近年来,随着钾盐生产实践,化学工业部化工矿山设计研究院新开发了两个新工艺:
(1)兑卤脱钠控速分解法将K+、Na+、Mg2+/Cl-、H2O四元体系的卤水,泵入盐田,日晒蒸发,在结晶出含钾矿物光卤石之前将浓度大大提高了的卤水(相当于相图共饱线E点组成)送到加工厂与老卤(相当于相图共饱线F点组成)相兑,NaCl在兑卤瞬间就从卤水中以极细的颗粒结晶出来,同时卤水中的钾以光卤石晶体形式从卤水中结晶出来,但颗粒较粗大。细粒氯化钠很容易地从溢流中排除,剩余的部分是含少量氯化钠的光卤石(低钠光卤石)。向低钠光卤石加水,控制光卤石分解速度,使其中大部分氯化镁溶于水排掉,就得到了最终产品氯化钾(氯化钾含量可达98%)。如需提高纯度,再加淡水清洗即可。
1995年已建成两个万吨级生产装置。生产出优质氯化钾产品,其中间产品低钠光卤石已被用作电解金属镁的原料。该工艺流程不仅可获得高品质的氯化钾产品,而且节省了盐田面积,免去光卤石的采收过程,缩短了生产周期,设备可全部国产化。
(2)盐田光卤石溶解重结晶制取氯化钾:将原卤泵入钠盐池,经蒸发浓缩至光卤石时,再泵入兑卤池,同时泵入老卤兑卤,兑卤后析出的光卤石沉淀,达到一定厚度时(30~50 cm)停止兑卤,疏干池内卤水,加入淡水溶解光卤石,当接近饱和时,泵入钾盐池进行蒸发浓缩析出KCl,采收KCl经脱水、干燥得到钾盐产品;钾盐池卤水NaCl达到饱和时,排回钠盐池进行再循环生产。兑卤池析出光卤石后的卤水排入二段光卤石池,经蒸发浓缩析出二段光卤石,排放一部分终点卤水,另一部分排入老卤池兑卤和调节钠盐池卤水。二段光卤石池析出的光卤石,排干表面水后,加入淡水进行溶解,溶解液排回钠盐池供循环生产。
该工艺为中间试验规模,已运转数年。优点在于它全部利用盐田完成氯化钾生产的全过程,节省了选矿车间的设备;缺点是卤水的水质及生产过程,全部露天进行,受气候影响较大。
3.四川渠县农乐杂卤石矿生产工艺
将矿粉加入焙烧炉用烟道气加热焙烧后,粉尘经一级旋风分离器收尘回收,再经水洗塔循环水回收,尾气放空。将焙烧好的熟料加入已放好的循环液的溶液罐中溶出,30min后,料浆进入密压机中过滤与洗涤,洗涤甩干后的石膏渣取样后用水冲洗排放,石膏渣待自然脱水后送到制砖车间制砖或排放。滤液通过精滤泵入双效真空蒸发器内真空浓缩,当比重达到工艺要求后,放入结晶罐内冷却结晶,产品经离心甩干后立即包装,结晶后母液打入双效蒸发器内与新补充滤液继续蒸发浓缩。
该工艺是一个杂卤石制高浓度钾镁肥2 000 t/a中试开发科研项目。利用K2O含量为5%左右的杂卤石,K2O溶出率达90%以上。