專利名稱：從含鉀原料中獲取濃縮氯化鉀的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于加工多組分含鉀原料的制鹽工藝過程的操作方法，具體是有關(guān)從含鉀原料，即從鉀礦和天然鹽沉渣物中獲取濃縮氯化鉀的方法。
本發(fā)明適用于在加工復(fù)雜組分含鉀原料的制鹽廠中，生產(chǎn)礦物肥料。
當(dāng)前，在礦物肥料的生產(chǎn)中使用多組分的含鉀原料，這種原料中除含有氯化鉀、氯化鈉和氯化鈣外，還含有大量的氯化鎂。這種氯化鎂成份能完全使含鉀原料轉(zhuǎn)移到液相中，并在獲取濃縮氯化鉀的生產(chǎn)循環(huán)過程中，積集下來。在此情況下，工藝規(guī)程會遭到破壞，從而降低濃縮氯化鉀的產(chǎn)量，并把氯化鉀作為廢物而增加了損失。由于含鉀原料中的氯化鎂含量變化范圍很大，因而造成制取濃縮氯化鉀的操作過程的復(fù)雜化。
氯化鈣對制取濃縮氯化鉀工藝過程的參數(shù)的影響，與氯化鎂的作用相似。因此，含鉀原料中氯化鈣的重量比可與氯化鎂重量比相加，再乘以校正系數(shù)0.636，即獲得氯化鎂的總當(dāng)量值。當(dāng)含鉀原料的氯化鎂含量較高時(shí)(高于0.5%)，已知的制取濃縮氯化鉀的工藝方法則無成效了。
由含鉀原料制取濃縮氯化鉀的已知方法(SU，A，948884，1982)如下即濃縮氯化鉀中的氯化鉀重量比設(shè)定值，是通過調(diào)節(jié)向飽和囟液的供水量取得的。這種飽和囟液被加熱到80～100℃，而成為熱的飽和囟液，結(jié)晶析出后即成為冷囟液。其供水量是根據(jù)該囟液的溫度、其中的氯化鉀濃度、冷卻后囟液的溫度和容量以及沖洗結(jié)晶設(shè)備用的水量來調(diào)節(jié)的。
加工處理基本上不含氯化鎂雜質(zhì)的含鉀原料時(shí)，用已知的方法是有效的。當(dāng)含鉀原料和囟液中的氯化鎂重量比增加時(shí)，調(diào)節(jié)供水量的操作效果便會降低。這是因?yàn)?，?dāng)熱的飽和囟液被冷卻時(shí)，由于其中存在氯化鎂，故按其重量比成比例地降低了冷囟液對氯化鈉飽和能力，并增加了氯化鈉向固相中的轉(zhuǎn)移。此時(shí)就增加了冷囟液的用量。氯化鎂一邊沉集在囟液中，一邊又改變囟液的組成成份，從而使從含鉀原料中制取濃縮氯化鉀工藝過程更為復(fù)雜化。
在已知的方法中，并未考慮氯化鎂對工藝過程的影響。這就導(dǎo)致生產(chǎn)過程中的產(chǎn)量忽高忽低，即不能使生產(chǎn)過程穩(wěn)定，還會因廢棄氯化鉀而增加損失。
技術(shù)特征與上述相近似的方法，是從含鉀原料中制取濃縮氯化鉀的溶鹽方法(SUA381374，1973)。在已知方法中，溶鹽法是生產(chǎn)濃縮氯化鉀的一種主要方法。這種工藝過程掌握得好壞，對制鹽廠的產(chǎn)量有決定性的影響，主要是影響濃縮氯化鉀中氯化鉀的重量比。
已知的溶鹽法，是當(dāng)未飽和囟液與含鉀原料相互作用時(shí)，從中獲取濃縮氯化鉀。該未飽和囟液是含有氯化鈉、氯化鎂、氯化鉀、氯化鈣水溶液和加熱到100～118℃的熱未飽和囟液。該方法是，先設(shè)定濃縮氯化鉀中的氯化鉀重量比，供給溶解用的熱的未飽和囟液和含氯化鉀、氯化鎂、氯化鈉、氯化鈣的含鉀原料，在未飽和熱囟液中，氯化鉀、氯化鎂、氯化鈣和部分氯化鈉溶解于含鉀原料中，從而得到了被氯化鉀和氯化鈉鹽飽和的熱囟液，其溫度為80～100℃，測定熱的飽和囟液的溫度，確定熱的飽和囟液中氯化鉀的最佳重量值，以確定供給溶解含鉀原料時(shí)的相互作用的數(shù)量，測定參與溶解的含鉀原料用量，測定溶解前含鉀原料中氯化鉀重量比值，通過改變含鉀原料用量來調(diào)節(jié)氯化鉀的總用量，從熱的飽和囟液中分離出固體顆粒，測定熱的飽和囟液中氯化鉀的重量比值和該囟液的溫度，飽和熱囟液冷卻后，去除固體顆粒，具體方法是在壓力降到0.95～0.2毫巴時(shí)使該囟液中的水分自行蒸發(fā)，同時(shí)氯化鉀和氯化鈉結(jié)晶，并且得到冷卻的鹽懸浮液，即是20～50℃的冷囟液和結(jié)晶氯化鉀及結(jié)晶氯化鈉的混合物，測定此時(shí)冷囟液的溫度，將氯化鉀和氯化鈉結(jié)晶與冷囟液分開，從而獲得濃縮氯化鉀和冷囟液，冷囟液加熱至100～118℃，又得到熱的未飽和囟液。
已知的方法還考慮了對含少量氯化鎂(約0.2%)的含鉀原料的加工條件。含鉀原料中的氯化鎂含量超過上述數(shù)值時(shí)，會導(dǎo)致熱的和冷的囟液中氯化鎂的聚集和其成份的不穩(wěn)定。熱的未飽和囟液和含鉀原料中的氯化鎂含量增高時(shí)，會降低未飽和囟液對氯化鉀的飽和能力。為了穩(wěn)定濃縮氯化鉀的產(chǎn)量，必須使用大量的未飽和熱囟液，從而要花費(fèi)大量能耗，也會改變熱飽和囟液的用量，這是在這種工藝過程中所不希望的效果。已知的方法未考慮氯化鎂對此工藝過程的影響，也就不可能在對含鉀原料中氯化鎂含量超過定值進(jìn)行加工時(shí)掌握氯化鎂的平衡，因此就不能穩(wěn)定工藝過程中的基本參數(shù)如冷的和熱的飽和囟液和濃縮氯化鉀的用量和成份，從而不能穩(wěn)定濃縮氯化鉀的設(shè)定產(chǎn)量和濃縮物中氯化鉀的重量比。
本發(fā)明的目的是建立一種從含鉀原料制取濃縮氯化鉀的工藝方法，以便在加工氯化鎂含量較高的含鉀原料時(shí)掌握氯化鎂的平衡、以便穩(wěn)定該工藝過程的基本參數(shù)飽和熱囟液、冷囟液和濃縮氯化鉀的用量和組成，從而穩(wěn)定濃縮氯化鉀的既定產(chǎn)量和濃縮物中氯化鉀的重量比。
本發(fā)明的實(shí)質(zhì)是用未飽和囟液與含鉀原料相互作用，進(jìn)而從中獲取濃縮氯化鉀，該未飽和囟液是含有氯化鎂、氯化鉀、氯化鈣和氯化鈉水溶液，并加熱到100～118℃而得到的未飽和囟液。該法的具體作法如下設(shè)定濃縮氯化鉀中氯化鉀的重量比，供給未飽和熱囟液和供溶解的含有氯化鉀、氯化鎂、氯化鈉和氯化鈣的含鉀原料，在未飽和的熱囟液中溶解含鉀原料中的氯化鉀、氯化鎂、氯化鈣和部分氯化鈉，從而獲得溫度為80～100℃的、被氯化鉀和氯化鈉所飽和的熱囟液，測定飽和熱囟液的現(xiàn)時(shí)溫度、確定飽和熱囟液中氯化鉀的最佳重量比，利用飽和熱囟液中氯化鉀的最佳重量比確定供給含鉀原料時(shí)操作的有效值，測定溶解用的含鉀原料用量，測定溶解前含鉀原料中的氯化鉀重量比，通過改變含鉀原料用量來調(diào)整氯化鉀的總用量，從飽和熱囟液中分離出固體顆粒，測定飽和熱囟液中的氯化鉀重量比和該囟液的溫度，將分離出固體微粒的飽和熱囟液進(jìn)行冷卻，具體方法是在壓力降到0.95～0.2毫巴時(shí)使該囟液中的水分自行蒸發(fā)，同時(shí)結(jié)晶出氯化鉀和氯化鈉，從而獲得冷卻的鹽懸浮液，即是由20～50℃的冷囟液和結(jié)晶氯化鈉及結(jié)晶氯化鉀構(gòu)成，測定冷囟液的現(xiàn)時(shí)溫度，將氯化鉀和氯化鈉結(jié)晶自冷囟液中分開，從而獲得濃縮氯化鉀和冷囟液，測定冷囟液中氯化鉀的重量比，將冷囟液加熱到100～118℃，從而獲得未飽和熱囟液。根據(jù)本發(fā)明，設(shè)定冷囟液中的氯化鎂重量比和濃縮氯化鉀的用量，在冷囟液加熱之前，按工藝過程導(dǎo)出部分冷囟液，在未飽和熱囟液中溶解含鉀原料時(shí)供給水和鹽溶液，向濃縮氯化鉀中加水，以溶解氯化鈉和部分氯化鉀，獲得含氯化鈉和氯化鉀水溶液的、溫度為10～40℃的飽和囟液，再從10～40℃的飽和囟液中分離出濃縮氯化鉀，測定在溶解含鉀原料之前的未飽和熱囟液中氯化鎂的重量比值，根據(jù)含鉀原料中氯化鎂的重量比，冷囟液中氯化鉀的重量比和含鉀原料中氯化鉀的重量比，在用未飽和熱囟液溶解含鉀原料時(shí)，供給溶解用含鉀原料、水或鹽溶液，利用冷囟液中氯化鎂的設(shè)定重量比來確定冷囟液中氯化鉀的最佳重量比值，根據(jù)冷囟液中氯化鉀的重量比和其在冷囟液中最佳值的偏差值，及含鉀原料中氯化鎂重量比等來調(diào)節(jié)導(dǎo)出的冷囟液量。
為了更準(zhǔn)確地掌握從含鉀原料中獲取濃縮氯化鉀工藝過程的基本參數(shù)，最好在供給溶解用含鉀原料之前，再次測定含鉀原料中氯化鈣的重量比值，并根據(jù)測定值校正冷囟液和含鉀原料的用量和溶解含原料的水量以及按該工藝過程導(dǎo)出的冷囟液量。
為了更準(zhǔn)確地掌握該工藝過程的基本參數(shù)，最好根據(jù)飽和熱囟液用量、濃縮氯化鉀中氯化鉀的重量比、飽和熱囟液的現(xiàn)時(shí)溫度和冷囟液的溫度以及飽和熱囟液中的氯化鉀重量比值，對溶解濃縮氯化鉀中氯化鈉的供水量加以校正。
對復(fù)雜組分的含鉀原料加工以獲取濃縮氯化鉀，本發(fā)明可優(yōu)化該工藝過程，并可提高生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，由于減少了廢液的排出量，故可降低這些產(chǎn)物對周圍環(huán)境的不利影響。
為了更確切地理解本發(fā)明，在這里對術(shù)語“囟液”一詞加以解釋。術(shù)語“囟液”應(yīng)理解為氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂和氯化鈣等鹽的水溶液。
以下通過具體實(shí)施例并結(jié)合附

圖1對本發(fā)明加以說明，附圖1是根據(jù)本發(fā)明從含鉀原料獲取濃縮氯化鉀的自動化操作系統(tǒng)示意圖。
從含鉀原料獲取濃縮氯化鉀，實(shí)施上述方法的自動化操作系統(tǒng)包括含鉀原料中氯化鉀重量比的分析器1(圖1)，含鉀原料中氯化鎂重量比的分析器2，含鉀原料中氯化鈣重量比的分析器3。分析器1、2、3直接安裝在含鉀原料5的料斗4近旁或在連接自動化系統(tǒng)的含鉀原料5輸送帶6的上面。箭頭A表示向輸送帶6輸送含鉀原料5的方向。輸送帶6由電動機(jī)7驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。自動化系統(tǒng)還有監(jiān)控和調(diào)整含鉀原料5流量的自動控制裝置8，該裝置的放射性同位素計(jì)數(shù)器(圖中未示出)裝在輸送帶6的上面。自動控制裝置8的第一輸出端與電動機(jī)7相接。自動化系統(tǒng)還裝有溶解槽9以獲取飽和熱囟液，沉淀槽10與溶解槽9機(jī)械連接、通過監(jiān)控和調(diào)整水量的裝置11管道12與溶解槽9機(jī)械相接。在管道12上裝有閥門13。箭頭A1表示供水方向。此外，自動化系統(tǒng)還包括飽和熱囟液中氯化鉀重量比分析器14、飽和熱囟液溫度記錄器15、獲取結(jié)晶氯化鉀、結(jié)晶氯化鈉的冷鹽懸浮液(由冷囟液、結(jié)晶氯化鉀和結(jié)晶氯化鈉組成)的真空結(jié)晶裝置16，該裝置與沉淀槽10通過機(jī)械相連。這種機(jī)械聯(lián)接是通過輸送飽和熱囟液的管道17實(shí)現(xiàn)的。分析器14裝在飽和熱囟液的緩沖容器上，其工作原理是以控制鉀的射線輻射為基礎(chǔ)的。緩沖容器在圖上未示出。記錄裝置在管道17上。自動化系統(tǒng)還包括獲取冷鹽懸浮液的沉淀槽18，它通過管道19與真空結(jié)晶裝置16相連;將冷囟液中固相物質(zhì)分開的離心機(jī)20，它通過管道21與沉淀槽18相連;溶解氯化鈉和制取結(jié)晶氯化鉀鹽懸浮液的溶解設(shè)備22，它通過斜槽23與離心機(jī)20相連，溶解設(shè)備22還與水管24相接，在水管24上裝有調(diào)節(jié)供水量的閥門25。箭頭A1表示供水方向。
自動化系統(tǒng)還設(shè)有監(jiān)控和調(diào)整管道24供水量的監(jiān)控裝置26，該裝置與管道24通過機(jī)械相連接;從氯化鉀和氯化鈉的飽和囟液中分離濃縮氯化鉀的離心機(jī)27，它通過管道28與溶解裝置22相連。箭頭A2表示濃縮氯化鉀的輸出方向。自動化系統(tǒng)還設(shè)有冷囟液容器29，它通過管道30和31分別與沉淀槽18和離心機(jī)20相接;冷囟液溫度記錄器32;冷囟液中氯化鉀重量比分析器33，直接裝在容器29的附近。記錄器32裝設(shè)在管道30上。
自動化系統(tǒng)還有熱交換器34，它通過管道35與容器29相接;容器36，通過裝有調(diào)節(jié)閥37′的管道37與熱交換器34相接，再通過管道38與離心機(jī)27相接;監(jiān)控和調(diào)節(jié)冷囟液流量的設(shè)備39，它與管道37和調(diào)節(jié)閥37′機(jī)械連接;監(jiān)控和調(diào)節(jié)冷囟液流量的裝置40，它與管道41(其上有調(diào)節(jié)閥41′)和管道37相接。箭頭A3表示冷囟液的導(dǎo)出方向。此外，還沒有熱交換器42，它通過管道43與容器36相接，通過管道44與溶解裝置9相接;水流量的監(jiān)控和調(diào)節(jié)裝置45，它與管道46(其上有閥門47)相接，并與裝置45相連;管道46連接于容器36上。自動化系統(tǒng)有操作用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)48，它由皆知的方式用電子計(jì)算機(jī)和帶有自動化系統(tǒng)組件的終端構(gòu)成。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)48的信息輸入端49、50、51與分析器1、2、3的輸出端相接。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)48的信息輸入端52和操作出口53與裝置8的第二出口和入口相接，其信息輸入端54與裝置11的出口相連，操作出口55和信息輸入端56與裝置45的入口和出口相接，操作出口57和信息輸入端58與裝置40的入口和出口相接，操作出口59和信息輸入端60與裝置39的入口和出口相接，信息輸入端61、62分別與分析器14和記錄器的輸出端相接，信息輸入端63和操作出口64與裝置26的出口和入口相接，信息輸入端65、66分別與記錄器32和分析器33的輸出端相接。
從含鉀原料獲取濃縮氯化鉀操作過程的自動化系統(tǒng)的工作流程如下。
將粉碎的含鉀礦石5(圖1)從料斗4沿箭頭A方向送到輸送帶6上。輸送帶6上的含鉀原料5的層厚度，依靠輸送帶6和料斗4之間的縫隙來保持穩(wěn)定。待加工的含鉀原料所含的氯化鉀為15～70%，氯化鈉20～80%，氯化鎂0.3～8%，氯化鈣0.3～6%。
氯化鈣對工藝過程參數(shù)的影響，與氯化鎂的作用相似，例如，冷囟液中氯化鎂重量比值增加1%，就降低該囟液中氯化鉀的含量0.25%，由于氯化鈣對獲取濃縮氯化鉀時(shí)的工藝過程參數(shù)的影響與氯化鎂的作用相似，所以在含鉀原料和囟液中氯化鈣重量比值，可與氯化鎂的重量比相加，再乘以校正系數(shù)0.636。這樣，即可獲得含鉀原料中氯化鎂重量比的總當(dāng)量值。含鉀原料的化學(xué)成份是不穩(wěn)定的。為了穩(wěn)定工藝過程參數(shù)，必須根據(jù)獲取濃縮氯化鉀工藝過程的設(shè)定產(chǎn)量來穩(wěn)定進(jìn)入溶解裝置9的氯化鉀和氯化鎂的數(shù)量。獲取濃縮氯化鉀的設(shè)定產(chǎn)量可定為，例如每小時(shí)10～200噸濃縮氯化鉀。應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)定的濃縮氯化鉀中氮化鉀重量比值和冷囟液中氯化鎂重量比值來穩(wěn)定工藝過程的參數(shù)。設(shè)定的氯化鉀重量比可在80～98.3%范圍內(nèi)，而氯化鎂則在10～18%范圍內(nèi)。操作人員將這些數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)48中。利用分析器1、2測定此時(shí)含鉀原料中的氯化鉀和氯化鎂的重量比值。分析器1工作時(shí)，最好利用含鉀原料中鉀的自然輻射原理。分析器1接收到和分析了這種輻射后，將信號輸給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)48的信息輸入端49，該信號與含鉀原料中氯化鉀的現(xiàn)時(shí)重量比是成比例的。分析器2按X射線透視法的原理工作。與氯化鎂的現(xiàn)時(shí)重量比成比例的信號，從分析器2輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)48的信息輸入端50。
當(dāng)含鉀原料的現(xiàn)時(shí)流量值和設(shè)定的含鉀原料的流量值失調(diào)時(shí)，可利用裝置8控制電動機(jī)7來調(diào)節(jié)含鉀原料的流量。上述信號從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)48的輸出端53進(jìn)入裝置8。含鉀原料的現(xiàn)時(shí)流量值信號，從裝置8的出口進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)48的信息輸入端52。含鉀原料5從輸送帶6送入溶解裝置9。在熱交換器42中將囟液加熱到100～118℃，沿管道44向裝置9送入飽和熱囟液。如溫度低于上述范圍，則在經(jīng)濟(jì)上是不合理的，因?yàn)闇囟冉档?，則相應(yīng)要求增加未飽和熱囟液的流量，以穩(wěn)定該工藝過程的生產(chǎn)能力。也不允許溫度高于上述范圍，因?yàn)闀关兑悍序v。
在溶解裝置9中，未飽和熱囟液溶解含鉀原料5中的氯化鉀、氯化鎂和部分氯化鈉。剩余的氯化鈉和少量氯化鉀自工藝過程中排出。氯化鈉的導(dǎo)出方向用箭頭A4表示。未飽和熱囟液被氯化鉀和氯化鈉所飽和，其中也加有氯化鎂，并形成溫度80～100℃的熱飽和囟液。其溫度范圍取決于工藝過程的設(shè)備配置。熱的飽和囟液含有鹽類和泥土的固體顆粒。該熱的飽和囟液從溶解裝置9進(jìn)入沉淀槽10，在槽中囟液中的固體顆粒從飽和熱囟液中分離出來，然后重返溶解裝置9。去除固體顆粒后的飽和熱囟液進(jìn)入真空-結(jié)晶裝置16，當(dāng)壓力降到0.95～0.2毫巴時(shí)靠自行蒸發(fā)囟液中的水分進(jìn)行冷卻，同時(shí)析出氯化鉀和氯化鈉結(jié)晶，并得到冷鹽懸浮液，此懸浮液是由溫度為20～50℃的冷囟液、氯化鉀結(jié)晶(占結(jié)晶氯化鉀和氯化鈉總量的70～90%)和氯化鈉結(jié)晶(10～30%)所組成。壓力和溫度值的范圍取決于工藝過程的設(shè)備配置和氣候條件。壓力和溫度范圍是用實(shí)驗(yàn)方法確定的。
在向真空-結(jié)晶裝置16輸送飽和熱囟液之前，用分析器14測定飽和熱囟液中氯化鉀的重量比，用記錄器15測定其溫度。測定值分別送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)48的信息輸入端61、62。冷卻后的懸浮液沿管道19進(jìn)入沉淀槽18，在此槽中將氯化鉀和氯化鈉結(jié)晶與冷囟液分開，然后再將濃縮的懸浮液沿管道21送到離心機(jī)20中，用該離心機(jī)再次對冷囟液進(jìn)行分離，得到濃縮氯化鉀和冷囟液。
濃縮氯化鉀沿斜槽23進(jìn)入溶解裝置22，為溶解濃縮氯化鉀中的氯化鈉，須向溶解裝置送水。在溶解裝置22中，用水溶解氯化鈉和部分氯化鉀，得到去除固體氯化鈉的濃縮氯化鉀和含5～12%氯化鉀和15～22%氯化鈉的囟液。根據(jù)現(xiàn)時(shí)的用水量和從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)48的操作輸出端64獲得的設(shè)定值之間的失調(diào)值，利用裝置26控制閥門25來測定和調(diào)整管道24中的水流量。現(xiàn)時(shí)水流量的輸出信號從裝置26的出口輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)48的信息輸入端63。
濃縮氯化鉀懸浮液沿管道28送到離心機(jī)27中，從10～40℃的囟液中分離出濃縮氯化鉀。上述的溫度范圍決定于供水的水溫。
濃縮氯化鉀從工藝過程中分出后，按效用加以利用。分出該濃縮物的方向用箭頭A2表示。導(dǎo)出的濃縮氯化鉀中的氯化鉀含量在85～95%范圍內(nèi)。冷囟液沿管道30、31從沉淀槽18和離心器20進(jìn)入容器29。用記錄器32測定冷囟液的溫度。記錄器32的輸出信號進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)48的信息輸入端65。用分析器33測定冷囟液中氯化鉀的重量比。信號從分析器33的輸出端輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)48的信息輸入端66。
冷囟液從容器29沿管道35流入熱交換器41，部分冷囟液沿管道41按箭頭A3所示方向從工藝過程中導(dǎo)出。根據(jù)現(xiàn)時(shí)的和設(shè)定的冷囟液導(dǎo)出量的失調(diào)值，通過裝置40對閥門40施加影響以測定和調(diào)整該囟液的導(dǎo)出量，該囟液的設(shè)定流量值信號從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)48的操作輸出端57輸入至裝置40。
該囟液的現(xiàn)時(shí)流量值信號從裝置40的輸出端進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)48的信息輸入端58。冷囟液的主要部分沿管道37進(jìn)入容器36。進(jìn)入容器36的還有沿管道38從離心器27出來的囟液。容器36的冷囟液用量，是根據(jù)現(xiàn)時(shí)的和設(shè)定的冷囟液流量值之間的失調(diào)值，利用裝置39對閥門37′施加作用進(jìn)行監(jiān)測和調(diào)整。冷囟液設(shè)定流量值的信號，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)48的操作輸出端59輸入到裝置39。冷囟液現(xiàn)時(shí)流量信號，從裝置39的出口進(jìn)到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)48的信息輸入端60。
沿管道46向容器36的供水是按箭頭A1所示方向進(jìn)行的。也可用稀鹽溶液代替工藝過程中的用水。管道46的水流量可用裝置45來監(jiān)測，并可根據(jù)現(xiàn)時(shí)的和設(shè)定的流量值之間的失調(diào)值的信號，通過裝置45對閥門47施加作用來加以調(diào)節(jié)。水流量設(shè)定值的信號，從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)48的操作輸出端55進(jìn)入裝置45的入口。現(xiàn)時(shí)的水流量信號由裝置45的出口進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)48的信息輸入端56中。冷囟液從容器36沿管道43送至熱交換器42，交換器將其加熱至100～118℃，再沿管道44送到溶解裝置9。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)48以設(shè)定的間隔時(shí)間詢問各信息輸入端，對輸入的信息加以處理(混合、平滑、濾波)，并按下述公式計(jì)算操作效果的數(shù)值Qk2＝a1-a2Qm2-(a3-a4Qm2)(a5-T2)，Qn2＝a6-a7Qm2+a8(a5-T2)(a9-a10Qm2)，Qw2＝a11-Qk2-Qn2-Qm2，Qk1＝[a12-(a13Qm2)a14+a15T1]a16Qn1＝a17-a19Qm2+a20Qk1，F(xiàn)1＝a21｛[a22QkcF2+a23(a11-T1)]-(a24Q1w＝a11-Qk1-Qn1-a25Qm2F3=F1· Q1Wa11]]>F4=F3(T1-T2)a 26,]]>Qk3＝a27+a28T3，Qn3＝a29+a30T3-a31Qk3，F(xiàn)5=F3· Qk1Qw1-(F3-F4)Qk2Qw2]]>
F6=F2Qn1Qw1-(F3-F4)Qn2Qw2]]>F7=F5-a22Qkc(F5+F6)a32(Qk3-a22Qkc)(Qk3+Qn3)]]>F8＝F1-F2-a33(F5+F6)+F9，△Qk1＝Qk1-Q1k1，F(xiàn)10=a32 ［F1(Qk1+ △Qk1)-F8Qk2］a34Qk-Qma32Qm2]]>△Qk2＝Qk2-Q1k2，F(xiàn)11=F10(QmQm2+a35 · △Qk2-a36)]]>F12＝(F8-F11)Qw2-F7+F4-F15+a36F10+a37F2，F(xiàn)13＝F8-F11，F(xiàn)14＝F13+a32F7(Qk3+Qn3)+F12，
式中QK2-冷囟液中氯化鉀的最佳重量比(%).
a1～a37-常數(shù)，該數(shù)值決定于含鉀原料的成份和操作設(shè)備的配置Qm2-冷囟液中氯化鎂重量比設(shè)定值(%);
T2-冷囟液溫度(℃);
Qn2-冷囟液中氯化鈉的重量比(%);
Qw2-冷囟液中水的重量比最佳值(%);
Qk1-飽和熱囟液中氯化鉀重量比的最佳值(%);
Qn1-飽和熱囟液中氯化鈉的重量比(%);
F1-飽和熱囟液的最佳用量(噸/時(shí));
F2-獲取濃縮氯化鉀的工藝過程生產(chǎn)能力的設(shè)定值(噸/時(shí));
Qkc-濃縮氯化鉀中氯化鉀重量比的設(shè)定值的(%);
T1-飽和熱囟液的溫度(℃);
Q1w-飽和熱囟液中水的重量比最佳值;
F3-飽和熱囟液中的水量(噸/小時(shí));
F4-減壓冷卻過程中自飽和熱囟液中蒸發(fā)的水量(噸/時(shí));
Qk3-濃縮氯化鉀中的氯化鈉被水溶解后，囟液中獲得的氯化鉀的重量比(%);
Qn3-濃縮氯化鉀中氯化鈉被水溶解后，囟液中獲得的氯化鈉的重量比(%);
F5-在由氯化鉀、氯化鈉結(jié)晶和冷囟液組成的懸浮液中結(jié)晶氯化鉀的出量(噸/時(shí));
F6-在由氧化鉀、氯化鈉結(jié)晶和冷囟液組成的懸浮液中結(jié)晶氯化鈉的出量(噸/時(shí));
F7-為溶解濃縮氯化鉀中氯化鈉所用的水量(噸/時(shí));
F8-冷卻飽和熱囟液時(shí)的冷囟液的流量(噸/時(shí));
F9-沖洗工藝設(shè)備(系統(tǒng)圖中未示出)的水流量(噸/時(shí));
F10-含鉀原料的最佳用量(噸/時(shí));
△Qk1-飽和熱囟液中氯化鉀重量比的最佳值和測定值的失髦擔(dān) );
F11-從工藝過程中導(dǎo)出的冷囟液最佳流量(噸/時(shí))(操作效果);
△Qk2-冷囟液中氯化鉀重量比的最佳值和測定值的失調(diào)值(噸/小時(shí));
F12-冷囟液在加熱前最佳加水量(噸/小時(shí))(操作效果);
F13-冷囟液在加熱前的最佳流量(噸/小時(shí))(操作效果);
F14-溶解用未飽和熱囟液流量(噸/小時(shí))(為進(jìn)行監(jiān)控而計(jì)算);
F15-沖洗溶解設(shè)備的用水量(噸/小時(shí))(設(shè)定的);
根據(jù)操作效果的計(jì)算，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)48給裝置8、26、39、40、45發(fā)出信號，以定出其設(shè)定流量值。
上述公式是根據(jù)溶鹽系統(tǒng)溶解度手冊的數(shù)據(jù)(“化學(xué)”手冊，п-1卷，1975，118-124頁)和平衡方程式取得的。
這樣，由于在最佳條件下操作而從含鉀原料中獲取濃縮氯化鉀和調(diào)整氯化鎂的平衡，可使工藝過程的設(shè)定生產(chǎn)能力和濃縮氯化鉀中氯化鉀重量比穩(wěn)定。
為了更精確地穩(wěn)定工藝過程的參數(shù)，利用分析器3再次測定含鉀原料中氯化鈣的重量比，信號從分析器輸出端進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)48的信息輸入端51。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)48計(jì)算出操作效果數(shù)值，以進(jìn)行校正，并給裝置8、39、40、45發(fā)出信號以校正含鉀原料的用量、冷囟液流量、冷囟液的導(dǎo)出量和根據(jù)操作信號稀釋冷囟液的用水量。
為獲取濃縮氯化鉀在改變工藝過程的生產(chǎn)任務(wù)時(shí)，要根據(jù)熱飽和囟液的流量、濃縮氯化鉀中氯化鉀重量比設(shè)定值、飽和冷囟液和熱囟液的現(xiàn)時(shí)溫度以及冷的和熱的飽和囟液中氯化鉀的重量比，來校正送入溶解裝置22的供水量。
由于操作效果的實(shí)現(xiàn)，含鉀原料中氯化鎂含量的波動，對工藝過程產(chǎn)生的不利影響，通過適當(dāng)改變未飽和熱囟液的氯化鎂的出量，可得到補(bǔ)償。此時(shí)，溶解過程中的氯化鉀和水用量對應(yīng)于設(shè)定的生產(chǎn)能力仍然是恒定的，從而可穩(wěn)定工藝過程中氯化鉀、氯化鎂和水的用量。與含鉀原料一起添加的氯化鎂量和與冷囟液一起的氯化鎂導(dǎo)出量是一致的。
冷囟液的導(dǎo)出方向，在圖中以箭頭A3表示。根據(jù)含鉀原料中氯化鎂的含量和含鉀原料的用量，來改變氯化鎂的導(dǎo)入值的;而氯化鎂的導(dǎo)出值和其導(dǎo)入值是一致的，并取決于導(dǎo)出的冷囟液量。這樣，當(dāng)加工氯化鎂含量較高的含鉀原料時(shí)，可控制氯化鎂的平衡。為了穩(wěn)定氯化鎂量的操作效果，要改變冷囟液的導(dǎo)出量。通過這樣的控制，可穩(wěn)定工藝過程中的主要參數(shù);飽和熱囟液、冷囟液和濃縮氯化鉀的用量和成份，進(jìn)而可穩(wěn)定獲取濃縮氯化鉀的設(shè)定產(chǎn)量及在該濃縮物中氯化鉀的設(shè)定重量比。
權(quán)利要求
1.用未飽和囟液與含鉀原料相互作用，以獲取濃縮氯化鉀的方法，該未飽和囟液是含有氯化鎂、氯化鉀、氯化鈣和氯化鈉的水溶液，并加熱到100～118℃的熱的未飽和囟液，該方法的具體作法如下設(shè)定濃縮氯化鉀的氯化鉀重量比，將未飽和熱囟液和含有氯化鉀、氯化鎂、氯化鈉和氯化鈣的含鉀原料加以溶解，在未飽和的熱囟液中溶解含鉀原料中的氯化鉀、氯化鎂、氯化鈣和部分氯化鈉，從而獲得溫度為80～100℃的、被氯化鉀和氯化鈉所飽和的熱囟液、測定飽和熱囟液的現(xiàn)時(shí)溫度，確定飽和熱囟液中氯化鉀的最佳重量比，利用飽和熱囪液中氯化鉀的最佳重量比值，確定供給含鉀原料時(shí)操作的有效值，測定溶解用的含鉀原料用量，測定溶解前含鉀原料中的氯化鉀重量比，通過改變含鉀原料用量來調(diào)整氯化鉀的用量，從飽和熱囟液中分離出固體顆粒，測定飽和熱囟液中的氯化鉀重量比和該囟液的溫度，將分離出固體顆粒的飽和熱囟液冷卻，具體方法是在壓力降到0.95～0.2毫巴時(shí)使該囟液中的水分自行蒸發(fā)，同時(shí)使氯化鉀和氯化鈉結(jié)晶，從而獲得冷卻的鹽懸浮液，即是由20～50℃的冷囟液和結(jié)晶氯化鈉及結(jié)晶氯化鉀組成，測定冷囟液的現(xiàn)時(shí)溫度，將結(jié)晶氯化鉀和氯化鈉與冷囟液分開，從而得到濃縮氯化鉀和冷囟液，測定冷囟液中氯化鉀的重量比，將冷囟液加熱到100～118℃，從而獲得未飽和熱囟液，本發(fā)明的特征是，設(shè)定冷囟液中的氯化鎂重量比和濃縮氯化鉀的用量，在加熱冷囟液之前從工藝流程中導(dǎo)出部分冷囟液，在未飽和熱囟液中芙夂卦鮮憊└蜓穩(wěn)芤?，向浓缩氯化钾中尖櫘，覄蜍斤嵢化钠和部分氯化钾，得的z然坪吐然睪退芤海露任 0～40℃的飽和囟液，再從10～40℃的飽和囟液中分離出濃縮氯化鉀，測定在溶解含鉀原料之前的未飽和熱囟液中氯化鎂的重量比，根據(jù)含鉀原料中氯化鎂的重量比、冷囟液中氯化鉀的重量比和含鉀原料中氯化鉀的重量比，用未飽和熱囟液溶解含原料時(shí)，供給溶解用含鉀原料和水或鹽溶液，利用冷囟液中氯化鎂的設(shè)定重量比來確定冷囟液中氯化鉀的最佳重量比，根據(jù)冷囟液中氯化鉀的重量比和其最佳值及含鉀原料中氯化鎂重量比等偏差值，來調(diào)節(jié)導(dǎo)出的冷囟液量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，在供給溶解用含鉀原料之前，再次測定含鉀原料中氯化鈣的重量比，并根據(jù)測定值校正冷囟液和含鉀原料的用量及溶解含鉀原料的水量以及從該工藝過程中導(dǎo)出的冷囟液量。
3.權(quán)利要求1或2的方法，根據(jù)飽和熱囟液用量、濃縮氯化鉀中氯化鉀的重量比、飽和熱囟液的現(xiàn)時(shí)溫度和冷囟液的溫度以及飽和熱囟液和冷囟液中氯化鉀重量比，校正濃縮氯化鉀中溶解氯化鈉的供水量。
全文摘要
從含鉀原料中獲取濃縮氯化鉀的方法如下用熱的未飽和鹵液溶解含有氯化鉀、氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂的含鉀原料，得到熱的飽和鹵液，再予以冷卻，獲取冷鹵液及結(jié)晶氯化鉀和氯化鈉；根據(jù)含鉀原料中氯化鉀重量比調(diào)整含鉀原料的用量、向結(jié)晶氯化鉀和氯化鈉的供水量、工藝過程中冷鹵液的異出量、待加熱的冷鹵液用量、向待加熱的冷鹵液的供水量并根據(jù)含鉀原料中氯化鎂的現(xiàn)時(shí)重量比和工藝過程的設(shè)定參數(shù)調(diào)整含鉀原料的用量。
文檔編號C01D3/08GK1032149SQ8710651
公開日1989年4月5日 申請日期1987年9月24日 優(yōu)先權(quán)日1987年9月24日
發(fā)明者阿萊克桑德·米特里維奇·施科爾尼科夫, 伊格爾·米特里維奇·索科洛夫, 埃夫吉尼·阿萊克桑羅維奇·維索斯基, 夫拉迪米爾·伊瓦諾維奇·蒂莫弗夫, 朱里·斯蒂帕諾維奇·薩弗里京, 馬施達(dá)·艾布拉吉莫納·穆拉托瓦, 朱里·瓦蘭蒂諾維奇·克萊門蒂夫, 伯里斯·朱里維奇·格洛夫科夫 申請人:全蘇制鹽科學(xué)研究設(shè)計(jì)院