兑卤法生产氯化钾工艺制造技术

本发明专利技术兑卤法生产氯化钾工艺改进，对现有兑卤法生产氯化钾工艺加发适当的改进，包括对卤工序、蒸发工序、保温沉降工序、冷却结晶工序、分解洗涤工序，改进后的新工艺基本保留原工艺的几个主要工序和操作控制条件，但对部分过程作了重大调整，对高温盐中的ＮａＣｌ和ＭｇＳＯ＃－［４］.Ｈ＃－［２］Ｏ作了高分离，对工艺过程作了巧妙安排，增加少量设备后，在得到ＫＣｌ产品的同时又获得ＮａＣｌ和ＭＧＳＯ＃－［４］.Ｈ＃－［２］Ｏ两个产品。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
兑卤法生产氯化钾工艺改进一、
本专利技术涉及氯化钾生产工艺，尤其涉及兑卤法生产氯化钾工艺改进。二、
技术介绍
海水是取之不尽，用之不竭的天然资源，其中蕴藏着丰富的多种元机盐类。海盐生产主要是以海水为原料，以太阳能为能源，在盐田中经过蒸发浓缩、结晶、堆坨、淋卤等过程而制得。制盐后的母液称为“苦卤”，根据海水蒸发析盐规律可知，在晒盐过程中只有少量的硫酸钙伴随氯化钠结晶析出，其它的无机盐类被富集在苦卤中，苦卤的化学组成如下：Be’  NaCl   MgCl2  MgSO4  KCl   Br-30    60-110   150-180   60-95    20-25   3-3.5  g/l每产一吨海盐付产0.8-1m3的苦卤，我国每年海盐产量达2000万吨，付产苦卤约1800万立方米，其中溶存着镁盐420万吨，钾盐40万吨，溴5.85万吨。显然，苦卤是提取这些重要化工原料的宝贵资源。目前沿海地区各大盐场都建有以苦卤资源综合利用为主体的盐化工厂。经过多年的生产实践，自苦卤中提取氯化钾、氯化镁、溴素等化工产品已形成成熟的综合利用工艺。其中氯化钾产品是该综合利用工艺中的龙头产品，它的技术水平和经济效益的优劣，对整体综合利用的经济效益将产生举足轻重的影响。老的氯化钾生产工艺主要由兑卤、蒸发、保温沉降、冷却结晶、分解洗涤等工序组成。具体的工艺流程见图1，该工艺在我国盐化行业中已使用40多年了，为国民经济的发展也做出了一定的贡献。过去在计划经济时期，煤、水、电的价格和人工工资都很低，经济上还免强能维持下去。改革开放后在市场经济大潮的冲击下，物价不断的调整，煤、水、电的人格及工人工资等大幅度向上调整，旧的生产工艺已难于承受，氯化钾的生产出现了严重亏损的局面。近年来每吨氯化钾的生产成本已在2000元以上，而销售价格仅在1200元/吨左右。生产的越多亏损也就越多。现在一些盐化厂均以氯化镁和溴素两产品的利润来减轻氯化钾亏损的程度，但这扭转不了盐化工整体亏损的大局面。显然，这种局面主要是由于氯化钾生产工艺技术陈旧落后造成的。目前各盐化厂举步艰难，老工艺的改进已迫在眉捷。兑卤法生产氯化钾老工艺存在的主要问题-->如下：1.能源消耗太高：每生产一吨氯化钾，约需要从卤水中蒸发掉25吨的水，煤耗达4吨多，电耗达900多度，仅消耗的煤电费用就达1350元/吨钾。2.苦卤资源综合利用率低，具体表现为：  (1)KCl的提取率仅达60-70％；  (2)生产过程中每产一吨氯化钾要付产8-10吨的高温盐(即在蒸发过程中结晶析出的NaCl和MgSO4·H2O付产物)高温盐的化学成份如下：KCl      NaCl       MgSO4      MgCl21-2％      30-40％      28-40％      5-8％多数厂家是用海水将其溶解化掉，少数厂家有用户时当作低级肥料卖掉，经济收益很有限。仅高温盐中夹带的氯化钾损失就占钾总损失的10％以上。另外，在卤水蒸发浓缩过程中要蒸发大量水份，随之析出的NaCl和MgSO4·H2O混在一起，由于没有较理想的分离手段，混合盐难于应用，造成资源的极大浪费，对环境也造成污染。3.工艺流程长、空运转量大：流程长、设备多、操作复杂、电耗高、人工多、折旧大。加上系统中产生的复生卤水如：浓厚卤、分解液、洗涤液、高温盐回收液等都要返回系统掺兑使用无疑这些回头卤水是在作空运转，都是增加能耗和增加成本的重要原因。苦卤高温蒸发的析盐规律是：随着卤水浓度的提高其沸点也在不断升高。根据卤水沸点升高的情况可间接地反映出卤水的浓缩情况。由于试验结果表明卤水沸点在116以前，主要是NaCl单独结晶析出阶段。沸点升到116-121之间时，为NaCl和MgSO4H2O两盐共同结晶析出，其析出率达80％以上，剩在母液中的主要是MgCl2和KCl及少量的MgBr。该母液冷却后(到30-40℃)将析出大量的光卤石(分子式为KCl·MgCl2·6H2O)，同时有少量的NaCl伴随析出。分离出的光卤石加入适量的水(生产上叫分解洗涤)可将其中的MgCl2、NaCl和结晶水洗掉，经离心脱水后可得到含纯90％以上的KCl。生产中为什么将浓厚卤、苦卤、分解液、洗涤液等返回系统进行兑卤？作用有两点，其一是调节苦卤的化学组成。使MgCl2/KCl比值在10以上，防止在高温蒸发过程中有其它钾盐析出(因MgSO4过饱和度较大，很容易与苦卤中的钾形成钾复盐结晶析出如K2SO42MgSO4复盐等)，造成钾的损失，降低光卤石产率；其二是兑入老卤(其中MgCl2浓度很高)借助Cl-的同离子效应，可降低NaCl溶解度。因此，在兑卤过程中有一部分NaCl结晶析出，可降低蒸发过程中料液的固液-->比，有利于蒸发操作。具体的工艺简述如下：见图1。(一)兑卤工序(1)苦卤、浓厚卤、分解液、洗涤液、高温盐回收液等按一定比例用泵打入兑卤沉降器上方的混合槽掺混后，并析出一部分NaCl，通常控制苦卤：老卤＝8∶2、卤水中MgCl2/KCl＝10。(2)在沉降器内(道尔沉降器)进一步混合、析盐和固液分离，底部得到NaCl盐浆(生产上称苦盐)，上部溢流出清卤(即混合卤)，供蒸发工序使用。(3)苦盐浆经过离心机脱卤后得到工业盐(较细)作为付产品处理。(二)蒸发工序自兑卤工序用泵送来的混合卤，经过两效蒸发罐蒸发浓缩，蒸发掉大量的水份。使卤水中的KCl和MgCl2得到浓缩，其中在II效蒸发罐内有大量的NaCl结晶析出，在I效罐内主要是MgSO4 H2O和NaCl两盐结晶析出。蒸发终止的沸点为128℃，清液的浓度36.5°Be’左右。蒸发完成液经负压降温器，温度降至110℃后，送入下一保温沉降工序进行固液分离。(三)保温沉降工序蒸发完成液中含有很多的固相晶体，主要是NaCl和MgSO4 H2O两种晶体。需要在高温下(约110℃)将蒸发完成液进行固液分离，此过程是在保温沉降器中进行的。底部排出热的高温盐浆，上部溢流出澄清液(110℃，36.5°Be’)。将一定比例的常温苦卤加入到热高温盐浆中，在一个卧式搅拌槽中进行溶浸夹带的母液及钾盐，后经真空转鼓过滤机脱卤。其滤液为高温盐回收液返回系统参与兑卤。其滤饼即为高温盐，通常是用海水化掉.冲入地沟。(四)冷却结晶自保温沉降工序送来的澄清液，其中主要含有MgCl、KCl和少量的NaCl、MgSO4、MgBr2等。此澄清液经冷却后将有大量的光卤石(KCl MgCl2 6H2O)和少量的NaCl共同析出。一般冷却设备为真空结晶器，风冷塔等，冷却终温为30-40℃。冷却后，经光卤石沉降器进行固液分离。底部排出光卤石浆料。上部溢流出母液(生产上叫老卤或浓厚卤)一部分老卤返回系统参加兑卤，另一部分排出生产系统外可作为原料再提取溴素(Br2)，最后母液再浓缩，冷却得到固形物氯化镁产品。(五)分解洗涤工序来自冷却工序的光卤石浆料，经离心机脱卤得到光卤石，甩出的母液(浓-->厚卤)，返回去兑卤，光卤石卸入卧式搅拌槽中，加水分解洗涤将光卤石中的MgCl2、NaCl和结晶水溶入液相，剩余固相中主要是KCl。经过离心机脱水后得到产品氯化钾。该工序通常是二次加水，两次固液分离。第一次加水主要是分解掉光卤石中的MgCl2，所得母液称为分解液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种兑卤法生产氯化钾工艺改进，包括对卤工序、蒸发工序、保温沉降工序、冷却结晶工序、分解洗涤工序，其中，（一）兑卤工序（１）苦卤、浓厚卤、分解液、洗涤液、高温盐回收液等按一定比例用泵打入兑卤沉降器上方的混合槽掺混后，并析出一部分ＮａＣ ｌ，通常控制苦卤∶老卤＝８∶２、卤水中ＭｇＣｌ↓［２］／ＫＣｌ＝１０；（２）在沉降器内（道尔沉降器）进一步混合、析盐和固液分离，底部得到ＮａＣｌ盐浆（生产上称苦盐），上部溢流出清卤（即混合卤），供蒸发工序使用；（３）苦盐浆经过离心机 脱卤后得到工业盐（较细）作为付产品处理；（二）蒸发工序自兑卤工序用泵送来的混合卤，经过两效蒸发罐蒸发浓缩，蒸发掉大量的水份。使卤水中的ＫＣｌ和ＭｇＣｌ↓［２］得到浓缩，其中在Ⅱ效蒸发罐内有大量的ＮａＣｌ结晶析出，在Ⅰ效罐内主要是Ｍｇ ＳＯ↓［４］ Ｈ↓［２］Ｏ和ＮａＣｌ两盐结晶析出。蒸发终止的沸点为１２８℃，清液的浓度３６．５°Ｂｅ’左右。蒸发完成液经负压降温器，温度降至１１０℃后，送入下一保温沉降工序进行固液分离；（三）保温沉降工序蒸发完成液中含有很多的固相晶 体，主要是ＮａＣｌ和ＭｇＳＯ↓［４］ Ｈ↓［２］Ｏ两种晶体，需要在高温下（约１１０℃）将蒸发完成液进行固液分离，此过程是在保温沉降器中进行的，底部排出热的高温盐浆，上部溢流出澄清液（１１０℃，３６．５°Ｂｅ’），将一定比例的常温苦卤加入到热高温盐浆中，在一个卧式搅拌槽中进行溶浸夹带的母液及钾盐，后经真空转鼓过滤机脱卤，其滤液为高温盐回收液返回系统参与兑卤，其滤饼即为高温盐，通常是用海水化掉，冲入地沟；（四）冷却结晶自保温沉降工序送来的澄清液，其中主要含有ＭｇＣｌ↓［２ ］、ＫＣｌ和少量的ＮａＣｌ、ＭｇＳＯ↓［４］、ＭｇＢｒ↓［２］等，此澄清液经冷却后将有大量的光卤石（ＫＣｌ ＭｇＣｌ↓［２］ ６Ｈ↓［２］Ｏ）和少量的ＮａＣｌ共同析出。一般冷却设备为真空结晶器，风冷塔等，冷却终温为３０－４０℃，冷却后，经光卤石沉降器进行固液分离。底部排出光卤石浆料，上部溢流出母液（生产上叫老卤或浓厚卤）一部分老卤返回系统参加兑卤，另一部分排出生产系统外可作为原料再提取溴素（Ｂｒ↓［２］），最后母液再浓缩，冷却得到固形物氯化镁产品；（五）分解洗涤工序来 自冷却工序的光卤石浆料，经离心机脱卤得到光卤石，甩出的母液（浓厚卤），返回去兑卤，光卤石卸入卧式搅拌槽中，加水分解洗涤将光卤石...

【技术特征摘要】
1、一种兑卤法生产氯化钾工艺改进，包括对卤工序、蒸发工序、保温沉降工序、冷却结晶工序、分解洗涤工序，其中，(一)兑卤工序(1)苦卤、浓厚卤、分解液、洗涤液、高温盐回收液等按一定比例用泵打入兑卤沉降器上方的混合槽掺混后，并析出一部分NaCl，通常控制苦卤：老卤＝8∶2、卤水中MgCl2/KCl＝10；(2)在沉降器内(道尔沉降器)进一步混合、析盐和固液分离，底部得到NaCl盐浆(生产上称苦盐)，上部溢流出清卤(即混合卤)，供蒸发工序使用；(3)苦盐浆经过离心机脱卤后得到工业盐(较细)作为付产品处理；(二)蒸发工序自兑卤工序用泵送来的混合卤，经过两效蒸发罐蒸发浓缩，蒸发掉大量的水份。使卤水中的KCl和MgCl2得到浓缩，其中在II效蒸发罐内有大量的NaCl结晶析出，在1效罐内主要是MgSO4 H2O和NaCl两盐结晶析出。蒸发终止的沸点为128℃，清液的浓度36.5°Be’左右。蒸发完成液经负压降温器，温度降至110℃后，送入下一保温沉降工序进行固液分离；(三)保温沉降工序蒸发完成液中含有很多的固相晶体，主要是NaCl和MgSO4 H2O两种晶体，需要在高温下(约110℃)将蒸发完成液进行固液分离，此过程是在保温沉降器中进行的，底部排出热的高温盐浆，上部溢流出澄清液(110℃，36.5°Be’)，将一定比例的常温苦卤加入到热高温盐浆中，在一个卧式搅拌槽中进行溶浸夹带的母液及钾盐，后经真空转鼓过滤机脱卤，其滤液为高温盐回收液返回系统参与兑卤，其滤饼即为高温盐，通常是用海水化掉，冲入地沟；(四)冷却结晶自保温沉降工序送来的澄清液，其中主要含有MgCl2、KCl和少量的NaCl、MgSO4、MgBr2等，此澄清液经冷却后将有大量的光卤石(KCl MgCl2 6H2O)和少量的NaCl共同析出。一般冷却设备为真空结晶器，风冷塔等，冷却终温为30-40℃，冷却后，经光卤石沉降器进行固液分离。底部排出光卤石浆料，上部溢流出母液(生产上叫老卤或浓厚卤)一部分老卤返回系统参加兑卤，另一部分排出生产系统外可作为原料再提取溴素(Br2)，最后母液再浓缩，冷却得到固形物氯化镁产品；(五)分解洗涤工序来自冷却工序的光卤石浆料，经离心机脱卤得到光卤石，甩出的母液(浓厚卤)，返回去兑卤，光卤石卸入卧式搅拌槽中，加水分解洗涤将光卤石中的MgCl2、NaCl和结晶水溶入液相，剩余固相中主要是KCl，经过离心机脱水后得到产品氯化钾，该工序通常是二次加水，两次固液分离，第一次加水主要是分解...

【专利技术属性】
技术研发人员：李树生，
申请(专利权)人：中盐制盐工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]