸镁亚型卤水、海盐苦卤、湖盐和井盐卤水等原料中制取高纯度软钾镁矾，属盐化工领域。工艺特征为湿磨粉碎钾混盐脱除游离的氯化镁，加水分解含钾化合物，溶解去除氯化镁，得含钠的粗软钾镁矾，再在加入复合助长剂及变性剂的条件下采用热溶重结晶法得到大颗粒软钾镁矾，同时分离出钠盐。新工艺采用结晶的方法，液相脱除氯化镁，固相筛分去除钠盐，为从钾混盐制取软钾镁矾，开创了一个新的思路。钾的单次回收率高于目前已知的各种工艺方法，产品品位可达99.5％，产品质量世界最好。并且制得的大颗粒软钾镁矾纯度很高，可作为生产高纯硫酸钾的原料。
文档编号C01D5/12GK101229923SQ20071003429
公开日2008年7月30日 申请日期2007年1月22日 优先权日2007年1月22日
发明者李正华, 潘向东 申请人:潘向东;李正华