鉀肥生產中尾鹽水的有效利用

陳祥

(青海鹽湖元通鉀肥有限公司， 青海 格爾木 81600)

鉀肥生產中尾鹽水的有效利用

陳祥

(青海鹽湖元通鉀肥有限公司， 青海 格爾木 81600)

尾鹽水是鉀肥生產過程中排放的廢液，因含鉀量高，必須回收利用。本文以某公司生產為例，探討了鹽田回收尾鹽水的相關技術問題，希望能夠對同行業生產有一定的借鑒作用。

尾鹽水；兌鹵；回收

0 引言

某公司自2005年建廠以來，隨著車間不斷改造，從最初的二十萬噸鉀肥產量逐年大幅遞增到如今的七十萬噸。生產車間日排出的尾鹽水量也從最初的每小時400多m3，大幅增加到現在的每小時超過1000m3。其波美度一般在27—29oBe'之間，KCl含量基本上一直在4%以上，含鉀量很高。為了有效利用鉀資源，提高KCl回收率，某公司一直對該部分尾鹽水進行鹽田回收，重新曬制成光鹵石礦后返回車間生產鉀肥。由于該尾鹽水含鉀量較高，在蒸發過程中存在一段鉀石鹽析出階段，如果將該部分尾鹽水直接進入到光鹵石池中曬礦，則曬出的光鹵石含NaCl量會很高(含有大量的鉀石鹽)，影響光鹵石質量和車間回收率；如果將該部分尾鹽水按正常工藝操作，經灘曬至E點后再進入光鹵石池中曬礦，則勢必會損失掉一部分KCl無法回收。

1 尾鹽水回收中相關技術探討

某公司采用的尾鹽水回收技術方案為：采用兌鹵的方法全部回收尾鹽水，首先對車間排出的尾鹽水先采樣化驗，用相應溫度相圖作杠桿分析，確定與老鹵的兌鹵比例后按比例兌入老鹵進行摻兌，然后灘曬至E點(即：成礦鹵水點。為防止鉀損失，成礦鹵水點可稍提前點)最后進入到光鹵石池中曬制光鹵石。

（1）尾鹽水回收中采取兌鹵工藝的相關技術探討 兌鹵的目的：在一定的外部條件下，如蒸發量、降雨量、氣溫及風等不變時，鹵水(包括尾鹽水)組成發生變化，其結晶路線就要發生相應變化，析出的光鹵石礦的性質也會發生變化；在鹵水(包括尾鹽水)組成、性質一定時，外界氣象因素的變化(例溫度降低等情況)首先使鹵水中各種組份的相對含量發生變化即溶解度發生變化，接著使各階段析鹽礦物種類、數量發生變化，這樣鹽田中光鹵石礦的組成和性質也要發生變化。因此，當鹵水蒸發中有鉀石鹽析出階段時，必須要進行兌鹵。

（2）兌鹵原理 鹵水中摻兌一定量含MgCl2高的光鹵石母液后，由于Cl—的同離子效應，使NaCl溶解度減小而析出，MgCl2的溶解度因比NaCl大得多，雖然兌鹵后Cl—濃度增大了，但MgCl2并不飽和，故不析出，因而兌鹵后鹵水組成發生了很大變化，使MgCl2/KCl比值大大提高，因而避免了鉀石鹽的析出。

（3）兌鹵原則 ①當鹵水中MgCl2/KCl比值小于各月份相應溫度E點(即光鹵石點)MgCl2/KCl值時，進行兌鹵。通過分析鹵水組份，根據相圖中點確定與老鹵的兌鹵比例。兌鹵點一般以相應溫度下E點作為兌鹵點，目的是在不析出鉀石鹽的情況下，盡量少兌入老鹵水，以減少設備的空運轉，節約能源，同時可以減少因多兌入老鹵而帶來的蒸發量的減少，有利于縮短曬礦周期。

②當鹵水中MgCl2/KCl比值大于各月份相應溫度E點(即光鹵石點)MgCl2/KCl比值時，不再進行兌鹵。這種情況實際上就是根據近幾年原鹵形成的成礦鹵水情況的數據，MgCl2/KCl比值幾乎都在10以上，根本不需要“兌鹵”。

③各種特定溫度下E點鹵水MgCl2/KCl比值及KCl/ NaCl比值，察爾汗地區各月份參考的鹵溫數據表：

（4）某公司多年來尾鹽水情況 根據某公司2006年以來至2014年間尾鹽水數據，車間尾鹽水組分基本為KCl%大于4%、NaCl%大于5%、MgCl2%約等于16%，通過上述尾鹽水MgCl2/KCl比值的分析發現，該尾鹽水MgCl2/KCl比值遠遠低于10℃下的MgCl2/KCl比值9.52及20 ℃下的MgCl2/KCl比值7.87，表明該尾鹽水在自然蒸發結晶過程中存在著很長的鉀石鹽析出階段，如果不采取任何工藝措施，而將其直接進入光鹵石礦池用于曬制原礦的話，則會在原礦中結晶出大量雜質NaCl，嚴重影響了原礦品位，給生產車間帶來一系列不利影響，使生產成本大幅度上揚。對于這種情況，必須采取兌鹵工序來調整該尾鹽水的MgCl2/KCl比值，使其符合相應溫度下光鹵石結晶點(即E點)的MgCl2/KCl比值，才能保證曬制的原礦品位達到合理要求。

相圖分析：根據圖示，對P線來講，P1點上水質好于P2點及P3點，其中P1點與P3點存在鉀石鹽析出階段，需要加入老鹵進行調節，以消除鉀石鹽段，否則，如果將該兩線上鹵水在剛析出鉀石鹽時提前進入光鹵石池的話，則生產的光鹵石原礦質量很差，光鹵石中含氯化鈉量很高，對后系統浮選工藝很不利，反之，將析出鉀石鹽之后到達E點的鹵水開始進入光鹵石池曬礦，勢必又造成大量氯化鉀的損失。因此，采用兌鹵的方法就可以很好的解決這個問題，其中P1點只需加入少量老鹵即可進入E點，水質明顯優于P3點，而P2點的鎂鉀比值很高，表明鹵水含鉀量較低，光鹵石析出段較短，生產同等量光鹵石原礦的產量較少，水質不如P1點。 從P1、P2、P3的結晶路線來講，P1與P3存在鉀石鹽析出段，而P2則直接進入光鹵石相區。

圖1 Na+、K+、Mg++/Cl——H2O四元水鹽體系25℃相圖

2 問題與討論

（1）鹽田光鹵石加淡水分解可以得到KCl和NaCl的混合物，其分解母液理論上應該為飽和鹵水，以15℃為例，其分解母液組成理論上應為KCl%2.76%、 NaCl%1.83%、MgCl2%25.60%，但實際上排放的尾鹽水KCl%遠遠高于2.78%、MgCl2%卻遠遠低于25.40%，表明加工廠生產中使用了大量淡水造成的，由此產生以下兩個問題：一是大量KCl被淡水溶解，又返回鹽田，造成車間KCl產量減小，收率下降，同時排回鹽田重新曬礦，產生二次拉運費用；二是若產生飽和鹵水，則在鹽田可以與老鹵直接兌鹵生產一部分低鈉光鹵石，由于大量淡水進入，使尾鹽水不飽和，鹽田回收時必須走兌鹵析鹽路線，將大量溶解的NaCl經兌鹵析出去后，再進入光鹵石池重新曬制光鹵石。

針對以上問題，今后鉀肥生產過程中要嚴禁過多的使用淡水，這在任何同類鉀肥生產中必須嚴格遵守的工藝紀律，以確保等量使用原礦而鉀肥產量不減產，同時也避免二次光鹵石拉運費用。

（2）根據車間近期鉀肥生產情況，由于鹽田生產中低濃度鹵水與高濃度鹵水混合，曬制的光鹵石礦中產生大量細鹽，造成車間收率下降及影響到鉀肥產品的質量。

針對細鹽問題，鹽田生產中一定要注意避免新老鹵的摻兌使用，每個礦池進鹵時嚴格按照一次性進鹵，灘曬到老鹵點后徹底排干凈殘留老鹵水，再一次性進鹵，灘曬過程中不再隨意摻兌不同濃度鹵水，避免生成的光鹵石中含有細鹽，影響加工車間生產。

3 結語

①尾鹽水是鉀肥生產過程中排放的含鉀母液水，為有效利用鉀資源，必須對其進行回收再利用。針對鉀肥生產車間存在的過量使用淡水的情況，今后必須嚴格工藝紀律，確保排放的尾鹽水組分含量接近光鹵石飽和點，以提高KCl回收率和產量，同時降低鹽田二次曬礦和拉運費用。②鹽田回收尾鹽水時，根據尾鹽水與老鹵水組份，嚴格按兌鹵比例進行操作，確保曬制的光鹵石礦優質高產。③鹽田灘曬過程中嚴格執行一池一鹵，一次性灌滿后中間不再摻入新鹵，避免曬制的光鹵石中夾雜大量細粒級NaCl，影響車間生產。