专利名称：利用高原硫酸盐型盐湖卤水制备单一形式钾盐矿的方法
技术领域：
本发明涉及硫酸盐型盐湖卤水的开发利用工艺，尤其涉一种利用高原硫酸盐型盐湖卤水制备单一形式钾盐矿的方法。
背景技术：
我国有千余个大小不等的盐湖，主要分布于我国西南部的青藏高原，北部的内蒙古高原及西北部内陆新疆地区。我国钾的储量98%产于盐湖之中，然而我国又是个贫钾之国，因此，盐湖钾盐的研究与开发成为国家一项重要的科学计划之一。传统的硫酸盐型(硫酸钠亚型和硫酸镁亚型)盐湖卤水中，由于硫酸根的大量存在，在天然析盐的过程中，通常的结晶路线依次是:少量石膏一氯化钠一氯化钠+氯化钾一氯化钠+钾混盐一氯化钠+钾混盐+硫酸镁一氯化镁+硫酸锂钾一氯化镁+硫酸锂钾+硼酸盐。按此结晶路线，在钾混盐阶段，可能的钾盐有硫酸钾、光卤石、软钾镁矾(钾镁矾)、钾盐镁矾和硫酸锂钾等，这些混合盐中钾品位富集到较高程度非常困难，即，钾元素以简单钾盐矿物形式被分离非常困难。特别是对于缺乏化工加工条件的盐湖地区，利用硫酸盐型盐湖卤水制备单一形式钾盐矿，生产难度较大，生产成本较高。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种充分利用高原盐湖地区自然能、利用硫酸盐型盐湖卤水制备单一形式钾盐矿的方法。
一种利用高原硫酸盐型盐湖卤水制备单一形式钾盐矿的方法，其包括步骤:第一步，将高原硫酸盐型盐湖原始卤水导入预晒池进行蒸发，通过控制卤水的进水量调节卤水中的钠离子和硫酸根离子的含量，使卤水中钠离子的浓度至氯化钠饱和状态，且硫酸根离子的浓度为5g/L 25g/L ；第二步，将第一步所得到的卤水导入芒硝池，在高原冬季的温度环境下进行冷冻析出芒硝，当齒水中硫酸根尚子的含量为lg/L 7g/L时进行固液分尚；第三步，将第二步中析出芒硝后的卤水在春夏季进行蒸发处理析出氯化钠，当开始析出钾盐时进行固液分离；第四步，对第三步中析出氯化钠后的卤水在夏秋季进行蒸发处理，从而析出单一形式的钾盐矿。可选地，所述高原硫酸盐型盐湖原始卤水的组成为=B2O3为0.1 3g/L，Li为0.1 2g/L，K 为 I 25g/L，Na 为 10 120g/L，Mg 为 10 120g/L，SO广为 I 40g/L，Br 为 0.01 0.50g/L, Cl 为 90 300g/L。可选地，所述第二步中，在高原冬季的温度环境下，卤水的温度为-30°C 0°C的条件下进行冷冻析出芒硝，固液分离后的卤水中硫酸根离子的含量减少70%以上。可选地，所述第二步中，在高原冬季的温度环境下，卤水的温度为-30°C -20°C的条件下进行冷冻析出芒硝，固液分离后的卤水中硫酸根离子的含量减少90%以上。
可选地，所述高原春夏季的温度环境下，卤水的温度为0°C 40°C。可选地，所述第四步中钾盐矿包括钾石盐和光卤石。可选地，所述第四步中的蒸发处理包括步骤:首先，将所述析出氯化钠后的卤水导入氯化钾池中蒸发析出钾石盐，当开始析出水氯镁石时进行固液分离；其次，将析出氯化钾后的卤水导入光卤石池中进行蒸发，析出光卤石。可选地，将所述析出的光卤石和水充分反应制备氯化钾。可选地，将所述析出的光卤石采用冷分解-冷结晶工艺提取氯化钾。可选地，将所述钾石盐和水混合，利用温差、蒸发获得氯化钾。与现有技术相比，本发明具 有以下优点:首先，本发明整个工艺流程中，利用盐湖地区天然的温度条件，对天然硫酸盐型盐湖卤水中有益元素进行富集分离，无需额外添加化学物质，环保无污染；且充分利用天然温度条件，大大降低生产成本。其次，在预晒蒸发过程中，控制卤水中钠离子的浓度至氯化钠饱和状态，且硫酸根离子的浓度为5g/L 25g/L，对后续冻硝具有关键作用。再次，在冻硝步骤中，控制卤水中硫酸根浓度在lg/L 7g/L范围内，对后续单一形式钾盐矿的制备具有关键的作用。最后，本发明得到的单一形式钾盐矿主要包括钾石盐和光卤石，均可就地利用河水或淡卤水，温差条件，进行处理制备氯化钾产品。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方案，对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方案仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明提供的利用高原硫酸盐型盐湖卤水制备单一形式钾盐矿的方法，其分步详细说明如下:第一步:将高原硫酸盐型盐湖原始卤水导入预晒池进行蒸发，通过控制卤水的进水量调节卤水中的钠离子和硫酸根离子的含量，使卤水中钠离子的浓度至氯化钠饱和状态，且硫酸根离子的浓度为5g/L 25g/L。本发明所用的高原硫酸盐型盐湖卤水可以为任一世界高原硫酸盐型盐湖卤水，例如青藏高原、安第斯高原等，只要所用硫酸盐型盐湖卤水的组成满足下表一中所述的组成即可。表一
权利要求
1.一种利用高原硫酸盐型盐湖卤水制备单一形式钾盐矿的方法，其包括以下步骤: 第一步，将高原硫酸盐型盐湖原始卤水导入预晒池进行蒸发，通过控制卤水的进水量调节卤水中的钠离子和硫酸根离子的含量，使卤水中钠离子的浓度至氯化钠饱和状态，且硫酸根离子的浓度为5g/L 25g/L ； 第二步，将第一步所得到的卤水导入芒硝池，在高原冬季的温度环境下进行冷冻析出芒硝，当齒水中硫酸根尚子的含量为lg/L 7g/L时进行固液分尚； 第三步，将第二步中析出芒硝后的卤水在春夏季进行蒸发处理析出氯化钠，当开始析出钾盐时进行固液分离； 第四步，对第三步中析出氯化钠后的卤水在夏秋季进行蒸发处理，从而析出单一形式的钾盐矿。
2.如权利要求1 所述的方法，其特征在于:所述高原硫酸盐型盐湖原始卤水的组成为:BaO3 为 0.1 3g/L, Li 为 0.1 2g/L, K 为 I 25g/L, Na 为 10 120g/L, Mg 为 10 120g/L, SO广为 I 40g/L，Br 为 0.01 0.50g/L, Cl 为 90 300g/L。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述第二步中，在高原冬季的温度环境下，卤水的温度为-30°C 0°C的条件下进行冷冻析出芒硝。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于:所述第二步中，在高原冬季的温度环境下，卤水的温度为-30°C _20°C的条件下进行冷冻析出芒硝，固液分离后的卤水中硫酸根离子的含量减少90%以上。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述高原春夏季的温度环境下，卤水的温度为0°C 40°C时进行蒸发处理析出氯化钠。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述第四步中钾盐矿包括钾石盐和光卤石。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于:所述第四步中的蒸发处理包括步骤:首先，将所述析出氯化钠后的卤水导入氯化钾池中蒸发析出钾石盐，当开始析出水氯镁石时进行固液分离；其次，将析出氯化钾后的卤水导入光卤石池中进行蒸发，析出光卤石。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于:将所述析出的光卤石和水充分反应制备氯化钾。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于:将所述析出的光卤石采用冷分解-冷结晶工艺提取氯化钾。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于:将所述钾石盐和水混合，利用温差、蒸发获得氯化钾。
全文摘要
一种利用高原硫酸盐型盐湖卤水制备单一形式钾盐矿的方法，其包括步骤第一步，将高原硫酸盐型盐湖卤水导入预晒池，调节钠离子的浓度至氯化钠饱和状态；第二步，将上述氯化钠饱和状态的卤水导入芒硝池，在冬季进行冷冻处理，析出芒硝；第三步，将第二步中析出芒硝后的卤水在高原春夏季的温度环境下进行蒸发处理析出氯化钠；第四步，对第三步中析出氯化钠后的卤水进行蒸发处理，从而析出单一形式的钾盐矿。
文档编号C01D5/00GK103204520SQ20131012879
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月11日 优先权日2012年10月18日
发明者李武, 董亚萍, 乔弘志, 孟庆芬, 边绍菊, 刘鑫, 高丹丹, 唐梓, 于洪, 肖树阳, 彭娇玉 申请人:中国科学院青海盐湖研究所, 西藏阿里旭升盐湖资源开发有限公司