專利名稱：從含低品位鉀的硫酸鹽亞型鹽湖礦中獲得氯化鉀的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氯化鉀生產(chǎn)方法，尤其涉及從含低品位鉀的硫酸鹽亞型鹽湖礦中獲得氯化鉀的方法。
背景技術(shù)：
察爾汗鹽湖為我國(guó)最大的氯化物型鹽湖，基本為Na+，Mg2+，K+//Cl—H20體系，從這個(gè)四元體系中獲得氯化鉀相對(duì)比較簡(jiǎn)單，工藝也比較成熟。采用現(xiàn)行工藝，每生產(chǎn)I噸氯化鉀將副產(chǎn)10多噸老鹵。國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)氯化鉀的工藝分為兩種:⑴先脫除氯化鎂的路線——使光鹵石中的氯化鎂先分解溶于液相，再將析出的氯化鉀和氯化鈉分離制取氯化鉀。該路線包括冷分解-正浮選法、熱溶結(jié)晶法。⑵先脫除氯化鈉的路線——即先提純光鹵石，再加水使光鹵石分解，氯化鉀結(jié)晶析出。按不同的脫鈉方式，工藝路線包括反浮選-冷分解法、4號(hào)工藝兌鹵法等。青海柴達(dá)木鹽湖區(qū)為我國(guó)主要的鹽湖存在區(qū)域，其中硫酸鹽型鹽湖較多，大柴旦、小柴旦、茫崖湖、希里溝湖、柯柯湖、茶卡湖、馬海湖、一里萍、東臺(tái)吉乃爾、西臺(tái)吉乃爾湖、尕斯庫(kù)勒湖、澀聶湖、大別勒灘、小別勒灘、達(dá)布遜湖、大浪灘等都屬于硫酸鹽型鹽湖。在這些鹽湖中存在部分硫酸鹽，使得它們的開(kāi)發(fā)比四元體系鹵水更加困難?，F(xiàn)階段，對(duì)這些鹽湖的開(kāi)發(fā)，基本沿用四元體系鹵水的開(kāi)發(fā)模式，使得大量硫酸鹽沒(méi)有被利用，甚至大量含有鉀和硫酸鹽的礦物被遺棄，大量含鉀的低品位硫酸鹽型鹽湖固體礦沒(méi)有得到利用。上述技術(shù)，都必須經(jīng)過(guò)鹽田灘曬工藝，大致流程為:原鹵(B鹵)輸入鈉鹽池后，經(jīng)過(guò)自然水分蒸發(fā)析出NaCl和瀉利鹽，得到C鹵，繼續(xù)蒸發(fā)水分，析出鉀混鹽，得到E鹵，繼續(xù)蒸發(fā)水分，析出光齒石(參見(jiàn)圖1)。鹽田灘曬工藝完全依賴于自然條件，基本每年只能進(jìn)行一個(gè)循環(huán)。所以增加產(chǎn)量的唯一方法就是增加鹽田灘曬面積，基建費(fèi)用高，占地面積大，難于管理，受自然環(huán)境影響較大，洪水、降雨量、大風(fēng)等自然條件的變化對(duì)生產(chǎn)影響較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種資源利用率高、無(wú)廢液排放的從含低品位鉀的硫酸鹽亞型鹽湖礦中獲得氯化鉀的方法。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所述的從含低品位鉀的硫酸鹽亞型鹽湖礦中獲得氯化鉀的方法，包括以下步驟:
⑴將提鉀后的老鹵用淡水進(jìn)行調(diào)配，形成溶解含低品位鉀的硫酸鹽型鹽湖固體礦的溶齊U，使得該溶劑中鉀離子重量百分含量為0.3^0.7%，鈉離子重量百分含量為1.(T4.0%，鎂尚子重量百分含量為2.0^3.0%,氯尚子重量百分含量為8.0^14.0%,硫酸根重量百分含量為 3.0 5.0% ； ⑵用所述溶劑溶解含低品位鉀的硫酸鹽型鹽湖固體礦，并利用從熱泵中傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的熱，使其在4(T50°C溫度下進(jìn)行充分溶解，3(T90min后分離獲得鉀離子重量百分含量為1.2^4.0%,鈉尚子重量百分含量為1.3^4.0%,鎂尚子重量百分含量為3.0^5.0%,氯尚子重量百分含量為11.(T20.0%，硫酸根重量百分含量為5.(T8.0%的高鈉高鎂的五元體系鹵水；
⑶將所述五元體系鹵水降至室溫后依次經(jīng)冷凍結(jié)晶、過(guò)濾分離，分別獲得十水硫酸鈉和七水硫酸鎂及硫酸根重量百分含量低于2%的富含氯化鉀的鹵水；同時(shí)，將冷凍時(shí)放出的熱量用所述熱泵傳遞到所述步驟⑵中用于低品位礦的溶解；
⑷將所述步驟⑶獲得的富含氯化鉀的鹵水按常用分離提取鉀的方法依次經(jīng)蒸發(fā)除鈉、選礦、浮選、濃密、過(guò)濾、洗滌及干燥包裝獲得氯化鉀。所述步驟⑵含低品位鉀的硫酸鹽型鹽湖固體礦中鉀離子重量百分含量為
2.03.0%,鈉尚子重量百分含量為20.0 23.0%,續(xù)尚子重量百分含量為2.0 3.0%,氯尚子重量百分含量為37.(T45.0%，硫酸根重量百分含量為5.(T8.0%。所述步驟⑶中的冷凍結(jié)晶的溫度為(T-10°c，時(shí)間為2 4h。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明整個(gè)過(guò)程做到了老鹵、含鉀低品位硫酸鹽型鹽湖礦、熱量的綜合利用，因此，有效提聞了資源利用率。2、本發(fā)明所用原料易得，工藝簡(jiǎn)單且過(guò)程控制不再完全依賴自然條件的限制即可快速獲得氯化鉀產(chǎn)品，同時(shí)，整個(gè)過(guò)程無(wú)廢液排放，具有綠色工藝的特點(diǎn)。



下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的工藝流程。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 從含低品位鉀的硫酸鹽亞型鹽湖礦中獲得氯化鉀的方法，包括以下步驟:
⑴將大浪灘茫崖興元鉀肥有限責(zé)任公司現(xiàn)有的提鉀后的夏季老鹵用淡水進(jìn)行調(diào)配，形成溶解含低品位鉀的硫酸鹽型鹽湖固體礦的溶劑，使得該溶劑中鉀離子重量百分含量為
0.62%,鈉尚子重量百分含量為4.0%,鎂尚子重量百分含量為2.82%,氯尚子重量百分含量為11.05%，硫酸根重量百分含量為5.0%。⑵用溶劑溶解含低品位鉀的硫酸鹽型鹽湖固體礦，并利用從熱泵中傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的熱，使其在40°C溫度下進(jìn)行充分溶解，90min后分離獲得鉀離子重量百分含量為1.81%，鈉尚子重量百分含量為1.88%,鎂尚子重量百分含量為3.76%,氯尚子重量百分含量為
I1.47%，硫酸根重量百分含量為5.68%的高鈉高鎂的五元體系鹵水。其中:含低品位鉀的硫酸鹽型鹽湖固體礦中鉀離子重量百分含量為2.88%，鈉離子重量百分含量為22.63%,鎂尚子重量百分含量為2.02%,氯尚子重量百分含量為38.72%,硫酸根重量百分含量為6.5%。⑶將五元體系鹵水降至室溫后，在溫度為-10°C的條件下冷凍結(jié)晶2h，然后采用低溫離心機(jī)進(jìn)行過(guò)濾分離，分別獲得十水硫酸鈉和七水硫酸鎂及硫酸根重量百分含量低于
1.02%的富含氯化鉀的鹵水；同時(shí)，將冷凍時(shí)放出的熱量用熱泵傳遞到步驟⑵中用于低品位礦的溶解。
⑷將步驟⑶獲得的富含氯化鉀的鹵水按常用分離提取鉀的方法依次經(jīng)蒸發(fā)除鈉、選礦、浮選、濃密、過(guò)濾、洗滌及干燥包裝獲得氯化鉀。實(shí)施例2 從含低品位鉀的硫酸鹽亞型鹽湖礦中獲得氯化鉀的方法，包括以下步驟:
⑴將大浪灘茫崖興元鉀肥有限責(zé)任公司現(xiàn)有的提鉀后的冬季老鹵用淡水進(jìn)行調(diào)配，形成溶解含低品位鉀的硫酸鹽型鹽湖固體礦的溶劑，使得該溶劑中鉀離子重量百分含量為
0.35%,鈉尚子重量百分含量為2.05%,鎂尚子重量百分含量為2.56%,氯尚子重量百分含量為8.47%，硫酸根重量百分含量為3.50%。⑵用溶劑溶解含低品位鉀的硫酸鹽型鹽湖固體礦，并利用從熱泵中傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的熱，使其在50°C溫度下進(jìn)行充分溶解，30min后分離獲得鉀離子重量百分含量為2.06%，鈉尚子重量百分含量為1.42%,鎂尚子重量百分含量為5.0%,氯尚子重量百分含量為15.23%,硫酸根重量百分含量為5.04%的聞鈉聞鎂的五兀體系齒水。其中:含低品位鉀的硫酸鹽型鹽湖固體礦中鉀離子重量百分含量為2.0%，鈉離子重量百分含量為20.12%,鎂尚子重量百分含量為2.98%,氯尚子重量百分含量為37.0%,硫酸根重量百分含量為5.80%o⑶將五元體系鹵水降至室溫后，在溫度為0°C的條件下冷凍結(jié)晶2h，然后采用低溫離心機(jī)進(jìn)行過(guò)濾分離，分別獲得十水硫酸鈉和七水硫酸鎂及硫酸根重量百分含量低于
1.83%的富含氯化鉀的鹵水；同時(shí)，將冷凍時(shí)放出的熱量用熱泵傳遞到步驟⑵中用于低品位礦的溶解。⑷將步驟⑶獲得的富含氯化鉀的鹵水按常用分離提取鉀的方法依次經(jīng)蒸發(fā)除鈉、選礦、浮選、濃密、過(guò)濾、洗滌 及干燥包裝獲得氯化鉀。實(shí)施例3 從含低品位鉀的硫酸鹽亞型鹽湖礦中獲得氯化鉀的方法，包括以下步驟:
⑴將大浪灘茫崖興元鉀肥有限責(zé)任公司現(xiàn)有的提鉀后的冬季老鹵用淡水進(jìn)行調(diào)配，形成溶解含低品位鉀的硫酸鹽型鹽湖固體礦的溶劑，使得該溶劑中鉀離子重量百分含量為
0.3%,鈉尚子重量百分含量為1.0%,鎂尚子重量百分含量為2.0%,氯尚子重量百分含量為8.0%，硫酸根重量百分含量為3.0%。⑵用溶劑溶解含低品位鉀的硫酸鹽型鹽湖固體礦，并利用從熱泵中傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的熱，使其在45°C溫度下進(jìn)行充分溶解，60min后分離獲得鉀離子重量百分含量為1.2%，鈉離子重量百分含量為1.3%,鎂尚子重量百分含量為3.0%,氯尚子重量百分含量為11.0%,硫酸根重量百分含量為5.0%的高鈉高鎂的五元體系鹵水。其中:含低品位鉀的硫酸鹽型鹽湖固體礦中鉀離子重量百分含量為2.53%，鈉離子重量百分含量為20.0%,鎂尚子重量百分含量為2.0%,氯尚子重量百分含量為40.0%,硫酸根重量百分含量為5.0%。⑶將五元體系鹵水降至室溫后，在溫度為_(kāi)5°C的條件下冷凍結(jié)晶3h，然后采用低溫離心機(jī)進(jìn)行過(guò)濾分離，分別獲得十水硫酸鈉和七水硫酸鎂及硫酸根重量百分含量低于
2.0%的富含氯化鉀的鹵水；同時(shí)，將冷凍時(shí)放出的熱量用熱泵傳遞到步驟⑵中用于低品位礦的溶解。⑷將步驟⑶獲得的富含氯化鉀的鹵水按常用分離提取鉀的方法依次經(jīng)蒸發(fā)除鈉、選礦、浮選、濃密、過(guò)濾、洗滌及干燥包裝獲得氯化鉀。實(shí)施例4 從含低品位鉀的硫酸鹽亞型鹽湖礦中獲得氯化鉀的方法，包括以下步驟:
⑴將大浪灘茫崖興元鉀肥有限責(zé)任公司現(xiàn)有的提鉀后的冬季老鹵用淡水進(jìn)行調(diào)配，形成溶解含低品位鉀的硫酸鹽型鹽湖固體礦的溶劑，使得該溶劑中鉀離子重量百分含量為
0.7%,鈉尚子重量百分含量為3.56%,鎂尚子重量百分含量為3.0%,氯尚子重量百分含量為14.0%，硫酸根重量百分含量為4.50%。⑵用溶劑溶解含低品位鉀的硫酸鹽型鹽湖固體礦，并利用從熱泵中傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的熱，使其在42°C溫度下進(jìn)行充分溶解，70min后分離獲得鉀離子重量百分含量為4.0%,鈉離子重量百分含量為4.0%,鎂尚子重量百分含量為4.21%,氯尚子重量百分含量為20.0%,硫酸根重量百分含量為8.0%的高鈉高鎂的五元體系鹵水。其中:含低品位鉀的硫酸鹽型鹽湖固體礦中鉀離子重量百分含量為3.0%，鈉離子重量百分含量為23.0%,鎂尚子重量百分含量為3.0%,氯尚子重量百分含量為45.0%,硫酸根重量百分含量為8.0%。⑶將五元體系鹵水降至室溫后，在溫度為_(kāi)8°C的條件下冷凍結(jié)晶4h，然后采用低溫離心機(jī)進(jìn)行過(guò)濾分離，分別獲得十水硫酸鈉和七水硫酸鎂及硫酸根重量百分含量低于
2.0%的富含氯化鉀的鹵水；同時(shí)，將冷凍時(shí)放出的熱量用熱泵傳遞到步驟⑵中用于低品位礦的溶解。⑷將步驟⑶獲得 的富含氯化鉀的鹵水按常用分離提取鉀的方法依次經(jīng)蒸發(fā)除鈉、選礦、浮選、濃密、過(guò)濾、洗滌及干燥包裝獲得氯化鉀。應(yīng)用實(shí)例:
大浪灘鉀礦田位于青海省柴達(dá)木盆地西部，隸屬青海海西蒙古族藏族自治州茫崖行政委員會(huì)管轄。礦田范圍為北起阿爾金山山前，南到茶(卡)茫(崖)公路，油墩子以北，東起察汗斯拉圖的堿山，西至青新公路咸水泉東側(cè)。大浪灘梁中鉀礦床由大浪灘、梁西、梁南、梁東四個(gè)凹地組成。是一個(gè)固液鉀礦并存，以鹵水鉀礦為主，共(伴)生石鹽、芒硝、鎂鹽、硼等多種礦產(chǎn)資源。固體礦自下而上分為Kf K7七個(gè)礦層，其中K6、K7鉀礦層深埋5m左右，KCl含量最高，礦石中氯化鉀品位1.06^30.06%，一般6 15%。液體礦自上而下分為W5-W1五個(gè)鹵水鉀礦層，其中W5-W4為上部含礦層，W4具有潛水和承壓水雙層結(jié)構(gòu)，W5為潛水型含礦層。下部含礦層W3-W1為承壓水型。鹵水的化學(xué)類(lèi)型以硫酸鎂亞型鹵水為主，局部為硫酸鈉和氯化物型。鹵水的礦化度都在300g/l以上。潛鹵水礦層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，水位埋深0.29^2.25米，孔隙度1.93^25.13%，給水度3.96 14.4%，礦層厚度大，易于開(kāi)采。大浪灘鹵水的化學(xué)類(lèi)型以硫酸鎂亞型鹵水為主，局部為硫酸鈉和氯化物型。礦區(qū)西部為硫酸鹽型鹵水及鹽田光鹵石。青海省海西州大浪灘茫崖興元鉀肥有限責(zé)任公司，現(xiàn)建設(shè)有一套產(chǎn)能為年生產(chǎn)45萬(wàn)噸氯化鉀的生產(chǎn)設(shè)備，但受限于原料不足，達(dá)不到產(chǎn)能。使用本發(fā)明后大大提高了產(chǎn)能，并最大限度地利用了資源，減少了資源浪費(fèi)，具有綜合利用鹽湖資源的示范意義。
權(quán)利要求
1.從含低品位鉀的硫酸鹽亞型鹽湖礦中獲得氯化鉀的方法，包括以下步驟: ⑴將提鉀后的老鹵用淡水進(jìn)行調(diào)配，形成溶解含低品位鉀的硫酸鹽型鹽湖固體礦的溶齊U，使得該溶劑中鉀離子重量百分含量為0.3^0.7%，鈉離子重量百分含量為1.(T4.0%，鎂尚子重量百分含量為2.0^3.0%,氯尚子重量百分含量為8.0^14.0%,硫酸根重量百分含量為 3.0^5.0% ； ⑵用所述溶劑溶解含低品位鉀的硫酸鹽型鹽湖固體礦，并利用從熱泵中傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的熱，使其在4(T50°C溫度下進(jìn)行充分溶解，3(T90min后分離獲得鉀離子重量百分含量為1.2^4.0%,鈉尚子重量百分含量為1.3^4.0%,鎂尚子重量百分含量為3.0^5.0%,氯尚子重量百分含量為11.(T20.0%，硫酸根重量百分含量為5.(T8.0%的高鈉高鎂的五元體系鹵水； ⑶將所述五元體系鹵水降至室溫后依次經(jīng)冷凍結(jié)晶、過(guò)濾分離，分別獲得十水硫酸鈉和七水硫酸鎂及硫酸根重量百分含量低于2%的富含氯化鉀的鹵水；同時(shí)，將冷凍時(shí)放出的熱量用所述熱泵傳遞到所述步驟⑵中用于低品位礦的溶解； ⑷將所述步驟⑶獲得的富含氯化鉀的鹵水按常用分離提取鉀的方法依次經(jīng)蒸發(fā)除鈉、選礦、浮選、濃密、過(guò)濾、洗滌及干燥包裝獲得氯化鉀。
2.如權(quán)利要求1所述的從含低品位鉀的硫酸鹽亞型鹽湖礦中獲得氯化鉀的方法，其特征在于:所述步驟⑵含低品位鉀的硫酸鹽型鹽湖固體礦中鉀離子重量百分含量為2.03.0%,鈉尚子重量百分含量為20.0 23.0%,續(xù)尚子重量百分含量為2.0 3.0%,氯尚子重量百分含量為37.(T45.0%，硫酸根重量百分含量為5.(T8.0%。
3.如權(quán)利要求1所述的從含低品位鉀的硫酸鹽亞型鹽湖礦中獲得氯化鉀的方法，其特征在于:所述步驟⑶中的冷凍結(jié)晶的溫`度為0'10°C，時(shí)間為2 4h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從含低品位鉀的硫酸鹽亞型鹽湖礦中獲得氯化鉀的方法，該方法包括以下步驟⑴將提鉀后的老鹵用淡水進(jìn)行調(diào)配，形成溶解含低品位鉀的硫酸鹽型鹽湖固體礦的溶劑；⑵用溶劑溶解含低品位鉀的硫酸鹽型鹽湖固體礦，并利用從熱泵中傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的熱使其充分溶解后，獲得高鈉高鎂的五元體系鹵水；⑶將五元體系鹵水降至室溫后依次經(jīng)冷凍結(jié)晶、過(guò)濾分離，分別獲得十水硫酸鈉和七水硫酸鎂及硫酸根重量百分含量低于2%的富含氯化鉀的鹵水；⑷將步驟⑶獲得的富含氯化鉀的鹵水按常用分離提取鉀的方法依次經(jīng)蒸發(fā)除鈉、選礦、浮選、濃密、過(guò)濾、洗滌及干燥包裝獲得氯化鉀。本發(fā)明資源利用率高、無(wú)廢液排放。
文檔編號(hào)C01D3/06GK103204521SQ20131013130
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月16日
發(fā)明者紀(jì)律, 陳高琪, 賈永忠, 張超, 崔振華, 呂穎, 鄭寧 申請(qǐng)人:青海省茫崖興元鉀肥有限責(zé)任公司, 大柴旦清達(dá)鉀肥有限責(zé)任公司, 中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所