本实用新型专利技术提供一种从含硝酸钾的混合液中分离硝酸钾的分离装置，包括冷冻结晶器，冷冻结晶器为奥斯陆连续结晶器，冷冻结晶器含有用于自上而下进料的中心管、设置在冷冻结晶器上部周边位置的溢流口以及用于从冷冻结晶器中排出结晶物料的出料口；所述分离装置还包括与冷冻结晶器连接的结晶物料泵和与结晶物料泵连接的冷冻调节釜；所述分离装置还包括连接在冷冻调节釜下游的结晶沉降釜，冷冻调节釜中的物料输送到结晶沉降釜中进行结晶沉降。采用本实用新型专利技术所述装置从含硝酸钾的混合液中分离硝酸钾时，能提高冷冻结晶的结晶率，降低原料消耗或者提高钾资源的回收效率，提高综合经济效益；还可以增大硝酸钾的晶体粒径和均匀度，提高产品质量。提高产品质量。提高产品质量。
【技术实现步骤摘要】
一种从含硝酸钾的混合液中分离硝酸钾的分离装置
[0001]本技术涉及一种分离装置，具体是一种从含硝酸钾的混合液中分离硝酸钾的装置。
技术介绍
[0002]我国钾资源紧缺，约50％的钾资源靠进口，氯化钾工业深加工的主要产品为硝酸钾，并且我国硝酸钾的需求量以每年约5
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10％的速度增加，最近8年来新建硝酸钾项目主要都是采用硝酸氧化镁复分解法的生产工艺路线。而此工艺路线能耗的主要因素就在冷却到常温(物料20
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25℃)后的冷冻结晶(物料温度
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10～
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12℃)的能耗(冷冻压缩机用电)，原料回收率的高低主要决定因素就是冷冻结晶及分离技术的先进性，因为冷冻母液溶解和夹带的硝酸钾微晶体占原料损失总量的95％以上，目前我国利用硝酸氧化镁复分解法生产硝酸钾的氯化钾回收率平均值为92％，生产1吨硝酸钾消耗含量95％氯化钾840kg，硝酸 680Kg(折100％)，冷冻用电70kwh，损失的原料都进入了氯化镁溶液中，因而对氯化镁副产品的质量有更大的负面影响。所以冷冻结晶及结晶分离在硝酸氧化镁法复分解生产硝酸钾的工艺中是非常关键的一道工序，对于能耗和原料回收率都有决定性的意义。
[0003]在固态矿产资源中除了钾长石外还有很多矿石中都含有一定量的钾元素，如云母石、铝矾土、铁矿石等，这些矿在深加工生产时母液循环或者工业废水中都有一定量的钾元素，钾元素的提取分离产品有钾钠混合盐、氯化钾、硫酸钾、硝酸钾等，经济价值最高的是硝酸钾，如果以硝酸钾的形式提取回收钾资源，钾资源的回收效率、制造硝酸钾的质量和经济效益关键就取决于硝酸钾的冷冻结晶分离技术的先进性。
[0004]然而现有的冷冻结晶技术中都采用压缩后的氟利昂做冷媒剂，先用氟利昂冷冻氯化钠盐水而将盐水冷冻到
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25～
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28℃，冷冻盐水再间歇地对冷冻结晶釜进行旁管换热。该技术耗能巨大，且硝酸钾的分离效率不高，提取出的硝酸钾晶体的品质也不高。另外，现有技术中含硝酸钾的混合液在冷冻结晶器中冷冻结晶后，一般在经过或不经过消除硝酸钾的过饱和后即进入离心机分离出硝酸钾固体，这样的工艺和装置的离心效率不高，且离心母液中硝酸钾的跑料量大。
[0005]因此，本领域需要一种新的分离装置和分离方法，用于从含硝酸钾的混合液中分离出硝酸钾，具体例如从废水中冷冻结晶高效地分离出高品质的硝酸钾。
技术实现思路
[0006]冷冻结晶分离混合液中低浓度的硝酸钾，目的都是为了回收利用钾资源，提高钾资源的回收利用率。本方案主要解决硝酸钾冷冻结晶分离回收硝酸钾的生产过程中的若干问题，包括降低冷冻电耗、增大硝酸钾的结晶粒径(提高结晶品质)、提高结晶效率和提高硝酸钾结晶分离率(降低原料消耗或者提高钾的提取回收率)。
[0007]因此，本技术提供一种从含硝酸钾的混合液中分离硝酸钾的分离装置，所述分离装置包括冷冻结晶器，所述冷冻结晶器为奥斯陆连续结晶器，所述冷冻结晶器含有用
于自上而下进料的中心管、设置在冷冻结晶器上部周边位置的溢流口以及用于从冷冻结晶器中排出结晶物料的出料口；所述分离装置还包括与冷冻结晶器连接的结晶物料泵和与结晶物料泵连接的冷冻调节釜，所述结晶物料泵用于将冷冻结晶器中的结晶物料泵送至冷冻调节釜中；所述分离装置还包括连接在冷冻调节釜下游的结晶沉降釜，冷冻调节釜中的物料输送到结晶沉降釜中进行结晶沉降，所得晶体即为硝酸钾。
[0008]在一种具体的实施方式中，所述分离装置还包括连接在结晶沉降釜下游的离心机和冷冻母液槽，结晶沉降釜底部的浆料经结晶浆料泵泵送入离心机中进行离心分离，而结晶沉降釜上部的冷冻母液用于输送至冷冻母液槽中，在离心机中获取的固体物料即为从含硝酸钾的混合液中分离出来的硝酸钾。
[0009]在一种具体的实施方式中，所述分离装置还包括用于冷媒剂与冷冻结晶器中的含硝酸钾的混合液进行热交换的闪蒸换热器。
[0010]在一种具体的实施方式中，所述分离装置还包括与闪蒸换热器连接且用于容置压缩后的液相冷媒剂的桶泵机组和与闪蒸换热器连接且用于容置从闪蒸换热器中蒸发的气相冷媒剂的虹吸罐。
[0011]在一种具体的实施方式中，所述分离装置还包括与桶泵机组连接且用于压缩冷媒剂的压缩机组，且所述分离装置还包括用于将桶泵机组中的冷媒剂泵送至闪蒸换热器以及从闪蒸换热器泵回冷媒剂的冷媒剂泵。
[0012]在一种具体的实施方式中，冷冻结晶器与两台以上闪蒸换热器连接，且冷冻结晶器与每台闪蒸换热器之间均连接有循环泵。
[0013]在一种具体的实施方式中，所述冷冻调节釜的釜底采用蝶式封头结构，釜壁设置有用于提高晶体分布均匀度和粒径均匀度的返混板，且冷冻调节釜中采用转速可调的桨式搅拌结构。
[0014]在一种具体的实施方式中，所述冷冻母液槽中的冷冻母液经冷冻母液泵泵出冷冻母液槽。
[0015]在一种具体的实施方式中，所述结晶沉降釜包括中心沉降管，且结晶沉降釜上还设置有溢流管口用于将上清液溢流至所述冷冻母液槽中，所述溢流管口的高度低于所述中心沉降管的顶部高度，且所述结晶沉降釜设置有用于晶体排出的锥底，所述结晶沉降釜还设置有转速可调的搅拌桨。
[0016]在一种具体的实施方式中，所述冷冻结晶器、冷冻调节釜和结晶沉降釜及其之间的连接管路均设置有保温层。
[0017]在一种具体的实施方式中，所述分离装置还包括与所述冷冻结晶器的中心管顶部连接的冷冻进料缓冲槽和冷冻进料缓冲泵，所述离心机中排出的离心母液通过管道与所述冷冻进料缓冲槽连接。
[0018]在一种具体的实施方式中，所述分离装置还包括与闪蒸换热器连接的热水槽和热水泵。
[0019]有益效果：本装置和方法可以从含硝酸钾的混合液中分离出硝酸钾，具体例如从低浓度的硝酸钾废水中分离出硝酸钾。使用本装置和方法可以在硝酸氧化镁法复分解生产硝酸钾时提高原料回收效率和解决以下问题，也可以在含钾工业循环母液和工业废水中钾元素的分离提取以及深加工生产硝酸钾时解决以下问题：1)利用氟利昂冷媒剂的蒸发直接
冷冻含硝酸钾的混合液物料，能减少用冷冻盐水需要的二次传热的能源损失和盐水循环泵的能源损耗，提高电能的利用效率；2)在硝酸氧化镁法生产硝酸钾时，冷却结晶硝酸钾后常温下硝酸钾的浓度不高，硝酸钾的含量较少，其他工业循环母液或者工业废水深加工生产硝酸钾的混合溶液中硝酸钾含量会更少，冷冻时随着物料温度的降低物料粘度随之增大，在冷冻物料温度为
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10℃时有的含硝酸钾的混合物料的粘度达到了100cp以上(含硝酸钾的氧化铝循环母液的粘度高达150
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170sp)，晶核运动速度慢，造成物料在冷冻过程中过饱和时间相对较长，并且结晶粒度很小，增加了晶体分离的难度，使得很多微细的硝酸钾晶体进入母液，严重影响分离效果；而使用本装置和方法可以提高结晶区的晶体分布密度，使过饱和状态下的晶核能快速找到晶种，并使晶体长大，这样在加速消除体系过饱和的同时，增大了晶体粒度，为提高分离本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种从含硝酸钾的混合液中分离硝酸钾的分离装置，其特征在于，所述分离装置包括冷冻结晶器（6），所述冷冻结晶器（6）为奥斯陆连续结晶器，所述冷冻结晶器（6）含有用于自上而下进料的中心管（61）、设置在冷冻结晶器上部周边位置的溢流口（62）以及用于从冷冻结晶器中排出结晶物料的出料口（63）；所述分离装置还包括与冷冻结晶器连接的结晶物料泵（7）和与结晶物料泵连接的冷冻调节釜（8），所述结晶物料泵用于将冷冻结晶器中的结晶物料泵送至冷冻调节釜中；所述分离装置还包括连接在冷冻调节釜（8）下游的结晶沉降釜（9），冷冻调节釜（8）中的物料输送到结晶沉降釜（9）中进行结晶沉降，所得晶体即为硝酸钾。2.根据权利要求1所述的分离装置，其特征在于，所述分离装置还包括连接在结晶沉降釜（9）下游的离心机（11）和冷冻母液槽（12），结晶沉降釜底部的浆料经结晶浆料泵（10）泵送入离心机（11）中进行离心分离，而结晶沉降釜上部的冷冻母液用于输送至冷冻母液槽（12）中，在离心机中获取的固体物料即为从含硝酸钾的混合液中分离出来的硝酸钾。3.根据权利要求1或2所述的分离装置，其特征在于，所述分离装置还包括用于冷媒剂与冷冻结晶器（6）中的含硝酸钾的混合液进行热交换的闪蒸换热器（3）。4.根据权利要求3所述的分离装置，其特征在于，所述分离装置还包括与闪蒸换热器（3）连接且用于容置压缩后的液相冷媒剂的桶泵机组（2）和与闪蒸换热器（3）连接且用于容置从闪蒸换热器中蒸发的气相冷媒剂的虹吸罐（5）。5.根据权利要求4所述的分离装置，其特征在于，所述分离装置还包括与桶泵机组（...
【专利技术属性】
技术研发人员：张丕文，田开山，王新磊，吕志超，
申请(专利权)人：湖南化工设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：
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