氯化鉀生產工藝的研究

蔡新偉

摘 要：我國對鉀肥的用量以及產能逐年增加，對氯化鉀生產工藝也提出更高要求。氯化鉀的生產工藝有很多，本文主要對冷分解--熱溶結晶法、冷分解--浮選法、反浮選--冷結晶法這三種在工業上常用的工藝進展進行研究。

關鍵詞：氯化鉀;生產工藝;光鹵石

鉀肥是保證糧食穩定生產增長的重要肥料之一，可以明顯提高農作物的產量，提高品質。氯化鉀同時也是農用復合肥生產的必要原料，是很重要的生產原料。氯化鉀生產的原料是鉀石鹽礦、混合鹽礦、光鹵石礦等可以溶的地下固體鉀鹽礦石。中國察爾汗鹽湖地區以及羅布泊地區鉀資源的儲量非常豐富，氯化鉀是先將鹵水導入光鹵水池然后曬成光鹵石，之后光鹵石經過溶解等工藝加制成氯化鉀。目前國內氯化鉀的生產的主要方法有冷分解--熱溶結晶法、冷分解--浮選法、反浮選--冷結晶法等。

1 冷分解--熱溶結晶法

“冷分解--熱溶結晶法”的工藝理論基礎為在K+、Mg+、Na+、Mg++、Cl-·H20水鹽休系中氯化鎂、氯化鈉和氯化鉀隨溫度不同在而有不同的溶解度，從而將氯化鎂、氯化鉀和氯化鈉進行分離[1]。冷分解--熱溶結晶法的工藝流程可以分為冷分解脫鎂，然后熱溶脫鹽，最后冷卻結晶三個工藝流程。光鹵石礦經過冷分解工藝處理后，獲得的固液混合物經過過濾，固液分離，然后就可以得到包括氯化鉀、氯化鈉和其他微量的不溶物組成的固體，而鎂主要包含在母液中，從而實現脫鎂。然后將得到的粗鉀混合固體進行熱溶，氯化鉀的溶解度隨溫度升高從而升高， 而氯化鈉的溶解度在溫度升高時不怎么變化，而這樣的溶解特殊性在氯化鉀和氯化鈉同存在時表現出來的更顯著。從而氯化鉀主要在液相中而氯化鈉主要在固相中，經過離心分離后，得到氯化鉀飽和溶液。最后將氯化鉀飽和溶液冷卻結晶，經過沉降，然后離心分離后就可以獲得濕料氯化鉀固體。

“冷分解--熱溶結晶法”在工業生產當中，有很大的優點，一是該工藝可以獲得品位很高，甚至能夠達到98%以上。二是該工藝沒有浮選，沒有浮選藥劑等有害雜質，從而可以制取高品質氯化鉀。但是“冷分解--熱溶結晶法”也有很明顯的缺點，主要是生產流程很復雜，易腐蝕生產設備，同時在工業生產中能耗很高，明顯提高了“熱溶結晶法”的生產成本。

2 冷分解-浮選法

“冷分解--浮選法”的冷分解的工藝流程和“冷分解--熱溶結晶法”中的冷分解工藝流程是一樣的，都是光鹵石礦在加少量水后光鹵石分解，氯化鈉、氯化鉀以及少量不溶物析出形成固相，氯化鎂以及少量的氯化鈉、氯化鉀溶于液體形成液相，固液分離后，脫除鎂，得到粗鉀。不同的是“冷分解--浮選法”是將得到的粗鉀通過浮選法，把氯化鉀和氯化鈉分離，而“冷分解--熱溶結晶法”是通過熱溶，再結晶的方法分離氯化鉀和氯化鈉。

“冷分解--浮選法”冷分解后得到的粗鹽，然后通過正浮選，以十八胺為捕收劑，2#油為氣泡劑，浮選出氯化鉀，再經過過濾、洗滌、干燥等工藝流程，得到氯化鉀成品。浮選工藝在經過這么多年的應用發展，開發出了新技術、新設備等。如老撾某鉀鹽礦應用礦柱式浮選機浮選，相比于傳統浮選機，浮選指標有了明顯提高[2]。

“冷分解--浮選法”具有工藝流程操作簡單，選礦效率較高，成本較低，可以大規模應用于工業生產等優點。同時也存在產品粒度較細，回收率很低，有浮選藥劑殘留等缺點。

3 反浮選-冷結晶法

“反浮選--冷結晶法”是含鈉光鹵石原礦在飽和的浮選溶液中，加入烷基嗎啉等捕收劑通過反浮選方法，氯化鈉附著在浮選機內的氣泡上，從而被帶到表面，被刮板刮出，得到留在浮選機內的低鈉光鹵石。低鈉光鹵石加入到結晶器中，加少量水進行分解，然后結晶。控制住低鈉光鹵石在結晶器中的分解條件，使得溶液中的氯化鉀處于過飽和狀態，在常溫條件下結晶出氯化鉀晶體并成長為粗晶。冷結晶工序中，加水量的大小，加礦量的大小，加入母液量以及波美度等都會影響結晶過程[3]。控制住低鈉光鹵石的分解條件，控制溶液中的氯化鉀的過飽和度，降低氯化鉀晶體的數量，在常溫的條件下，氯化鉀的晶體長大析出，而在溶液中，氯化鈉不飽和不被析出。

目前“反浮選--冷結晶法”在世界上屬于比較先進的生產工藝，在我國的鉀肥生產基地察爾汗地區也得到了開發與應用。該工藝生產的氯化鉀產品具有粒徑大、含量高、水份低等優點，同時，品位回收率相比于“冷分解--浮選法”也有了顯著提高。但缺點是生產工藝復雜，不方便操作控制，在浮選以及結晶的過程中操作精度要求比較高。

4 結語

目前國內氯化鉀的生產的主要方法中，冷分解-熱溶結晶法在工業生產中能耗高，對生產設備的腐蝕大。“冷分解--浮選法”的回收率較低，產品的粒度較細。而“反浮選--冷結晶法”是目前世界上發展前景很好的一種工藝，在常溫下，生產出粒徑大、含量高、水份低產品。同時，是在常溫下生產，生產能耗低，對選礦設備腐蝕較小。但其生產工藝復雜，影響因素多，在生產過程中需要控制操作條件。因此“反浮選--冷結晶法”需提高自動化控制水平和操作工人素質。

參考文獻：

[1]鄒光明.青海察爾汗湖鹽田光鹵石冷分解熱溶結晶法制取氯化鉀擴大試驗總結[J].化肥工業，1983（04）：9-18+80.

[2]劉文彪，王國棟，郭會仙.老撾鉀鹽礦柱式反浮選制取氯化鉀的試驗研究[J].云南化工，2013，40（06）：59-61.

[3]汪貴元.反浮選——冷結晶生產氯化鉀工藝控制的探討[J].海湖鹽與化工，2002（03）：27-29.