硫酸镁型光卤石转化钾盐镁矾的过程机制与动态规律

硫酸镁的存在影响光卤石矿加工的钾盐收率和产品质量。通过对一里坪盐湖硫酸镁型光卤石进行等温不完全分解实验,研究了钾盐分解转化机制和动态特征,并建立了钾盐转化过程的动态模型。结果表明：（1）硫酸镁型光卤石在加水过程迅速分解,而经过3~4 h诱导期,氯化钾与硫酸镁会逐渐转化为钾盐镁矾,经过50 h系统达到平衡,总钾量的近55%转化为钾盐镁矾,约20%溶于分解液,仅25%以固相氯化钾存在;（2）转化过程中,如有硫酸镁水合物存在,会出现“固、液相点不动的介稳态”假象,而实际上是氯化钾和硫酸镁水合物转化为钾盐镁矾的动态过程,当固相硫酸镁水合物缺失,液相点会向氯化钠、氯化钾、钾盐镁矾、光卤石的四盐共饱点移动;（3）钾盐镁矾生成的动力学方程的反应推动力（离子活度积与共饱点活度积之差）级数为1.5,产物存量的影响指数为2/3,反应速率常数为3.907×10^-4 mol^1/3·min^-1,动力学方程与全组分物料方程构成了动态模型,可量化表达转化过程中任意时刻固液混合体系的状态。这一研究结果对改善盐湖钾资源利用过程具有重要指导意义。     

利用钾混盐制备光卤石的研究

通过对Na⁺、K⁺、Mg²⁺//Cl^-、SO₄^2--H₂O五元体系相图理论和数据的分析,提出了一种处理软钾镁矾和钾盐镁矾这2种钾复盐的新方法。在高温条件下（100 ℃）对软钾镁矾和钾盐镁矾进行转化,在低温条件下（15 ℃）析出光卤石,光卤石再分解可以生产氯化钾。在高温转化和低温冷却分别为75 ℃和25 ℃的条件下,结合查波错盐湖（硫酸钠亚型）秋季卤水钾混盐进行实验研究。结果表明,整个转化过程中钾的转化率可达80％左右,该工艺的可行性得到证实。     

一里坪硫酸镁亚型盐湖钾镁混盐转化-浮选中物相行为

加水比例及物相行为研究对硫酸镁亚型盐湖钾镁混盐转化制备软钾镁矾工艺具有重要意义。以柴达木盆地一里坪盐湖钾镁混盐为对象,采用"转化-浮选"法制备钾盐镁矾,研究了钾镁混盐初始及转化产生的物相行为。结果表明,初始物相光卤石、水氯镁石溶解速率最快,分解得到新物相氯化钾。初始物相钾盐镁矾及其转化得到的新物相软钾镁矾,溶解转化速率次之,加水比例高于0.40时,速率趋于平缓。初始物相氯化钠溶解速率始终最低。转化过程中,氯化钾只发生溶解行为,并未与软钾镁矾反应生成新物相硫酸钾。转化实验结果与理论计算结果吻合度高,相对误差低于4%,利用介稳相图理论计算能够指导钾镁混盐转化。同时,正浮选捕收剂对含钾物相的捕收吸附能力强于反浮选,钾的总收率达到66%。     

一里坪硫酸镁亚型盐湖钾镁混盐转化-浮选中物相行为

加水比例及物相行为研究对硫酸镁亚型盐湖钾镁混盐转化制备软钾镁矾工艺具有重要意义。以柴达木盆地一里坪盐湖钾镁混盐为对象，采用“转化-浮选”法制备钾盐镁矾，研究了钾镁混盐初始及转化产生的物相行为。结果表明，初始物相光卤石、水氯镁石溶解速率最快，分解得到新物相氯化钾。初始物相钾盐镁矾及其转化得到的新物相软钾镁矾，溶解转化速率次之，加水比例高于0.40时，速率趋于平缓。初始物相氯化钠溶解速率始终最低。转化过程中，氯化钾只发生溶解行为，并未与软钾镁矾反应生成新物相硫酸钾。转化实验结果与理论计算结果吻合度高，相对误差低于4%，利用介稳相图理论计算能够指导钾镁混盐转化。同时，正浮选捕收剂对含钾物相的捕收吸附能力强于反浮选，钾的总收率达到66%。     

硫酸镁亚型卤水制取硫酸钾完成中间试验

新疆罗布泊钾盐科技开发有限责任公司近日完成了现场变温条件下兑卤蒸发路线试验 ,进行制取高质量钾盐镁矾型钾混盐和光卤石型钾混盐的研究 ;钾盐镁矾型钾混盐转化、富集制取优质软钾镁矾中间试验 ;光卤石型钾混盐分解浮选生产氯化钾中间试验 ;由软钾镁矾、氯化钾经盐田法制取硫酸钾 (ＬＢＰ - 0 1工艺 )和装置法生产硫酸钾 (ＬＢＰ - 0 2工艺 )的产品化研究。通过中间试验 ,搞清了罗布泊卤水在自然条件下的蒸发路线 ,确定了制取高质量钾混盐较佳的工艺方法 ;解决了罗布泊卤水生产氯化钾的难题 ,从而解决了其氯化钾原料供应的难题 ;以罗布泊…     

黑北凹地富钾地下卤水自然蒸发实验研究

黑北凹地位于阿尔金山山前,其富钾地下卤水储量巨大,该卤水以钠、氯含量占绝对优势。富钾地下卤水化学组成简单,易于提取,具有很好的开发利用价值。以该富钾卤水为研究对象,在现场进行了自然蒸发实验。通过实验发现,卤水经过较长的石盐（NaCl）析出阶段后,分别达到光卤石（KCl·MgCl₂·6H₂O）和水氯镁石（MgCl₂·6H₂O）析出阶段,最后蒸干于南极石阶段,其析盐顺序为石盐—光卤石—水氯镁石—南极石;其中钾只以光卤石矿物析出,且析出阶段比较集中,在整个蒸发过程中氧化硼（B₂O₃）和锂则都在卤水中浓缩富集,没有析出。根据卤水蒸发过程中的析盐规律,其与K ⁺,Na ⁺,Mg ²⁺//Cl ^--H₂O（25 ℃）介稳相图相符,蒸发过程中的体系变化趋势为液相体系点在石盐相区逐渐向远离石盐相点的方向移动,到达石盐与钾石盐共饱线后沿此线向石盐、钾石盐、光卤石共饱点移动,后沿石盐、光卤石共饱线移动,最终蒸干于石盐、光卤石、水氯镁石共饱点。经过对整个蒸发过程中卤水pH及密度的变化规律进行分析,指出可以通过pH及密度的变化来控制卤水的制卤过程。通过该蒸发实验研究,将为黑北凹地地下卤水的提钾工艺实验和后期开发提供科学依据。     

用液相组成研究昆特依盐湖光卤石矿分解

昆特依盐湖卤水属于硫酸镁亚型,利用昆特依盐湖卤水晒制的光卤石矿含有硫酸镁,硫酸镁影响光卤石矿加水分解过程,因此研究此类光卤石加水分解过程是很必要的。研究此光卤石矿物分解最直观的指标为,以光卤石完全分解为最佳。采用矿物恒温冷分解的实验方法,利用液相组分对共存固相进行分析,通过分析分解液相中钾离子和镁离子含量、固相中镁和硫酸根物质的量比及相图4种互相关联的指标,从而得到一种准确简便地确定光卤石矿分解条件的方法,这种方法指出利用液相中镁离子或钾离子作为判断指标是可行且合理可靠的。通过本方法获得最佳加水量和分解时间。     

盐湖光卤石制氯化钾的腐蚀试验

一、概述青海省察尔汉盐湖是我国发现的最大含钾资源。盐湖晶间卤水中的氯化钾含量丰富,卤水中的氯化钾含量大于1％,是钾盐的巨大资源。上海化工研究院进行了年产300吨的察尔汉盐田光卤石冷分解—热熔结晶法制取氯化钾的扩大试验。其工艺流程是将光卤石用循环母液和水在25℃时冷分解得到粗钾盐,在90℃下热熔以分离去粗钾盐中的氯化钠,然后经过冷     

硫酸盐型卤水低温处理及其液相 蒸发析盐规律的理论研究

青海省碱北洼地晶间卤水为典型的硫酸盐型卤水,该地区夏季气候干燥炎热,冬季寒冷,为更好地了解该类型盐湖卤水在自然条件下的蒸发过程,以碱北洼地晶间卤水为研究对象,依据Na^+,K⁺,Mg²⁺//Cl^-,SO₄^2－-H₂O （15 ℃）五元介稳体系相图,首先将原始卤水自然蒸发,在氯化钠饱和阶段取4组不同Mg2+值的卤水为冷冻实验样品,分别研究了在-7 ℃、-16 ℃下的冷冻过程。实验结果表明,液相中SO₄^2－、Na⁺以Na₂SO₄·10H₂O的形式析出,改变了液相组成,卤水液相组成点在相图中从软钾镁矾相区移动至氯化钾相区,再将分离后的液相分别蒸发,结果表明,卤水经过冷冻处理之后再蒸发后可以得到较多光卤石矿,对利用该类型卤水生产氯化钾具有重要意义。     

不纯净钾盐镁矾转化粒度研究

本研究结合了K⁺,Mg²⁺∥SO₄^2-,Cl^-—H₂O四元体系相图,通过实验研究发现在55 ℃条件下钾盐镁矾转化所得钾镁肥产品的粒度有明显提高,并研究了晶种加入量及晶种粒度对转化粒度的影响。成功解决了粉料钾镁肥粒度过细问题,一定程度上解决了生产过程中的粉尘问题,保护环境的同时提高了资源利用率,减少了资源浪费。该研究为钾镁肥生产工艺改进提供了实验基础。     

硫酸镁亚型盐湖低钾混盐矿提钾工艺的研究

利用西台吉乃尔盐湖盐田老卤池中低钾高硫光卤石混盐矿为原料,及硫酸钾镁肥生产车间排出的母液及盐田水氯镁石,通过兑卤工艺-先正浮选提取氯化钾-后反浮选提取低钠光卤石混盐的工艺流程,并对光卤石混盐矿粒度、母液量、分解时间、正反浮选药剂相互影响关系等主要因素进行条件实验,验证工艺流程的可行性并获得最佳实验条件;同时通过先反浮选提取硫酸钾镁肥-后正浮选提取氯化钾的工艺流程,验证其可行性并取得试验钾回收率。     

Green process to recover magnesium chloride from residue solution of potassium chloride production plant

The green process to recover magnesium chloride from the residue solution of a potassium chloride production plant, which comes from the leach solution of a potash mine in Laos, is designed and optimized. The residue solution contains magnesium chloride above 25 wt-%, potassium chloride and sodium chloride together below 5 wt-% and a few other ions such as Br^-, SO₄^2- and Ca²⁺. The recovery process contains two steps: the previous impurity removal operation and the two-stage evaporation-cooling crystallization procedure to produce magnesium chloride. The crystallized impurity carnallite obtained from the first step is recycled to the potassium chloride plant to recover the potassium salt. The developed process is a zero discharge one and thus fulfills the requirements for green chemical industrial production. The produced magnesium chloride is up to industrial criteria.     

高镁溶液对光卤石分解影响的初步研究

光卤石分解过程中,氯化钠在最初低镁的溶液中溶解很快,但随着分解过程的进行,由于氯化镁的溶解速率很快,从而使分解液中氯化钠的饱和度减小,最终使先前溶解的氯化钠又重新结晶析出,这对氯化钾从溶液中结晶析出产生影响。针对这个问题,通过相图计算和分析,加入不同浓度的氯化镁溶液,研究高镁溶液对光卤石分解的影响。结果表明：高镁溶液的加入使钾收率提高近1.1%,分解完后细粒氯化钠的质量分数降低近30%,光卤石分解转化收率提高约1.2%。     

双重兑卤法生产低钠光卤石工艺研究

针对盐湖卤水生产光卤石存在生产周期长、产品氯化钠含量高、反应废液污染环境等问题,基于Na⁺,K⁺,Mg²⁺//Cl^-—H₂O四元体系相图理论,采用双重兑卤法进行低钠光卤石生产实验研究,通过控制兑卤比例和陈化时间等因素实现高效快速生产光卤石。研究结果表明,第一次兑卤实验中,钾饱和卤水与老卤质量比为1∶1.8、陈化时间为4 h,反应液中钠离子的去除率达59.30%,钾离子的损失率为9.58%;第二次兑卤实验中,钾母液与老卤质量比为1∶1.7、陈化时间为3.5 h,反应液中钾离子的收率为62.69%,钠离子的收率为8.55%,析出固相光卤石的质量分数为96.96%,氯化钠的质量分数为3.04%;且整个实验过程无需投加浮选药剂。该法生产周期短、产品质优、对环境友好,为盐湖生产光卤石提供了不同的思路。     

西台吉乃尔盐湖析钾老卤及冻卤25 ℃等温蒸发实验研究

为了有效利用西台吉乃尔盐湖析钾后老卤及冻卤中的锂、硼等元素,对西台吉乃尔盐湖析钾后老卤和冻卤展开了25 ℃等温蒸发实验,采用化学分析、X射线粉晶衍射等方法对析出固体矿物的含量及物相进行了分析,并依据Li⁺,Mg²⁺∥Cl^-,SO₄^2-—H₂O四元体系25 ℃介稳相图对盐类析盐路线进行了理论分析。结果表明,析钾老卤蒸发过程主要析出钠石盐、光卤石、水氯镁石、四水泻盐和一水硫酸锂,其中Li⁺富集到5.4 g/L左右时开始析出锂盐,而硼富集到46.73 g/L时仍无明显析出;冷冻后老卤蒸发过程中可获得较高品质的水氯镁石,冷冻脱硫后可以提高Li⁺的富集浓度,但最终仍有一水硫酸锂析出。该老卤25 ℃的蒸发析盐规律与Li⁺,Mg²⁺∥Cl^-,SO₄^2-—H₂O四元体系25 ℃介稳相图基本一致。     

柴达木盆地南翼山背斜构造区卤水自然蒸发实验

柴达木盆地南翼山背斜构造区卤水属高钙、低镁的氯化钙型卤水,微量元素硼、锂、锶、碘等含量相对较高,具有较高的综合利用价值。选取南翼山背斜构造区约3 000 m处深层卤水在自然状态下蒸发结晶,分析各种离子在固、液相中的分布规律、盐类结晶规律、结晶形态及微量离子的富集规律。结果表明:在室外自然状态下蒸发时,析出的盐中发现了不常见的异性结构的石盐、钾石盐和疑似K（NH₄）Mg₂Cl₆·12H₂O的类光卤石;石盐阶段和钾石盐阶段析盐规律符合Na⁺,K⁺,Mg²⁺//Cl^-—H₂O 相图,钾石盐、光卤石、南极石阶段符合K⁺,Na⁺,Ca²⁺,Mg²⁺//Cl^- —H₂O体系25 ℃简干图;微量离子中,Li ⁺、Br^-、I^-一直富集,其他离子在蒸发后期有不同程度的析出,三氧化二硼可以富集至18.77 g/L,Li⁺最高可以富集至6.520 g/L。蒸发所得的钾混盐是提钾优质原料,实验结果可以为后期综合利用提供参考。