从水溶液沉淀光卤石的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通常从水溶液且具体地从天然或工业盐水沉淀光卤石的方法。
【背景技术】
[0002]光卤石是蒸发岩矿物，其为具有式KMgCl3.6 (H2O)的水合氯化钾镁。光卤石通常以海洋蒸发岩沉积物形式形成，其中海水已浓缩并且暴露于长时间蒸发。
[0003]光齒石与其他钾和镁蒸发矿物(例如钾石盐、钾盐镁巩、软钾镁巩、杂齒石和硫酸镁石)一起沉淀。其通常为块状到纤维状且具有极少的假六边形斜方晶体。该矿物具有潮解性(从周围空气吸收水分)并且样品必须存储于气密性容器中。光卤石是氯化钾(在本文中也称为“KC1”或“苛性钾(Potash)”)的重要来源，为用于产生合成肥料的极宝贵来源。
[0004]光卤石可从源自地下源或源自盐湖的天然盐水提取。举例来说，US2011/0123420A1涉及一种制备光卤石的方法。
[0005]天然盐水可在蒸发池中沉淀光卤石，其中然后收获该光卤石并送到工业设备中进行处理。
[0006]需要在这些设备中进一步处理光卤石以提取KCl，在这些过程期间，一些光卤石发生溶解产生副产物，还称为工业盐水。通常将工业盐水送回以在池中再沉淀光卤石。
[0007]然而，将工业盐水送回以再沉淀具有若干缺点，这是因为这些盐水发生渗流，其含量并不完全适合池盐水(由此稀释池溶液)并且其需要进行再收获。
【发明内容】
[0008]在一些说明性实施例中，提供一种从水溶液(例如天然或工业盐水)提取光卤石的方法。
[0009]在一些说明性实施例中，该方法可用于增加光卤石生产工艺的产率，其中出于再收获目的将工业盐水送回蒸发池(“池”)。
[0010]根据一些实施例，该方法可包含盐水(例如至少含有KC1、MgCl2的盐水)的多阶段蒸发以使得能够沉淀固体光卤石。
[0011]根据一些实施例，该方法可包含使用多个蒸发器、闪蒸室、冷却蒸发器和任选地盐水混合物以改良光卤石的沉淀。根据一些实施例，本文所描述的方法可避免或减小从返回池的溶解溶液(工业盐水)再收获光卤石的需要。
[0012]根据本文所描述的一些实施例，本发明方法可(例如)通过增加生产中的光卤石产率来增加苛性钾生产操作的产率、效率和灵活性。本发明方法旨在将工业盐水保持在设备中，其中其可经历重结晶，由此减小在渗流中损失的风险，且避免再收获盐水的需要和稀释池的风险。
【附图说明】
[0013]将从下文所给出的详细描述和附图全面地理解本发明，这些描述仅以阐释和实例方式给出，并且由此并不以任何方式加以限制，其中:
[0014]图1显示描述根据本发明的一些实施例的方法的流程图，所述方法利用具有压缩器和间接冷凝器的多阶段蒸发器；
[0015]图2和3显示描述根据本发明的一些实施例的用于沉淀光卤石的方法的流程图，所述方法利用在最后进行盐水混合的闪蒸冷凝器系列且利用一个或多个冷却蒸发器。
【具体实施方式】
[0016]在一些说明性实施例中，提供一种从水溶液(例如天然或工业盐水)提取光卤石的方法。
[0017]根据一些实施例，该方法可包含盐水(例如至少含有KC1、MgCl2的盐水)的多阶段蒸发以使得能够沉淀固体光卤石。
[0018]根据一些实施例，该方法可包含使用多个蒸发器、闪蒸室、冷却蒸发器和任选地盐水混合物以改良光卤石的沉淀。根据本发明的一些说明性实施例，该方法可包含使用多阶段蒸发器蒸发天然和/或工业盐水(“一种或多种源盐水”)。
[0019]适宜蒸发器可包含但不限于自然/强制循环蒸发器、降膜蒸发器、升膜(长管垂直)蒸发器、升膜和降膜板式蒸发器、多效蒸发器和诸如此类。
[0020]在一些说明性实施例中，该方法可包括使用一个或多个热交换器。根据一些实施例，热交换器可包含经构造用于从一种介质热转移到另一介质的任一适宜设备，包含(例如)管壳式热交换器、板式热交换器、板壳式热交换器、绝热轮式热交换器、板翅式热交换器、枕板式热交换器、流体热交换器、余热回收单元、动态刮面式热交换器、相变热交换器和诸如此类。
[0021]在一些说明性实施例中，该方法可包括使用一个或多个闪蒸室(还称为闪蒸阱或闪蒸器)。根据一些实施例，闪蒸室可包含任一在低压下操作的适宜分离器，其中将来自较高压器皿的液体闪蒸到该分离器中。
[0022]在一些说明性实施例中，该方法可包括使用一个或多个增稠器。根据一些实施例，该增稠器可包含任一经配置使得能够分离至少两种组份(悬浮液或干燥粒状混合物)的适宜装置，其中(例如)在混合物组份具有不同比重时，用重力来分离这些组份非常实用。在一些说明性实施例中，该方法可包括使用一个或多个压缩器。根据一些实施例，该压缩器可包含任一通过减小气体体积来增加其压力的适宜机械装置，包含(例如)全密封、开放或半密封压缩器、离心压缩器、斜流式或混合流压缩器、轴流式压缩器、往复式压缩器、旋转螺旋压缩器、旋转叶片式压缩器、涡旋压缩器、隔膜压缩器、气泡式压缩器和诸如此类。在一些说明性实施例中，该方法可包括使用一个或多个冷凝器。根据一些实施例，该冷凝器可包含任一用于将一种物质从其气态冷凝到其液态的适宜装置或单元，包含(例如)表面冷凝器、直接接触式冷凝器和诸如此类。
[0023]在一些说明性实施例中，该方法可包括一个或多个打算在整个方法期间保存和/或“再循环”能量的阶段。举例来说，根据一些实施例，该方法可包含η个蒸发器和η个热交换器，其中来自第η个蒸发器(除系列中的最后一个外)的蒸气可加热第(η+1)个热蒸发器单元和第(Ν-η-1)个热交换器单元中的溶液。
[0024]本发明方法的能量保存性质的另一实例可包含将天然盐水(也就是光卤石溶液)转移穿过冷凝器以有助于将蒸气冷凝为水的过程，其中该光卤石溶液吸收热量，并且在倾倒回蒸发池时可促进蒸发过程。
[0025]实例1-
[0026]现参照图1，其描绘了描述根据本发明的一些实施例的方法的流程图，所述方法利用具有压缩器和间接冷凝器的多阶段蒸发器。
[0027]如图1中所展示，本发明方法可包含将源盐水(在本文中还称为“F1溶液”和/或“F2溶液”和/或“溶液”)例如以4，148吨/小时的速率并且在30°C的温度下供给到热交换器(HE)IlO中，并且另外将该溶液栗送到一系列蒸发器112、114、116和118中。该溶液以4，148吨/小时的速率并且在117°C的温度下离开蒸发器118，并且将其供给到一系列蒸发器 120、122、124、126 和 128 中。
[0028]在2个绝对大气压(ATA)和120°C下向蒸发器120供应来自来自发电站的蒸汽且向HE 118和蒸发器120 二者供应蒸汽，从而在蒸发器120中引起水(蒸气)从溶液蒸发。
[0029]将来自蒸发器120的溶液转移到蒸发器122中，其中来自蒸发器122的蒸气预加热HE 114和蒸发器122中的溶液。
[0030]将来自蒸发器122的溶液转移到蒸发器124中，其中来自蒸发器124的蒸气预加热HE 112和蒸发器124中的溶液。
[0031]将来自蒸发器124的溶液转移到蒸发器126中，其中来自蒸发器124的蒸气预加热HE 110和蒸发器126中的溶液。
[0032]该方法还可包含使用3个闪蒸器(未展示于图中)，其中第一闪蒸器将来自蒸发器122和HE 116的浓缩物的温度从98°C降到78°C。第二闪蒸器将来自蒸发器122和124和HE 116和114的浓缩物的温度降到56°C。第三闪蒸器将来自蒸发器122、124和126和HE116、114和112的浓缩物的温度降到35.6°C。
[0033]将来自蒸发器126的溶液转移到蒸发器128中，其中蒸发器128产生两种不同结果:
[0034]1.将来自蒸发器128的蒸气供给到压缩器130中，且以218吨/小时的速率和600C的温度离开压缩器130，压缩到160托，供给到冷凝器132中，且进一步用于加热可通过冷凝器132的光卤石盐水(CB)溶液。
[0035]例如通过单独管将CB传送穿过冷凝器132且并不与冷凝器132中的蒸气接触。