鉀肥生產工藝中結晶器加水方式的應用

蒲曉強(青海鹽湖工業股份有限公司鉀肥分公司，青海 格爾木 816099)

0 引言

我國內部能夠開展種植工作的土地較多，但是人均數量較少，甚至還有一部分土壤缺少鉀元素，讓當前市場內部對其存在大需求數量。在農業種植過程中，較為具備代表性的鉀肥便是氯化鉀，占據了使用總量的91%。與此同時，在當前國內的真實情況中，缺少較為嚴重的便是可溶性鉀元素，這對鉀肥的生產、發展工作造成了嚴重的限制。相應的調查結果顯示，國內84%的土地中鉀元素都相對較小，當前生產制造工作雖然在不斷進步，但仍存在供應上的缺口。

1 鉀肥的生產特點

在進行鉀肥生產時，與粉末狀的相比，顆粒在物理性質上會表現得更為穩定，在裝卸中優勢表現最為明顯。與此同時，其在流動效果上的表現也相對較好，這不僅能在一定程度上大幅降低施肥工作開展的難度，還能使鉀肥保存更長的時間。在對鉀肥進行長期保存時，粉末狀的容易發生凝結問題，顆粒狀產生該情況的概率較小，并且還可以與其他種類肥料搭配使用。除此之外，顆粒狀的鉀肥在大量使用中，同樣具備明顯的優勢[1]。

2 鉀肥生產工藝要點

農業生產活動中，人員使用鉀肥之后能夠提高作物的產量。植株內部存在的鉀元素通常為離子形式，能夠促使內部氮元素、碳水化合物的代謝速度，并對其中的礦物質進行調整、使用。氯化鉀的外觀與食鹽較為相似，容易溶解在水中，呈現出相應的粉末狀、白色晶體狀，也具備一定苦、咸味道。現實中，相應技術人員可以通過泡沫浮游的措施，對其進行提取。在選礦工作開展的過程中，需要研究各個組分的濕潤程度，并將飽和鹽溶液當作浮選的介質，之后在水中加入相應礦物，這時一些物質顆粒不易被濕潤，會漂浮在表面上。氯化鉀由于較容易被濕潤，需要加入特殊的藥劑來完成分離工作[2-3]。

2.1 浮選生產

在氯化鉀生產的過程中，如果僅是對光鹵石進行簡單加工，會讓氯化鉀的質量難以提升。因此，在該措施的基礎上，要選擇使用浮選、溶解結晶的措施對工作進行輔助，從而大幅提升鉀肥的質量。在制作氯化鉀時，人員可以依據對反浮選法的使用，在光鹵石的基礎上，回收該物質。想要大幅提升工作質量，要對以下內容多加注意：低鈉光鹵石在放到結晶器內后，需要添加一定量的分解母液與淡水。而后，生產機組系統應當在持續攪拌下，將結晶氯化鉀從低鈉光鹵石中分解析出。在整個處理過程中，應當注重對母液和淡水的用量控制，以及攪拌的持續性，由此才能保障生產物料的品質。

2.2 冷結晶浮選

冷結晶浮選生產方式，主要是對液體中存在的光鹵石飽和程度進行控制，并在常溫情況，在內部分解出大量的氯化鉀。人員在生產工作中，需要對以下幾方面加大注意力：一是在結晶設備的內部加入相應的光鹵石，發生結晶沉淀情況后，需要對其中的溶液進行清洗、溶解，再加入相應的原液，將其中的粗鉀分離出來。二是人員要經過冷結晶操作，對粗鉀進行處理，然后依據洗滌、過濾操作，產出濃度更高的氯化鉀，使其具備57%的回收率，節省成本上的支出[2]。

3 反浮選冷卻結晶工藝的有關概述

光鹵石礦中包含純光鹵石以及細粒鹽粒，后者直徑不超過0.4 mm。在原礦光鹵石處于飽和狀態中的浮選介質里，添加專用藥劑，能適當提升細鹽表層的疏水性，但不會提高光鹵石的該性質。NaCl會直接黏附于浮選設備中的氣泡表面，并上浮至礦漿的表層。使用刮板將其清理出來，在礦漿內僅保留光鹵石，等到完成脫鹵后，便能得到低鈉光鹵石。隨后，將其放到結晶器中，添加適量水，實現分解與結晶。在此過程中，需要嚴格把控分解條件，讓溶液內的KCl處于過飽狀態，讓常溫環境中的晶體，逐漸長大。

3.1 調漿環節

放到浮選系統內的光鹵石礦漿，其實際流量與濃度，均會影響系統運行的穩定性與成效。其中，應用的光鹵石礦漿，在生產實踐中共有兩個構成，即：通過采收系統獲取，在濃縮機進行濃縮處理后的礦漿；補充的原礦和調漿液經過混合后，得到的額礦漿。生產實踐期間，礦漿濃度過大引發壓槽，屬于常見現象，這會導致添加的藥劑比較零散，分布不均，不利于浮選操作。另外，如果流量超過設定標準，濃度偏小，會出現冒槽的情況，藥劑與礦漿均會外溢，此時的浮選收率并不理想。而為確保生產活動連續、平穩進行，經過調漿環節后的光鹵石礦漿，要保證其處于浮選槽內時，濃度控制在30%～35%之間，而系統注入流量是每小時1 100 m3以下。借此，不僅能預防壓槽問題，還能讓運行的浮選系統處于滿負荷狀態中，降低生產機組的受損程度。同時，礦漿里的光鹵石組分和粒度，會明顯影響生產工藝的實施成效。實際生產中，應當加強對上述內容的關注度。

3.2 殘留泡沫

浮選環節結束后，需要把NaCl成分的泡沫刮出去。而現實生產操作期間，會有部分泡沫殘留，跟著礦漿一起來到低鈉濃密池，與光鹵石礦漿的相應溢流液進行混合，以備調漿。在二次啟動浮選系統后，會因為泡沫殘留，導致原礦品質下降。此外，濃密池的實際截面積極大，低鈉光鹵石礦漿通過管道來到濃密池后，可利用攪動處理，將剩余的少量泡沫清理干凈。NaCl細粒會在光鹵石顆粒的拖曳中，逐漸向下運動，提高沉降效率，這直接關系到低鈉光鹵石的品質。在殘留泡沫過多時，上述情況表現得更加明顯。若想有效提升浮選收率，系統運行中，殘留泡沫不能循環出現。實際生產加工中，可把溢流管道改成溢流槽，并在相應槽內增加泡沫擋板，提高泡沫的清理效果，以此保障生產質量。

3.3 結晶器溢流液

近些年，在結晶器溢流液流向問題的討論上，始終有爭議。此種溢流液內包含KCl，和結晶器底流相同，需要集中運送至粗鉀濃密池。簡單來講，溢流液進入后，會降低粗鉀的品質色，同時還需考慮的是，如果底流泵出現堵塞的問題后，切換至備用泵或是直降讓結晶器停止進料，操作過程至少要五分鐘，但在此期間，低鈉礦漿已經溢流到粗鉀濃密池內，最終成品的品質不能得到保障。在部分生產活動中，會把這些母液全部回收，而后使用熱熔重結晶的方式，無論固相還是液相，把其中的KCl都析出。

3.4 洗滌環節

為有效提升KCl品質，應當使用適量淡水，實施全面洗滌，清理掉粗鉀內的NaCl與MgCl2。此環節是生產工藝中，最后一個能提升產品質量的工序，相關工作者要保證加水操作及時、精準。實際生產中，在濃密池底流完成脫液處理后，可開展此項工作。安排脫液洗滌處理的目的是控制物料總量，也就是清理掉液相。為方便物料運輸，可直接應用離心機進行濾液調漿，隨后啟動機器，實現離心分離，獲得產品。在開始過濾時，某些粒度極小的KCl顆粒通過濾網，會導致得到的濾液比較渾濁。在出現“架橋”情況后，該類顆粒才會被阻攔。把離心機內的濾液都用于粗鉀淋洗液，能提高回收小規格顆粒的便利性，但這并不推薦。因為在洗滌期間，此類顆粒不會被徹底回收，仍會影響液相，打破各成分之間的平衡，還會增加粗鉀脫液環節的工作負荷。同樣，只應用淡水實現調漿，也不利于保障回收率。因此，在實際添加淡水以前，需要對粗鉀成分進行檢測，測定不同成分實際所需的水量。在得到最優洗滌水量的基礎上，開展洗滌處理，不僅能確保系統運行平衡，還可以收獲較佳大的洗滌處理成效，保障KCl的收率。

4 結晶器加水處理方法

在鉀肥生產過程中，給結晶器加水時，主要存在三種操作手段：(1)人員先將分解完成的水加入到結晶器中心筒內；(2)將結晶器分解完成的水導入到結晶罐內部；(3)將分解完成的水直接導入到循環水泵口。

4.1 分解水加入結晶器的中心筒內

在該過程中，人員可通過心筒來使用結晶器，之后向其中加入白色水。該方式的主要優勢之一是依據對該種結晶器的使用、加入，準備好分解水，使其在結晶器內，與低溫光鹵石體進行充分接觸，促使溶解的速度加快，使用時間更短，由此提高該道工序的運行效率，為實現連續生產夯實基礎條件。其中的缺點便是：容易發生脫水、小量的酸性顆粒結晶、氯化鉀進行脫水液相的問題，導致氯化鉀回收率相對較低。在分解水不通過任何處理運輸到中心筒的過程中，液相內極有可能存在小規格的顆粒物，這在影響氯化鉀實際回收徹底性的同時，還會因為晶核存在數量大，導致最后生產出來的氯化鉀質量明顯下降[4]。

4.2 結晶器分解后進入細晶罐

在液體結晶之后，各個容器中母液分解時，會釋放出穩定程度較高的氯化水溶液，這時人員可以讓母液細晶罐與相應液體之間進行良好接觸，讓其通過自動控制達到合理調節其穩定程度、氧化度、穩定飽和度等方面的優勢。與此同時，在使用的過程中，還可以通過母液溫度自動調節的控制系統，對結晶過程中的溫度進行管控，之后在相關液體內部、細晶母液淀漿內部，達到結合穩定程度、氧化程度、飽和程度的標準。在該操作過程中，這不僅能對母液結晶情況、結合氯化鉀、結晶效率有一定促進作用，還能降低其中氯化鉀的顆粒程度。除此之外，在使用的過程中，還存在一定的缺點——生產工作者需要借助分解水，對母液本身進行有效調節，確保其飽和度處于工藝標準內。而在實際生產中，該項處理環節需要耗用較長的時間，并不符合現代生產需要。對此，應當提前做好有關的計算工作，提高事前準備工作的落實效果，確定不同飽和狀態下的總體水平系數與濃度情況，基于此開展調節處理，可以有效縮短工作時間。

4.3 分解水加入到循環泵口內

經過分解操作之后的泵中水，會直接被接入到溶液循環閥內的泵口中，對其進行再次的分解操作，促使相應水分與已進入處理工人筒內、溶液循環開展中的液晶核氯化產生接觸后，高效地將大量細小母液晶核氯化鉀進行有效溶解、消除，然后長時間保留處理好的額外的晶核，以此保障相關的氯化鉀化肥的顆粒程度處于良好狀態，以及保證其在使用過程中的環境情況、質量。除此之外，由于互相接觸過程之中的化學反應時間相對較短，更有利于開展粒度動態控制、質量調節工作的進行。

5 鉀肥生產工藝的未來發展

從當前國內外諸多資源現實情況的角度進行分析，國內創建鉀肥生產工業體系不僅可以保障自身的充足實用，還能將以往的被動地位扭轉過來，并建設出年產總量達到100 萬噸的生產基地。與此同時，生產工作使用的結構，還在往高效率化、高質量化、綜合使用化方向進步。除此之外，國內該方面資源的充足性，讓生產工廠逐漸出現了全新的結晶方式硫酸鉀制作工藝，之后還依據其中的過剩的產品，形成了相關的示范性技術內容，并實現了當前國內在鉀肥上的自給自足。不僅如此，在發展的過程中，鉀肥的生產制造還滿足了當前農業建設中的增長需要[5]。

6 結語

綜上所述，科學技術的不斷發展，大幅提升了化肥的生產質量和效率，也讓反浮冷選結晶技術被大范圍使用。通過對鉀肥的生產特點、工藝標準、鉀肥生產工藝要點、工藝原理，以及冷卻結晶原理、加水處理方式、未來發展的內容進行細致分析后，工廠需要在真實情況的基礎上，挑選使用適合的措施，發揮該工藝存在的優勢，從而大幅提升總體的產出數量。