一种硫酸镁亚型盐湖卤水制取全水溶硫酸钾的工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种硫酸镁亚型盐湖卤水制取全水溶硫酸钾的工艺，包括以下步骤：⑴以硫酸镁亚型盐湖卤水为原料，经第一段盐田蒸发脱钠后分别得到钾混盐矿和光卤石母液；钾混盐矿制得软钾镁矾；⑵光卤石母液进行第二段盐田蒸发，分别得到光卤石矿和老卤水；光卤石矿制得氯化钾；⑶软钾镁矾与淡水调浆混合后，加热至全部溶解形成饱和溶液，经保温过滤得到富钾清液Ⅰ；⑷将氯化钾、淡水和硫酸钾母液调浆混合后，加热至全部溶解形成饱和溶液，经保温过滤得到富钾清液Ⅱ；⑸将富钾清液Ⅰ和富钾清液Ⅱ混合转化反应后强制冷却，固液分离得到全水溶硫酸钾固体和硫酸钾母液；硫酸钾母液分别返回步骤⑷和⑵循环使用。本发明专利技术具有工艺简单、低能耗、低成本的优点。

A process of producing water soluble potassium sulfate from magnesium sulfate sub salt lake brine

【技术实现步骤摘要】
一种硫酸镁亚型盐湖卤水制取全水溶硫酸钾的工艺
本专利技术涉及无机盐化工领域，尤其涉及一种硫酸镁亚型盐湖卤水制取全水溶硫酸钾的工艺。
技术介绍
硫酸钾是一种优质无氯钾肥，特别适用于忌氯喜钾的经济作物，如烟草、葡萄、番茄、棉花、甜菜、茶树、马铃薯、亚麻及各种果树等，施入土壤后不仅能提高农产品产量，还能改善其品质，同时它也是制作无氯氮、磷、钾三元复合肥的主要原料。近年来随着滴灌技术在我国大田作物中越来越多的推广应用，市场对全水溶硫酸钾产品的需求呈逐年增长的趋势，从而展现出良好的发展前景。目前，全水溶硫酸钾的生产工艺主要有两种，曼海姆法和转化法。曼海姆法使用农用氯化钾和浓硫酸在480~550℃条件下使其发生复分解反应，形成硫酸钾和盐酸。转化法使用农用氯化钾和硫酸盐通过分段转化反应形成硫酸钾和氯化物。这两种方法均需要采用农用氯化钾作为原料，而我国90%以上的农用氯化钾是由盐湖产出的，由于盐湖地区沙尘天气较多，氯化钾原料本身含泥沙，因此这两种方法得到的硫酸钾产品中的水不溶物指标较难控制，灌溉作业时往往需要增加澄清设备，成本较高，操作繁琐，因而难以满足现代化农业对于喷灌、滴灌中化肥应用的要求标准。为解决上述问题，中国专利CN103896683A公开了一种水溶性速溶硫酸钾生产工艺，该工艺以盐湖产农用硫酸钾为原料，采用“热溶解—离心分离除杂—冷结晶”工艺提纯农用硫酸钾，得到了高纯度全水溶硫酸钾结晶，此时添加分散剂、软水剂、酸性提供剂和润湿剂，经机械混合均匀、干燥、包装后成为速溶硫酸钾肥料。但是，由于硫酸钾溶解度很低，采用重结晶工艺需要加热大量的硫酸钾结晶母液，造成了较高的生产成本。针对这一问题，中国专利CN107417307A公开了一种水溶性滴灌用硫酸钾的制备工艺，该工艺以农用硫酸钾为原料，通过加入无机酸增溶，小分子有机醇溶析结晶的方法，提高了硫酸钾的溶解度，得到了结晶均匀的全水溶硫酸钾产品。但是，该工艺采用强酸增溶和有机醇溶析操作对设备材质抗腐蚀要求苛刻，溶析液含有的有机醇需要通过精馏方式回收进一步增加了能耗，应用受到一定的限制。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种工艺简单、低能耗、低成本的硫酸镁亚型盐湖卤水制取全水溶硫酸钾的工艺。为解决上述问题，本专利技术所述的一种硫酸镁亚型盐湖卤水制取全水溶硫酸钾的工艺，包括以下步骤：⑴以硫酸镁亚型盐湖卤水为原料，经第一段盐田蒸发脱钠后分别得到钾混盐矿和光卤石母液；所述钾混盐矿经过加水转化、浮选、过滤得到软钾镁矾；⑵所述光卤石母液与老卤水按1：0.2~1：0.6的体积比兑卤，得到兑卤完成液，该兑卤完成液导入光卤石池进行第二段盐田蒸发，分别得到光卤石矿和老卤水；所述光卤石矿中加入淡水和硫酸钾母液的混合液经分解、浮选、过滤得到氯化钾；⑶将所述软钾镁矾与淡水按1：1~1：1.82的质量比调浆混合后，加热至60~95℃，软钾镁矾全部溶解形成饱和溶液，经保温过滤，滤除水不溶物后得到富钾清液Ⅰ；⑷将所述氯化钾、淡水和硫酸钾母液按1：1.82：0.1~1：1：1.72的质量比调浆混合后，加热至70~95℃，氯化钾全部溶解形成饱和溶液，经保温过滤，滤除水不溶物后得到富钾清液Ⅱ；⑸将所述富钾清液Ⅰ和所述富钾清液Ⅱ按1：1.10~1：50的体积比混合，转化反应1~2小时后于25~45℃强制冷却，至转化料浆温度降至30~40℃时固液分离，分别得到全水溶硫酸钾固体和硫酸钾母液；所述硫酸钾母液分别返回所述步骤⑷和所述步骤⑵循环使用。所述步骤⑴中钾混盐矿是指含有K+、Na+、Mg2+、Cl-、SO42-元素的矿物；其中[K+]介于3.5~7%，[Mg2+]介于5~9%，[Cl-]介于20~35%，[SO42-]介于12~29%，其硫钾比＞2.5，钾混盐矿固相点位于K+、Na+、Mg2+//Cl-、SO42-—H2O298K五元水盐体系相图中的软钾镁矾相区。所述步骤⑵中光卤石矿是指含有K+、Na+、Mg2+、Cl-、SO42-元素的矿物；其中[K+]介于6~10%，[Mg2+]介于5.5~10%，[Cl-]介于22~35%，[SO42-]介于1~10%，光卤石矿固相点位于K+、Na+、Mg2+//Cl-、SO42-—H2O298K五元水盐体系中的氯化钾相区。所述步骤⑵中兑卤比例为1：0.25~1：0.45。所述步骤⑶中软钾镁矾与淡水的质量比为1：1.20~1：1.35。所述步骤⑶与所述步骤⑷中加热温度为85~95℃。所述步骤⑷中氯化钾、淡水和硫酸钾母液的质量比为1：1：1.45~1：1：1.55。所述步骤⑸中富钾清液Ⅰ和富钾清液Ⅱ的体积比为1：1.30~1：1.45。所述步骤⑸中转化时间为1.5小时。所述步骤⑸中强制冷却温度为30~40℃。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术以硫酸镁亚型盐湖卤水为原料，采用盐田分段兑卤蒸发晒矿工艺，得到优质钾混盐和光卤石原矿，再分别经过分解/转化、浮选得到软钾镁矾和氯化钾中间产品，克服了氯化钾中硫酸根杂质高不利于硫酸钾转化的技术问题，实现了硫酸根在工艺体系中合理分布。2、本专利技术利用软钾镁矾和氯化钾溶解度随温度变化敏感的特点（如图2），采用“分别热溶净化-高温转化”的工艺制备全水溶硫酸钾产品，解决了现有硫酸钾重结晶工艺物料运转量大、能耗高、生产成本高的技术问题。所得硫酸钾产品全溶于水，产品质量远高于现有硫酸钾产品质量标准，既可作为喷滴灌肥直接使用，也可作为水溶肥生产原料。3、本专利技术工艺设备成熟、操作简单、低能耗、经济效益好。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1为本专利技术的工艺流程图。图2为本专利技术硫酸钾、软钾镁矾和氯化钾溶解度随温度变化曲线图。具体实施方式一种硫酸镁亚型盐湖卤水制取全水溶硫酸钾的工艺，包括以下步骤：⑴以硫酸镁亚型盐湖卤水为原料，经第一段盐田蒸发脱钠后分别得到钾混盐矿和光卤石母液。其中：钾混盐矿是指含有K+、Na+、Mg2+、Cl-、SO42-元素的矿物；其中[K+]介于3.5~7%，[Mg2+]介于5~9%，[Cl-]介于20~35%，[SO42-]介于12~29%，其硫钾比＞2.5，钾混盐矿固相点位于K+、Na+、Mg2+//Cl-、SO42-—H2O298K五元水盐体系相图中的软钾镁矾相区。钾混盐矿用来生产软钾镁矾，软钾镁矾是水盐体系生产硫酸钾的中间产品。钾混盐矿采用转化-烷基磺酸盐正浮选法经过加水转化、浮选、过滤得到软钾镁矾。⑵光卤石母液与老卤水按1：0.2~1：0.6的体积比兑卤，得到兑卤完成液，该兑卤完成液导入光卤石池进行第二段盐田蒸发，分别得到硫酸根低于10%的优质光卤石矿和老卤水。兑卤比例优选为1：0.25~1：0.45。其中：老卤水是指兑卤完成液析完光卤石矿的尾液，主要成分是氯化镁饱和溶液，含少量的硫酸镁、硼酸盐和锂盐。光卤石矿是指含有K+、Na+、Mg2+、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硫酸镁亚型盐湖卤水制取全水溶硫酸钾的工艺，包括以下步骤：/n⑴以硫酸镁亚型盐湖卤水为原料，经第一段盐田蒸发脱钠后分别得到钾混盐矿和光卤石母液；所述钾混盐矿经过加水转化、浮选、过滤得到软钾镁矾；/n⑵所述光卤石母液与老卤水按1：0.2~1：0.6的体积比兑卤，得到兑卤完成液，该兑卤完成液导入光卤石池进行第二段盐田蒸发，分别得到光卤石矿和老卤水；所述光卤石矿中加入淡水和硫酸钾母液的混合液经分解、浮选、过滤得到氯化钾；/n⑶将所述软钾镁矾与淡水按1：1~1：1.82的质量比调浆混合后，加热至60~95℃，软钾镁矾全部溶解形成饱和溶液，经保温过滤，滤除水不溶物后得到富钾清液Ⅰ；/n⑷将所述氯化钾、淡水和硫酸钾母液按1：1.82：0.1~1：1：1.72的质量比调浆混合后，加热至70~95℃，氯化钾全部溶解形成饱和溶液，经保温过滤，滤除水不溶物后得到富钾清液Ⅱ；/n⑸将所述富钾清液Ⅰ和所述富钾清液Ⅱ按1：1.10 ~1：50的体积比混合，转化反应1~2小时后于25~45℃强制冷却，至转化料浆温度降至30~40℃时固液分离，分别得到全水溶硫酸钾固体和硫酸钾母液；所述硫酸钾母液分别返回所述步骤⑷和所述步骤⑵循环使用。/n...

【技术特征摘要】
1.一种硫酸镁亚型盐湖卤水制取全水溶硫酸钾的工艺，包括以下步骤：
⑴以硫酸镁亚型盐湖卤水为原料，经第一段盐田蒸发脱钠后分别得到钾混盐矿和光卤石母液；所述钾混盐矿经过加水转化、浮选、过滤得到软钾镁矾；
⑵所述光卤石母液与老卤水按1：0.2~1：0.6的体积比兑卤，得到兑卤完成液，该兑卤完成液导入光卤石池进行第二段盐田蒸发，分别得到光卤石矿和老卤水；所述光卤石矿中加入淡水和硫酸钾母液的混合液经分解、浮选、过滤得到氯化钾；
⑶将所述软钾镁矾与淡水按1：1~1：1.82的质量比调浆混合后，加热至60~95℃，软钾镁矾全部溶解形成饱和溶液，经保温过滤，滤除水不溶物后得到富钾清液Ⅰ；
⑷将所述氯化钾、淡水和硫酸钾母液按1：1.82：0.1~1：1：1.72的质量比调浆混合后，加热至70~95℃，氯化钾全部溶解形成饱和溶液，经保温过滤，滤除水不溶物后得到富钾清液Ⅱ；
⑸将所述富钾清液Ⅰ和所述富钾清液Ⅱ按1：1.10~1：50的体积比混合，转化反应1~2小时后于25~45℃强制冷却，至转化料浆温度降至30~40℃时固液分离，分别得到全水溶硫酸钾固体和硫酸钾母液；所述硫酸钾母液分别返回所述步骤⑷和所述步骤⑵循环使用。


2.如权利要求1所述的一种硫酸镁亚型盐湖卤水制取全水溶硫酸钾的工艺，其特征在于：所述步骤⑴中钾混盐矿是指含有K+、Na+、Mg2+、Cl-、SO42-元素的矿物；其中[K+]介于3.5~7%，[Mg2+]介于5~9%，[Cl-]介于20~35%，[SO42-]介于12~29%，其硫钾比＞2.5，钾混盐矿固相点位于K+、Na+、Mg2+//Cl-、SO42-—H2O298K五元水盐体系相图中的软钾镁矾相区。


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【专利技术属性】
技术研发人员：李陇岗，余明祥，秦佳政，刘贺，
申请(专利权)人：青海中信国安锂业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：青海;63