一种用含钾盐镁矾钾混盐制取硫酸钾的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用含钾盐镁矾钾混盐制取硫酸钾的方法，特别涉及一种含有钾盐 镁矾混合矿与氯化钾转化制取硫酸钾的方法。
【背景技术】
[0002] 钾肥是农业三大基础肥料（氮磷钾）之一，中国目前缺钾耕地面积占耕地总面积 的60%，缺钾严重地影响了农作物产量和品质。中国是世界钾肥第一消费国，据中国无机盐 工业协会统计，2014年中国钾肥总表观消费量达到1742万吨，比2013年增长了 19. 1%。在 中国最紧缺的7大类矿产资源中（油气、富铁矿、钾盐、铜矿、铝土矿、锰矿、铬矿)，钾盐对外 依存度非常高，2014年氯化钾国产钾肥产量达到了历史新高877万吨(折氯化钾)，进口钾 肥达到803万吨(实物)，进口依存度约50%。
[0003] 在现在技术中，中国专利CN 1321893C公开了用含钾硫酸镁亚型卤水制取硫酸钾 的方法，该方法将晒制的钾盐镁矾混盐经转化、分解和浮选得到软钾镁矾，再用软钾镁矾与 氯化钾加水转化成硫酸钾，但该法钾盐镁矾需先加水转化成软钾镁矾，再与氯化钾合成硫 酸钾，工艺过程较复杂。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足或空白，提供一种工艺流程较 简单的用含钾盐镁矾钾混盐制取硫酸钾的方法。
[0005] 本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种用含钾盐镁矾钾混盐制取硫酸钾 的方法，包括以下步骤： (1) 将含有钾盐镁矾的混合矿物，与氯化钾按一定比例配矿，然后加入适量淡水混合， 所述含钾盐镁矾的混合矿物、氯化钾与水质量比为1.0 : (0.7~0.9) : (1.5~2. 5); 所述含有钾盐镁矾的混合矿物，指含有钾盐镁矾的矿物，可为通过浮选得到的钾品位 较高的含钾盐镁矾混合矿物(包括钾盐镁矾、氯化钾和\或软钾镁矾等钾盐）； 所述淡水指含盐量< 5wt%的水； (2) 将经步骤（1)混合后的矿浆物料在35~55°C进行搅拌转化，转化时间为1~2h ; (3) 将经步骤（2)转化后的料浆固液分离，滤饼用淡水淋洗，淋洗水量为滤饼质量的 10%~20%，最后得到硫酸钾初产品；硫酸钾初产品再浆洗涤、分离、烘干得到硫酸钾产品； (4 )将步骤（3 )固液分离所得母液返回浮选系统循环利用(浮选系统是指浮洗混合矿系 统，返回的母液一部分用作洗涤混合矿物；另一部分用作选矿调浆，参与转化)。
[0006] 本发明以含有钾盐镁矾的混合矿物、氯化钾和淡水为原料，一次转化直接制取硫 酸钾，将含有钾盐镁矾的混合矿物，加入合适氯化钾和淡水，氯化钾和淡水加入量以K +、 Mg2+//Cl、S042 -H20四元体系相图作为理论指导，通过实验室试验，加入氯化钾后的混合物 组成点落在硫酸钾相区内即硫酸钾物料点、软钾镁矾和氯化钾三相饱和点连线上，加水量 根据相图理论计算后适当调整，该物料经转化分离后的固相点尽可能靠近硫酸钾相点，液 相组成点落在硫酸钾、软钾镁巩、氯化钾三相饱和点附近。
[0007] 本发明是以含钾盐镁矾混合矿和氯化钾为原料，在不同温度下，通过直接转化制 取硫酸钾。转化过程中，不需将钾盐镁矾先转化成软钾镁矾，再与氯化钾合成制取硫酸钾， 而是直接与氯化钾合成制取硫酸钾，加工生产过程中固液分离的液相即硫酸钾转化母液返 回前系统循环利用，因此，本发明工艺流程短，设备投资和运行费用低，操作简单；加工过程 无三废产生、绿色环保。所得硫酸钾粗产品质量好，钾收率高，成本低，经济效益明显。
【具体实施方式】
[0008] 以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0009]实施例1 (实施例中所述钾盐镁矾矿为中间产品，是含钾盐镁矾钾盐矿经浮选所得，一般为混合 钾盐，除含钾盐镁矾外，可能含有氯化钾、软钾镁矾、钾芒硝等其中的一种或多种；氯化钾可 以是市场上氯化钾，一般情况下为农用标准；也可以是企业生产过程中的中间产品，即光卤 石分解_浮选后得到的氯化钾产品或初产品） (1) 将含钾盐镁矾矿、氯化钾与水按质量比为1.0 : 0.84 : 2.1混合，所述含钾盐镁 矾矿物质量组成为：K+ 14. 21%，Mg2+ 8. 323%，C1 13. 99%，S042 36. 22%，Na+ 2. 115%，H20 25. 15% ； (2) 将经步骤（1)混合后的矿浆物料在35°C进行转化，转化反应时间为2h; (3) 将经步骤（2)转化后的料浆固液分离，滤饼用淡水淋洗，淋洗水量为滤饼质量的 10wt%，得到的硫酸钾初产品经再浆洗涤、分离、烘干得到硫酸钾产品；硫酸钾产品组成(质 量百分比）：K + 43. 60%，Mg2+ 0? 270%，C1 0? 883%，S042 53. 54%，Na+ 0? 068%，H20 1. 644% ;母 液(过滤分离后的母液，组成为质量百分比）组成：K+ 8. 633%，Mg2+ 2. 772%，C1 14. 47%，S042 4. 303%, Na+ 1. 119%, H20 68 . 70% ； (4) 步骤（3)中剩余母液返回浮选系统循环利用。
[0010] 本实施例所得硫酸钾产品质量达到《农业用硫酸钾》(GB 20406-2006)粉末结晶状 优等品要求。
[0011] GB20406-2006《农业用硫酸钾》国家标准修改后内容如表1所示。
[0012]
注：以水为介质的硫酸钾生产工艺方法为水盐体系法，包括硫酸盐盐湖卤水法、芒硝 法、硫铵法、缔置法、泻利盐法等。
[0013] 实施例2 (1) 将含钾盐镁矾矿、氯化钾与水按质量比为1 : 0.78 : 1.75混合，所述含钾盐镁矾 矿质量组成：K+ 16. 60%，Mg2+ 7. 008%，C1 9. 118%，S042 40. 35%，Na+ 2. 045%，H20 24. 88% ; (2) 将混合后的物料控制在40°C进行转化，转化反应时间为1. 5h ; (3) 反应后的料浆固液分离，滤饼用淡水淋洗，淋洗水量为滤饼质量的20%，得到的硫 酸钾初产品经再浆洗涤、分离、烘干得到硫酸钾产品，产品组成：K + 43. 53%，Mg2+ 0.300%， Cl 0? 791%，S042 53. 65%，Na+ 0? 043%，H20 1. 688%，母液组成：K+ 8. 585%，Mg2+ 2. 697%，Cl 14. 92%，S042 4. 166%, Na+ 1. 514%, H20 68. 12% ； (4) 母液返回浮选系统循环利用。
[0014] 本实施例所得硫酸钾产品质量达到《农业用硫酸钾》(GB 20406-2006)粉末结晶状 优等品要求。
[0015] 实施例3 (1) 将含钾盐镁矾矿、氯化钾与水按质量比为1 : 0.81 : 2. 37混合，所述含钾盐 镁矾矿物质量组成：K+ 15. 41%，Mg2+ 7. 665%，C1 11. 56%，S042 38. 28%，Na+ 2. 081%，H20 25. 015% ； (2) 将混合后的物料控制在35°C进行转化，转化反应时间为lh ; (3) 反应后的料浆固液分离，滤饼用淡水淋洗，淋洗水量为滤饼质量的10%，得到的硫 酸钾初产品经再浆洗涤、分离、烘干得到硫酸钾产品，产品组成：K + 43. 58%，Mg2+ 0.282%， Cl 0? 838%，S042 53. 62%，Na+ 0? 065%，H20 1. 613%，母液组成：K+ 8. 611%，Mg2+ 2. 720%，Cl 15. 25%，S042 4. 231%, Na+ 1. 700%, H20 6 7 . 49% ； (4) 母液返回浮选系统循环利用。
[0016] 本实施例所得硫酸钾产品质量达到《农业用硫酸钾》(GB 20406-2006)粉末结晶状 优等品要求。
[0017] 实施例4 (1)将含钾盐镁矾矿、氯化钾与水按质量比为1.0 : 0.9 : 2. 3混合，所述含钾盐镁矾 矿物组成：K+ 13. 01%，Mg2+ 8. 98%，Cl 16. 43%, S042 34. 15%,Na+2. 15%, H20 25. 28% ； (2) 将混合后的物料控制在35°C进行转化，转化反应时间为2h ; (3) 反应后的料浆固液分离，滤饼用淡水淋洗，淋洗水量为滤饼质量的15%，得到的硫 酸钾初产品经再浆洗涤、分离、烘干得到硫酸钾产品，产品组成：K + 43. 47%，Mg2+0.262%， Cl 0? 895%，S042 53. 40%，Na+0? 100%，H20 1. 868%，母液组成：K+ 8. 679%，Mg2+2. 664%，Cl 15. 02%，S0424.268%,Na+1. 635%, H20 67. 73% ； (4) 母液返回浮选系统循环利用。
[0018] 本实施例所得硫酸钾产品质量达到《农业用硫酸钾》(GB 20406-2006)粉末结晶状 优等品要求。
【主权项】
1. 一种用含钾盐镁矾钾混盐制取硫酸钾的方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 将含有钾盐镁矾的混合矿物，与氯化钾按一定比例配矿，然后加入适量淡水混合， 所述含钾盐镁矾的混合矿物、氯化钾与水质量比为1.0 : 0.7~0.9 : 1.5~2. 5; 所述淡水指含盐量< 5wt%的水； (2) 将经步骤（1)混合后的矿浆物料在35~55°C进行搅拌转化，转化时间为1~2h ; (3) 将经步骤（2)转化后的料浆固液分离，滤饼用淡水淋洗，淋洗水量为滤饼质量的 10%~20%，最后得到硫酸钾初产品；硫酸钾初产品再浆洗涤、分离、烘干得到硫酸钾产品； (4) 将步骤（3)固液分离所得母液返回浮选系统循环利用。2. 根据权利要求1所述的用含钾盐镁矾钾混盐制取硫酸钾的方法，其特征在于，步骤 (1)中，所述含有钾盐镁矾的混合矿物，为通过浮选得到的含钾盐镁矾混合矿物。3. 根据权利要求2所述的用含钾盐镁矾钾混盐制取硫酸钾的方法，其特征在于，所述 浮选得到的含钾盐镁矾混合矿物包括钾盐镁矾、氯化钾和\或软钾镁矾。
【专利摘要】一种用含钾盐镁矾钾混盐制取硫酸钾的方法，包括以下步骤：（1）将含有钾盐镁矾的混合矿物，与氯化钾按一定比例配矿，然后加入适量淡水混合；（2）将经步骤（1）混合后的矿浆物料在35～55℃进行搅拌转化，转化时间为1～2h；（3）将经步骤（2）转化后的料浆固液分离，滤饼用淡水淋洗，淋洗水量为滤饼质量的10%～20%；（4）将固液分离所得母液返回浮选系统循环利用。本发明工艺流程短，设备投资和运行费用低，操作简单；加工过程无三废产生、绿色环保。所得硫酸钾粗产品质量好，钾收率高，成本低，经济效益明显。
【IPC分类】C01D5/10
【公开号】CN105036157
【申请号】CN201510446163
【发明人】李昱昀, 谭之海, 汤建良, 郑贤福, 甘顺鹏, 夏适, 高文远, 孙成高, 杨三妹, 邹娟, 罗稳
【申请人】化工部长沙设计研究院
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月28日