反浮選--冷結晶生產氯化鉀工藝控制的研究

孟浩　張生太　辛國山　喬猛

摘 要：本文對反浮選--冷結晶生產氯化鉀生產方法、工藝控制要點分析研究，以期為氯化鉀生產工藝的進步發展提供有益借鑒。

關鍵詞：反浮選;冷結晶;氯化鉀生產;工藝控制

0 引言

氯化鉀應用廣泛，主要用于無機鹽工業領域，可以作為制造鉀鹽或堿的基本原料。在醫學領域可作為利尿劑、防治缺鉀癥的藥物、臨床常用的電解質平衡調節藥，臨床療效確切，廣泛用于臨床各科。氯化鉀在染料工業用于活性染料、在農業上可以用做一種鉀肥，此外還可用于科學應用，食鹽加工，制造槍口、炮口的消焰劑，鋼鐵熱處理劑，以及用于照相等。氯化鉀的生產、利用非常具有研究意義。

1 反浮選--冷結晶生產氯化鉀工藝概述

反浮選--冷結晶生產氯化鉀工藝是生產的氯化鉀的主要方法，采用此核心技術生產的產品具有純度高、效率高、顆粒飽滿的優勢。首先將氯化鈉利用反浮選技術從光鹵石中分離出來，使光鹵石原料轉化成高品位的低鈉光鹵石，然后在此基礎上采用冷結晶技術，加水分解結晶制成高品位的氯化鉀[1]。在生產過程中直接影響產出的氯化鉀質量的因素有很多，如原礦、母液、調漿、洗滌、干燥等，需要要嚴格對生產工藝過程進行控制，不斷提升和完善生產工藝，提高產品質量和生產效率。

2 生產工藝

反浮選--冷結晶聯合生產氯化鉀加工工藝流程：光鹵石--調漿--反浮選--脫鹵--冷結晶--過濾--洗滌--離心干燥--氯化鉀成品。無機鹽工業中一般的浮選方法分為正浮選、反浮選和正反浮選組合。正浮選是把所需的礦物隨礦漿泡沫直接刮出。而反浮選在生產氯化鉀時的應用是在浮選過程中，把所需的礦物留在浮選槽中，隨泡沫刮出不需要的脈石礦物過程，簡單的說就是選出生產氯化鉀產品時沒用的氯化鈉。冷結晶是指光鹵石在受冷分解時，內部存在的氯化鉀會發生結晶的過程。在冷分解過程中的質量控制直接決定了形成氯化鉀的顆粒質量和產品品位，氯化鉀生產工藝的關鍵環節是對光鹵石的冷結晶方法[2]。在光鹵石進行冷結晶后形成粗氯化鉀，然后將體積達到標準的氯化鉀與氯化鈉進行分離，其生產工藝控制要點是調漿控制、反浮選殘留的泡沫控制過程、結晶過程控制以及洗滌過程控制。

反浮選--冷結晶生產氯化鉀工藝主要通過對含有少量氯化鈉成分的光鹵石進行分解條件控制，使礦漿溶液中的氯化鉀達到飽和的狀態，實現有效控制氯化鉀的結晶數量。氯化鉀在數量減少的同時，單個晶體的體積隨之增大，從而達到常溫環境中氯化鈉個體體積大小，但在結晶過程中需要注意，溶液必須嚴格控制處于飽和的狀態。如果溶液無法達到飽和，會造成氯化鉀顆粒的大小的不可控制。光鹵石進入結晶器的狀態，直接影響結晶質量。光鹵石體積過小進入結晶器時，會迅速溶解導致形成的氯化鉀飽和度過高，生成大量的體積偏小的氯化鉀晶體;但光鹵石體積過大進入結晶器時，會降低溶解的速度，無法滿足氯化鉀的飽和度，晶體生成率不足。進入結晶器的礦量要合理控制，特別是嚴格控制光鹵石的體積標準，礦量要隨結晶器的大小進行相應調整。

3 生產工藝控制要點

3.1 調漿控制

反浮選光鹵石礦漿的流量和濃度會直接影響反浮選的作業效果。光鹵石礦漿在實際生產中包含采收系統經濃密機濃縮后的礦漿和由補充光鹵石原礦與調漿液混合后的礦漿。在實際生產實踐中經常會發生礦漿濃度太高，出現調漿槽壓槽的現象，造成藥劑分散不均勻，嚴重影響了反浮選操作效果。但是流量太大、濃度太低又會發生冒槽，造成藥劑和礦漿的外溢，降低反浮選回收率（表1為反浮選指標）。為了生產過程的穩定連續進行，光鹵石礦漿需要嚴格控制調漿過程，在反浮選時礦漿濃度適宜控制在30%-35%之間，流量適合控制在1100m/h以內，嚴格執行生產標準，既可充分分散藥劑避免調漿槽壓槽，又可使反浮選系統達到滿負荷連續運轉，同時顯著降低反浮選設備的損耗。

3.2 反浮選殘留的泡沫控制

生產實踐中，反浮選殘留的少量氯化鈉泡沫會隨礦漿進入到低鈉濃密池，殘留的氯化鈉泡沫、結晶器溢流液同光鹵石礦漿濃密池的溢流液混合后可以用來調漿，再次進入反浮選過程，無形中降低了原礦質量。同時低鈉光鹵石礦漿由管道流入濃密池時，會發生起到一定消泡作用的攪動現象。氯化鈉細粒由光鹵石顆粒向下拖曳、沉降，會影響低鈉光鹵石質量，特別是殘留泡沫富集后這種現象對其影響更加明顯[3]。要提高反浮選回收率，因為殘留泡沫在系統中不可循環，低鈉光鹵石濃密池溢流管道可改為溢流槽，在槽中設置檔沫板，及時清理殘留泡沫，避免泡沫富集現象。

3.3 結晶過程控制

在氯化鉀結晶的過程中需要加入母液對氯化鉀的顆粒大小進行控制，但母液加入量過大會使氯化鉀晶體體積變得細小，而加入過少又會使顆粒變得過大，使其質量下降回收率不理想，所以需要對母液濃度嚴格控制。除此之外需要考慮冷結晶工藝過程中的溶液濃度，其對氯化鉀產品的顆粒及質量也有一定的影響，通常溶液濃度低于30度時，就會導致進入結晶器的光鹵石無法充分溶解，明顯降低回收率造成資源浪費;而溶液濃度超出41度時，又會發生結晶的氯化鉀顆粒過小數量過多，影響總體的產品質量。溶液濃度要嚴格控制在30度至40度之間對保證氯化鉀的質量、品位非常關鍵。

結晶器溢流液的處理問題沒有統一方法，溢流液直接進入結晶器會影響粗鉀質量，另外當底流泵發生堵泵時，停止結晶器進料或切換另一臺設備時，至少需5min時間，低鈉礦漿溢流進入粗鉀濃密池，造成產品質量下降[4]。現階段的技術主要采用兌鹵工藝回收，當然，固體顆粒的存在因為存在晶種不但影響兌鹵工藝中對鹵液的曬制，也無法回收固相，可配置旋液分離裝置，澄清的溢流液可用于兌鹵用，增濃液可以作為淋洗液返回到低鈉光鹵石的脫液作業中，可置換速液、凈化濾餅也可解決回收問題。

3.4 洗滌過程控制

為氯化鉀品位的進一步提高，必須加入適量的淡水進行洗滌，去除粗鉀中的氯化鈉等其他雜質，洗滌過程是整個生產工藝中最后一道可以提高產品品位的環節，控制加入淡水的時機、時間、水量對成品質量非常關鍵。生產過程中粗鉀加淡水洗滌是為了減少物料總量以達到快速洗滌目的，用離心機進行分離脫水，得到氯化鉀產品。離心機過濾之初會有一些微小的氯化鉀顆粒穿過濾網而使濾液渾濁，當形成濾餅引起阻擋后，氯化鉀顆粒不能通過濾網。避免將離心機濾液全部作粗鉀淋洗液，洗滌過程中細小氯化鉀顆粒無法回收，會加大粗鉀洗滌作業時負荷。嚴格控制加水量，不能完全使用淡水凋漿，洗滌粗鉀加水量與粗鉀中其他物質含量有關，加水量直接影響到氯化鉀的回收率。大量文獻和生產實踐證明，科學控制加水量，可保證系統水平衡，并達到最佳的洗滌效果，是洗滌過程獲得高品位氯化鉀產品的保證。

4 結語

反浮選--冷結晶生產氯化鉀工藝可實現氯化鉀成品質量國際化，在生產實踐過程中對氯化鉀產品質量有直接影響的因素有很多，需要對其生產工藝的核心技術環節嚴格控制。現階段反浮選--冷結晶生產氯化鉀工藝取得較好的應用效果，但隨著社會經濟的不斷的發展，人們在工業、生活上對氯化鉀的需求量的不斷增加，氯化鉀生產工藝需要不斷的完善和優化。采用反浮選--冷結晶方法生產氯化鉀能耗低、降低生產成本、保證生產質量，值得推廣應用。

參考文獻：

[1]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.

[2]方勤升，王慶生，錢曉楊，張信龍.反浮選--冷結晶生產氯化鉀工藝過程的優化[J].無機鹽工業，2001（05）：32-33+2.

[3]錢曉楊，馬國華，黨國民.反浮選——冷結晶法生產氯化鉀的幾個工藝問題[J].化肥設計，1999（05）：3-5.

[4]張曉飛.介紹一種新的氯化鉀生產工藝——反浮選冷結晶工藝[J].海湖鹽與化工，1997（05）：36-37.