鹽田長串短調走水工藝設計與應用

巨生彬

(青海鹽湖發展有限公司,青海,格爾木,816000)

鹽田長串短調走水工藝設計與應用

巨生彬

(青海鹽湖發展有限公司,青海,格爾木,816000)

青海鹽湖 100萬噸鉀肥項目是國家西部大開發的首批十大重點工程之一,其中采輸鹵和鹽田、老鹵排放及相應的配套工程于 2000年 5月開工建設,2002年 10月建成、投用。根據工程前三年達產達標,以及后四年的連續、穩定、均衡生產,即要滿足采船作業水位要求,又要滿足采收作業所要求的礦厚和礦質,鹽田生產工藝控制技術的選擇十分關鍵。通過設計并實施長串短調走水工藝,達到了預期目標,為該項目的連續、穩定、均衡生產,準備了充足的光鹵石礦源。

鹽田;長串短調走水

1 長串短調走水工藝設計的目的

鹽田生產是利用鹵水提取氯化鉀的關鍵環節,其產量、質量直接影響制約著后續加工工藝控制的連續、穩定,決定鉀肥產品的產量、質量和成本。

2 長串短調走水工藝的設計與實施

2.1 光鹵石鹽田生產工藝與鹽田布置

2.1.1 鹽田生產工藝 地質勘探表明,100萬噸鉀肥項目原料鹵水開采地段—別勒灘區段的鹵水成份與察爾汗區段鹵水相似,屬于硫酸鹽向氯化物過渡型,鹵水中硫酸根含量較低。由上海化工研究院所做的“別勒灘鹵水等溫蒸發試驗”證實,原料鹵水蒸發時的結晶路線符合Na+、K+、Mg2+// Cl-—H2O 四元水鹽體系的基本規律。原料鹵水蒸發過程中的結晶順序為：石鹽(NaCl)—鉀石鹽 (NaCl+KCl)和光鹵石(KCl·MgCl2·6H2O)—石鹽(NaCl)、光鹵石(KCl·MgCl2·6H2O)和水氯鎂石 (MgCl2·6H2O)—水氯鎂石 (MgCl2· 6H2O)。其中鉀石鹽是否析出取決于鹵水中的鎂鉀比和鹵水溫度,某一溫度下當鹵水的鎂鉀比大于該溫度下光鹵石析出點的鎂鉀比時,鉀石鹽階段不會出現,反之則會析出鉀石鹽。根據原料鹵水組成和已有的生產經驗,鹽田工藝流程仍采用分段結晶流程,將鹵水蒸發過程分為氯化鈉結晶階段和光鹵石結晶階段。鹽田系統分為鈉鹽池、調節池和光鹵石池。

2.1.2 鹽田布置 鹽田池系走向為東西向。鈉鹽池布置在西端,中間為調節池,東部為光鹵石池。其中鈉鹽池和調節池共 8個,總面積 36平方公里。光鹵石鹽田 14個,總面積43平方公里。

2.2 長串走水工藝的設計與實施

2.2.1 工藝路線的確定 因采船分布在 1#、2#、3#、4#、6#、8#、10#和 12#池中,為保證采船作業要求和采收作業所要求的礦厚、礦質,以及鹽田生產的正常進行。根據鹽田地形東低西高、南高北低的特點,選用長串短調走水方式,長串走水工藝路線主要有：①13#(2#(1#(3#(5#(7#、②13#(4#(6#(8#(10#(9#。短調節走水方式主要有：①13#(4#(3#、②14#(8#(7#、③14#(10#(9#、④14#(12#(11#。在實際生產實踐中可根據鹵水組成的變化,對走水路線進行靈活調整。

2.2.2 工藝計算 要保證將光鹵石礦曬制于布有采船的鹽田,首先,應從理論上進行計算和推斷。計算時充分考慮鹽田面積、不同季節的淡水蒸發量和鹵水比蒸發系數,各池的進鹵和排鹵點等因素。計算公式如下：

式中,A：進入鹽田的母液量;X：鈉鹽析出量;Y：光鹵石析出量;〗W：排出鹽田的母液量;n：蒸發水量。

2.2.3 長串短調走水的工藝實施 在確定長串短調走水的工藝路線后,鹽田與鹽田之間的過水溜槽是實現走水暢通、便于控制的關鍵設施。原設計過水溜槽為封閉式鋼板溜槽,埋設于堤壩中,結礦后清理難度很大,清理費用高。因此,在進行新的溜槽設計建造時,我們從過鹵量控制、清理結礦、建造成本等多方面進行了充分比較論證,選定用溜槽底部過水面采用鋼溜槽,側墻采用麻袋構筑,頂部采用可拆卸的鋼管橋。該溜槽可用工程機械進行清礦,入水口可采用槽鋼分層控制流量,是目前最為簡便、實用的過水溜槽。我們投入 200多萬元改建和擴建了 30多個過水溜槽,保障了長串短調走水路線的暢通,同時積累了溜槽建造經驗。

3 長串短調走水工藝應用結論

3.1 按照長串短調走水鹽田生產工藝路線 可有效控制各池成礦量,從初始進鹵至最終排鹵,鹵水中 KCl%逐步形成衰減梯度差,表明光鹵石礦集中結晶于工藝走水的前幾池,滿足了將光鹵石礦曬制于布有采船的光鹵石鹽田的要求。

3.2 按照長串短調走水工藝 保證了加工系統連續、穩定、均衡生產要求。

3.3 按照長串短調走水工藝路線 曬制光鹵石礦質量KCl%≥20%,NaCl≤14%,優于設計指標。實現了集中曬礦,光鹵石礦量、礦厚及質量均達到了預定的目標值。

4 結論

4.1 100萬噸鉀肥項目光鹵石鹽田采用長串短調走水工藝,克服了原設計不足,實現了預期目標,取得顯著成效。

4.2 由于過水溜槽設施完善,在生產實踐中可縮短或延長走水路線,可使長串短調走水工藝應用更為成熟和完善。

S287

A

1003-3467(2010)10-0025-01