談 霞，李宏?duì)N

（青海中信國安科技發(fā)展有限公司，青海格爾木 816000）

與傳統(tǒng)硫酸鉀產(chǎn)品相比，硫酸鉀鎂肥具有養(yǎng)分含量豐富，改土效果好，能有效促進(jìn)作物生長，經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)［1-3］，產(chǎn)品可從鹽湖鹵水或固體鉀鎂鹽礦中，利用浮選工藝［4］及兩段轉(zhuǎn)化工藝制取。筆者以鹽田日曬得到的鉀、硫混鹽礦為原料，采用熱溶冷結(jié)晶工藝［5］，探索制得無藥劑污染硫酸鉀鎂肥產(chǎn)品的新工藝。

1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.1 原料與儀器

原料：鹽田日曬得到的鉀、硫混鹽礦。

儀器：2 L攪拌罐﹑電動攪拌器﹑水浴鍋﹑抽濾瓶及布氏漏斗、真空泵等。

1.2 實(shí)驗(yàn)過程

將原料與轉(zhuǎn)化液及淡水按一定比例混合，混合液恒溫在水浴鍋中加熱一定時間后過濾，固體廢棄物主要為氯化鈉，熱溶清液采取自然冷結(jié)晶，分離生成結(jié)晶產(chǎn)物主要為鉀鹽鎂礬混合物（還有部分硫酸鉀﹑氯化鉀和氯化鈉）。將結(jié)晶產(chǎn)物加入一定淡水和轉(zhuǎn)化液反應(yīng)，生成鉀鎂肥的濕產(chǎn)品，干燥后得到鉀鎂肥產(chǎn)品。冷結(jié)晶后尾液排至鹽田日曬成礦，轉(zhuǎn)化液返回?zé)崛芎娃D(zhuǎn)化工序在生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)使用。

實(shí)驗(yàn)完成了原礦和淡水的熱溶冷結(jié)晶制取鉀鎂肥的開路、閉路實(shí)驗(yàn)流程，并完成了原礦和轉(zhuǎn)化液熱溶冷結(jié)晶制取硫酸鉀鎂肥的實(shí)驗(yàn)。

1.3 分析方法［6］

K+采用季胺鹽容量法測定；Ca2+和 Mg2+采用EDTA容量法測定；Cl-采用硝酸銀容量法測定；采用氯化鋇容量法測定。

2 結(jié)果和討論

2.1 原礦粒度對鉀回收率的影響

在其他實(shí)驗(yàn)條件不變，原礦經(jīng)破碎和未經(jīng)破碎的條件下，考察了熱溶過濾、冷卻結(jié)晶、和轉(zhuǎn)化過程中鉀的回收率，如表1所示。從表1可以看出，原礦粒度破碎至1.70 mm時，熱溶過濾和冷卻結(jié)晶過程中鉀回收率分別比未經(jīng)破碎的原礦高10.5%和14.6%，經(jīng)計(jì)算總收率高出6.43%。

表1 原礦粒度對熱溶冷結(jié)晶的影響

2.2 熱溶劑對鉀回收率的影響

在一定實(shí)驗(yàn)條件下，將原礦分別與淡水、轉(zhuǎn)化液按一定比例混合，考察了對各過程中鉀回收率的影響，結(jié)果見表2。從表2可算出，原礦與淡水混合，其熱溶過濾過程鉀回收率比與轉(zhuǎn)化液混合的高15.55%，冷結(jié)晶過程鉀的回收率則較后者低39.31%。經(jīng)計(jì)算，全部與轉(zhuǎn)化液混合則鉀的總回收率達(dá)87.23%，與淡水混合鉀的總回收率為25%～30%。

表2 不同熱溶溶劑對熱溶冷結(jié)晶的影響

2.3 轉(zhuǎn)化液加入量對鉀回收率的影響

在一定條件下，考察了原礦與轉(zhuǎn)化液體積比（分別為1∶2和1∶1.5）對實(shí)驗(yàn)各過程中鉀回收率的影響，如表3所示。從表3可以看出，不同轉(zhuǎn)化液加入量對熱溶過濾過程中鉀回收率的影響不大，而冷結(jié)晶過程中原礦與轉(zhuǎn)化液體積比為1∶2時比1∶1.5時鉀的回收率低26.55%，經(jīng)計(jì)算鉀的總回收率分別為60.32%和58.50%，系統(tǒng)鉀的總回收率變化不明顯。

表3 不同轉(zhuǎn)化液加入量（與轉(zhuǎn)化液的體積比）對熱溶冷結(jié)晶的影響

2.4 熱溶溫度對鉀回收率的影響

在一定條件下，考察了不同熱溶溫度（分別為80℃和65℃）對實(shí)驗(yàn)各過程中鉀回收率的影響，如表4所示。從表4可以看出，隨著熱溶溫度升高，熱溶過濾過程鉀收率降低但不明顯，冷結(jié)晶過程鉀回收率增高明顯。經(jīng)計(jì)算，隨著熱溶溫度升高鉀的總回收率升高不明顯。溫度高于65℃時，熱溶物料過濾后尾固中鉀的損失增大，能耗增加。

表4 熱溶溫度對熱溶冷結(jié)晶的影響

2.5 熱溶時間對鉀回收率的影響

在一定條件下，考察了不同熱溶時間（60、30min）對各實(shí)驗(yàn)過程中鉀回收率的影響，如表5所示。由表5可以看出，延長熱溶時間時鉀回收率沒有大的提高。經(jīng)計(jì)算，延長加熱時間鉀的總回收率變化不大。綜合考慮，實(shí)驗(yàn)選擇適宜的熱溶時間為20 min。

表5 熱溶時間對熱溶冷結(jié)晶的影響

2.6 冷結(jié)晶溫度對鉀回收率的影響

在一定條件下，考察不同的冷結(jié)晶溫度對各實(shí)驗(yàn)過程中鉀回收率的影響，如表6所示。由表6可以看出，熱溶清液在10℃下冷結(jié)晶的效率優(yōu)于15℃，其鉀的回收率比后者高12.82%。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，熱溶清液冷結(jié)晶溫度為5℃時，冷結(jié)晶的效果比較理想，鉀收率最高。

表6 結(jié)晶溫度對熱溶冷結(jié)晶的影響

2.7 冷結(jié)晶時間對鉀回收率的影響

在一定條件下，考察了不同冷結(jié)晶時間（24、11h）對各實(shí)驗(yàn)過程中鉀回收率的影響，如表7所示。由表7可知，熱溶清液冷結(jié)晶時間24 h時比11 h時鉀的回收率高17%。

表7 冷結(jié)晶時間對熱溶冷結(jié)晶的影響

3 結(jié)論

通過實(shí)驗(yàn)證明，熱溶冷結(jié)晶工藝結(jié)合制取硫酸鉀鎂肥工藝可行。1）采用該法制取硫酸鉀鎂肥系統(tǒng)鉀的回收率主要決定于原礦中硫鉀質(zhì)量比的大小。硫鉀質(zhì)量比為2.6的原礦系統(tǒng)鉀的總收率達(dá)到87.23%，硫鉀質(zhì)量比為1.92的原礦系統(tǒng)鉀的總回收收率為59.64%。2）熱溶冷結(jié)晶工藝制取硫酸鉀鎂肥原礦粒度是一個影響熱溶和冷結(jié)晶反應(yīng)過程的因素。3）熱溶冷結(jié)晶工藝制取硫酸鉀鎂肥，在保證有足夠轉(zhuǎn)化液返回?zé)崛苓^濾過程，并與淡水按最佳比例混合反應(yīng)，可保證熱溶過濾過程回收率最高。4）熱溶冷結(jié)晶工藝制取硫酸鉀鎂肥，為保證能耗最低，熱溶溫度達(dá)到65℃時熱溶過程鉀的回收率較理想，熱溶時間為20 min時比較理想。5）熱溶冷結(jié)晶工藝制取硫酸鉀鎂肥，冷結(jié)晶溫度控制在5℃時鉀的回收率最高，冷結(jié)晶時間可根據(jù)不同的冷結(jié)晶設(shè)備來確定時間。

［1］汪家銘.硫酸鉀鎂肥生產(chǎn)現(xiàn)狀與市場前景［J］.無機(jī)鹽工業(yè)，2009，41（1）：8-11.

［2］吳小王，朱海麗.西臺吉乃爾鹽湖開發(fā)工藝及工業(yè)化現(xiàn)狀［J］.廣東化工，2012，39（1）：64，74.

［3］程懷德，馬海洲.中國硫酸鹽型鹽湖資源及無氯鉀肥開發(fā)展望［J］.無機(jī)鹽工業(yè)，2008，40（3）：8-10.

［4］程懷德，馬海州.利用硫酸鹽型鹽湖資源制取軟鉀鎂礬的研究［J］.鹽業(yè)與化工，2008，37（3）：24-26.

［5］張占良，申春玲.軟鉀鎂礬結(jié)晶實(shí)驗(yàn)研究［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2009（22）：19-20.