正浮選法生產(chǎn)氯化鉀畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　“冷分解—正浮選—洗滌法”年產(chǎn)四萬(wàn)噸氯化鉀的</p><p>　　工藝初步設(shè)計(jì)(察爾汗地區(qū)，15℃)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　察爾汗地區(qū)目前主要是以鹵水為原料，加工生產(chǎn)氯化鉀產(chǎn)品。通過(guò)對(duì)幾種生產(chǎn)氯化鉀的工藝較為全面的比較，同時(shí)考慮了察爾汗地區(qū)的自然條件，分析水、電等能源消耗、原料的供給

2、及運(yùn)輸費(fèi)用情況。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行物料衡算和熱量衡算，從而確定出主要工藝設(shè)備的型號(hào)、尺寸，數(shù)量，最后繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖、設(shè)備平面布置圖及主要設(shè)備圖等，擬定此設(shè)計(jì)（察爾汗地區(qū)）用正浮選法年產(chǎn)四萬(wàn)噸氯化鉀的工藝流程，以滿(mǎn)足青海地區(qū)對(duì)鉀肥產(chǎn)品的需求。</p><p>　　關(guān)鍵詞：光鹵石，氯化鉀，正浮選，相圖</p><p>　　THE PRODUCTION OF 40,000 TONS OF

3、POTASSIUM</p><p>　　CHLORIDE IN THE PRELIMINERI DESIGN PROCESS WITH</p><p>　　"ECOMPOSITION-FLOTATION-SCRUBBING"METHOD</p><p>　　(QARHAN DISTRICT，15℃)</p><p><

4、;b>　　Abstract</b></p><p>　　Qarhan area is primarily using the brine for the material to process potassium chloride. By comparing several methods of production of potassium chloride, at the same time

5、 taking into account the Qinghai Qarhan area of the natural conditions of water, electricity and other energy, raw materials supply and transport Charges by. Based on this material balance and energy balance to determine

6、 the main process equipment of the type, size, number, last drawn have flow chart of control points, equipmen</p><p>　　Key words： Carmelite，Potassium Chloride，Direct Flotation，Phase Diagram </p><

7、;p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1總 論1</b></p><p><b>　　1.1 概述1</b></p><p>　　1.1.1 氯化鉀的物理化學(xué)性質(zhì)1</p><p>　　1.1.2 氯化鉀的用途及鉀肥的市場(chǎng)需求2</

8、p><p>　　1.1.3 氯化鉀的工業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)3</p><p>　　1.1.4 產(chǎn)品方案3</p><p>　　1.1.5 生產(chǎn)氯化鉀的原料概述3</p><p>　　1.2 文獻(xiàn)綜述4</p><p>　　1.3 主要原材料的規(guī)格4</p><p>　　1.4 察爾汗鹽湖湖區(qū)的自然條

9、件4</p><p>　　1.5 青海省鹽湖資源情況5</p><p>　　2生產(chǎn)工藝流程確定6</p><p><b>　　2.1 概述6</b></p><p>　　2.2 由光鹵石制取氯化鉀的主要方法7</p><p>　　2.2.1 兌鹵結(jié)晶法7</p><

10、p>　　2.2.2 鹽田重結(jié)晶法7</p><p>　　2.2.3 冷分解—熱溶結(jié)晶法7</p><p>　　2.2.4 冷分解—篩分—洗滌法8</p><p>　　2.2.5 冷結(jié)晶—正浮選—洗滌法8</p><p>　　2.2.6 反浮選—冷結(jié)晶法8</p><p>　　2.2.7 冷分解—正浮選—

11、洗滌法9</p><p>　　3生產(chǎn)流程介紹10</p><p><b>　　4工藝計(jì)算13</b></p><p>　　4.1 物料衡算13</p><p>　　4.1.1 初開(kāi)車(chē)時(shí)的物料衡算14</p><p>　　4.1.2 正常生產(chǎn)條件下的物料衡算19</p>&

12、lt;p>　　4.1.3 年產(chǎn)量為四萬(wàn)噸氯化鉀下的物料衡算30</p><p>　　4.2 熱量衡算36</p><p>　　4.2.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)36</p><p>　　4.2.2 熱量衡算38</p><p>　　5主要設(shè)備計(jì)算與選型40</p><p>　　5.1 螺旋加礦機(jī)組40</p&

13、gt;<p>　　5.1.1 螺旋加礦機(jī)概述40</p><p>　　5.1.2 設(shè)計(jì)計(jì)算40</p><p>　　5.2 分解機(jī)組40</p><p>　　5.2.1 分解槽概述40</p><p>　　5.2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算41</p><p>　　5.3 浮選機(jī)組41</p>

14、<p>　　5.3.1 浮選機(jī)概述41</p><p>　　5.3.2 浮選設(shè)備選型42</p><p>　　5.4 過(guò)濾機(jī)42</p><p>　　5.4.1 過(guò)濾機(jī)臺(tái)數(shù)43</p><p>　　5.4.2 真空泵的選擇43</p><p>　　5.5 螺旋洗滌機(jī)43</p>&

15、lt;p>　　5.6 離心機(jī)44</p><p>　　5.6.1 離心機(jī)概述44</p><p>　　5.6.2 設(shè)計(jì)計(jì)算44</p><p>　　5.7 干燥器45</p><p>　　5.7.1 轉(zhuǎn)筒干燥器概述45</p><p>　　5.7.2 轉(zhuǎn)筒的直徑46</p><p&

16、gt;　　5.7.3 容積傳熱系數(shù)46</p><p>　　5.7.4 轉(zhuǎn)筒長(zhǎng)度Z46</p><p>　　5.7.5 轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速和斜率的選擇48</p><p>　　5.7.6 停留時(shí)間48</p><p>　　5.7.7 填充率檢驗(yàn)48</p><p>　　5.8 旋風(fēng)除塵器49</p>

17、<p><b>　　6.設(shè)計(jì)總結(jié)51</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)53</b></p><p><b>　　致 謝55</b></p><p><b>　　附 錄57</b></p><p><b>　　附

18、 圖59</b></p><p><b>　　1總 論</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　目前，世界鉀鹽年產(chǎn)量在3.0×107t以上，其中95%以上用作肥料，其次用于制取各種化工產(chǎn)品及中間產(chǎn)品[1]。</p><p>　　鉀鹽的利用

19、和生產(chǎn)已有較長(zhǎng)的歷史。人們很早就利用草木灰肥田。1861年，在德國(guó)的施塔斯福特建立了世界上第一座鉀肥廠(chǎng)，20世紀(jì)初世界各地相繼發(fā)現(xiàn)鉀礦并開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)鉀鹽。我國(guó)在20世紀(jì)30年代未開(kāi)始從海鹽苦鹵中提取氯化鉀，后又以鹽湖鹵水礦生產(chǎn)氯化鉀。其工藝有兌鹵法，正浮選法及反浮選法等。</p><p>　　我國(guó)是一個(gè)擁有13億人口的農(nóng)業(yè)大國(guó)，鉀肥是農(nóng)業(yè)三大肥料之一，對(duì)絕大多數(shù)作物都有明顯的增產(chǎn)效果。隨著中國(guó)農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)

20、鉀肥的需求量不斷增加。我國(guó)已成為世界第二大鉀肥消費(fèi)國(guó)和進(jìn)口國(guó)，巨大的供給缺口預(yù)示著中國(guó)需要大力發(fā)展鉀肥行業(yè)。</p><p>　　據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，2008年中國(guó)氯化鉀進(jìn)口價(jià)格上漲400美元(噸價(jià))，達(dá)到565美元。加拿大鉀肥公司2008年向中國(guó)供應(yīng)的鉀肥每噸提高400美元。而美盛公司對(duì)中國(guó)的鉀肥價(jià)格則達(dá)到了576美元。國(guó)產(chǎn)鉀肥滿(mǎn)足率僅占15%左右，每年進(jìn)口鉀肥(折K2O)400萬(wàn)噸以上，鉀肥供給不足與耕地普遍缺鉀之間

21、的矛盾十分突出。2008年由于國(guó)際氯化鉀價(jià)格的上揚(yáng)導(dǎo)致國(guó)內(nèi)鉀肥市場(chǎng)價(jià)格一路走高，這無(wú)疑降低了我國(guó)農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高效發(fā)展產(chǎn)生了很大影響。</p><p>　　在發(fā)現(xiàn)羅布泊鉀鹽礦床以前，我國(guó)鉀資源保有儲(chǔ)量4.57億噸，僅占世界儲(chǔ)量的2.6%。全國(guó)共有可經(jīng)濟(jì)利用的礦床13個(gè)，保有儲(chǔ)量?jī)H1.64億噸(KCl)。鉀資源主要分布在青海省察爾汗鹽湖，其儲(chǔ)量約占全國(guó)的97%，其表面儲(chǔ)量約1.45億噸，工

22、業(yè)儲(chǔ)量達(dá)0.97億噸，大規(guī)模的開(kāi)發(fā)該鹽湖生產(chǎn)氯化鉀，不但可以緩解國(guó)內(nèi)鉀肥市場(chǎng)的供需矛盾，同時(shí)可以節(jié)省大量外匯。</p><p>　　鉀肥主要指氯化鉀和硫酸鉀，屬酸型肥料。從全國(guó)使用鉀肥的現(xiàn)狀可知氯化鉀用量最大，鉀肥的生產(chǎn)工藝有多種，如溶解結(jié)晶法、浮選法、重力選法及靜電分選法。目前國(guó)內(nèi)鹽田生產(chǎn)氯化鉀的主要方法有正浮選法、反浮選法及兌鹵法。而“冷分解—正浮選—洗滌法”是其中的一種傳統(tǒng)工藝。該法生產(chǎn)氯化鉀的歷史從上世紀(jì)

23、三十年代開(kāi)始，因其工藝過(guò)程自始至終在常溫下進(jìn)行，工藝條件溫和，所以幾十年來(lái)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。該法生產(chǎn)的鉀肥產(chǎn)量約占全球產(chǎn)量的55%，我國(guó)前幾年氯化鉀產(chǎn)量的絕大部分源于該法生產(chǎn)[2]。</p><p>　　1.1.1 氯化鉀的物理化學(xué)性質(zhì)</p><p>　　氯化鉀是一種白色或暗白色的立方形結(jié)晶，類(lèi)似于食鹽，味極咸，無(wú)毒。</p><p>　　氯化鉀化學(xué)分子式是KCl

24、，分子量為74.55g/mol；</p><p>　　密度：1987kg/m3 (25℃)；</p><p><b>　　熔點(diǎn)：776℃；</b></p><p>　　熱容：50877； </p><p>　　硬度：2.0(礦物)；</p><p>　　溶解熱(吸熱)：247.337(溶解于無(wú)限多

25、kg水中)；</p><p>　　晶系：屬立方晶系，軸角，軸長(zhǎng)；</p><p>　　純度：純品氯化鉀中氧化鉀含量為63.09%；</p><p>　　溶解度：在水中溶解度隨溫度的升高而迅速增加。</p><p>　　氯化鉀在水中的溶解度見(jiàn)表1—1。</p><p>　　表1－1 氯化鉀在水中的溶解度 </p&

26、gt;<p>　　0℃時(shí)每100克水中能溶解27.6克氯化鉀，100℃時(shí)為56.7克。通?？衫萌芙舛入S溫度變化的特性，把氯化鉀和其他鹽類(lèi)分開(kāi)，制得高品位的氯化鉀。</p><p>　　在大多數(shù)國(guó)家，用作肥料的氯化鉀，其中氧化鉀的含量一般是58%～60%。由溶解結(jié)晶法和浮選法制得的氯化鉀產(chǎn)品一般成晶粒狀，粒子的直徑分別小于0.75～0.15毫米。由浮選法制得的氯化鉀呈粉紅色到紅色，而溶解結(jié)晶法制得的

27、產(chǎn)品為白色。為了降低氯化鉀的結(jié)塊性，有時(shí)在成品中加入少量的脂肪胺。除了細(xì)結(jié)晶的產(chǎn)品外，還有大結(jié)晶0.42～1.6毫米和顆粒狀0.17～0.3毫米的產(chǎn)品。氯化鉀易溶于水，微溶于乙醇和甘油，不溶于濃鹽酸、乙醚和丙酮。有吸濕性、易結(jié)塊。</p><p>　　1.1.2 氯化鉀的用途及鉀肥的市場(chǎng)需求</p><p>　　氯化鉀的用途相當(dāng)廣泛，主要用于農(nóng)業(yè)，另外在化工、冶金、軍事、醫(yī)藥等領(lǐng)域有非常重

28、要的作用。</p><p>　　在農(nóng)業(yè)上，鉀元素是植物生長(zhǎng)過(guò)程中所必須的三大元素之一，鉀元素對(duì)調(diào)節(jié)植物體內(nèi)的生命過(guò)程具有很大的作用，它有利于改善植物體內(nèi)水分的吸收狀況，糖類(lèi)的合成和轉(zhuǎn)移，特別有利于淀粉的積累。使用鉀肥能夠有效提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。如能促使水稻的谷粒飽滿(mǎn)，馬鈴薯、甘薯的薯塊增大，麻的纖維拉力增強(qiáng)。茶葉、煙草的品質(zhì)提高，甘蔗、菠蘿以及柑類(lèi)果樹(shù)的味道鮮甜等。為此，要對(duì)這類(lèi)作物施用更多的鉀肥。鉀還可以促

29、進(jìn)農(nóng)作物莖根健壯，不易倒伏，增強(qiáng)作物的抗旱、抗寒、抗病能力。與磷相比，土壤中含鉀量比較豐富，但其中能被植物所吸收的鉀較少。作物中的鉀能夠促使所吸收的氮很好地轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)。因此，隨著氮肥、磷肥施用量的增加，鉀肥的施用量也需相應(yīng)地增加。</p><p>　　在工業(yè)領(lǐng)域，氯化鉀可作為制造各種鉀鹽的化工原料，如氫氧化鉀、氯酸鉀、高錳酸鉀、碳酸鉀、重鉻酸鉀、硫酸鉀及硝酸鉀等，而氯酸鉀又是制造火柴、火焰、火藥的主要原料；碳酸

30、鉀可用來(lái)制造光學(xué)玻璃；高氯酸鉀可做漂白劑和制造炸藥；氯化鉀是電解氯化鎂制取鎂時(shí)的助溶劑。另外在冶金工業(yè)上，作煉鋁助熔劑，鉆探泥漿調(diào)節(jié)劑及電鍍、印染和感光材料等行業(yè)?！　?lt;/p><p>　　其它領(lǐng)域，在軍事上，氯化鉀可作消焰劑。在醫(yī)藥上用作利尿劑，并可以替氯化鈉做低鈉鹽，能起降低血壓的作用。還可以用來(lái)治療各種原因引起的低鉀血癥。</p><p>　　全球鉀鹽產(chǎn)品的95%應(yīng)用于農(nóng)肥。結(jié)合土壤

31、、氣候條件和作物種類(lèi)，按比例施用氮磷鉀肥，對(duì)提高農(nóng)作物單位面積的產(chǎn)量是非常重要的。通常按N:P2O5:K2O來(lái)計(jì)算化肥中的有效成分含量，目前我國(guó)的施肥比例大約是1：0.28：0.1，而同期世界比例是1：0.47：0.4，可見(jiàn)我國(guó)的鉀肥施用比例明顯偏低，這充分說(shuō)明了我國(guó)對(duì)鉀肥的需求量還很大。</p><p>　　我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，每年所需的鉀肥數(shù)量很大，但是，我國(guó)鉀肥儲(chǔ)量資源較為貧乏，除我國(guó)每年生產(chǎn)的鉀肥外，還需

32、要進(jìn)口大量的氯化鉀。因此，立足本國(guó)鉀鹽資源，因地制宜，尋求好的氯化鉀生產(chǎn)方法是很有意義的。我國(guó)鉀礦以鹵水鉀礦為主，固體鉀鹽少，與世界鉀鹽相反，我國(guó)鹵水鉀礦占總量的98%以上，固體鉀鹽僅占2%左右。我國(guó)鉀資源的開(kāi)發(fā)利用對(duì)象主要為鹵水鉀資源，其絕大部分集中分布在青海省柴達(dá)木盆地[3]。</p><p>　　鉀是作物的營(yíng)養(yǎng)三要素之一，是作物體內(nèi)60多種酶的活化劑，對(duì)作物光合作用、呼吸作用以及對(duì)糖的運(yùn)輸、淀粉、脂肪和蛋白

33、質(zhì)的合成均起著重要的調(diào)節(jié)作用。在中國(guó)冬小麥的主產(chǎn)區(qū)黃淮海平原，分布著約170萬(wàn)噸的砂質(zhì)潮土，該土壤質(zhì)地輕、肥力瘦、漏水漏肥、速效鉀含量低，冬小麥?zhǔn)┾浘哂酗@著的增產(chǎn)效應(yīng)。特別是近年來(lái)，隨著有機(jī)肥施用量的減少，土壤鉀素虧缺嚴(yán)重，因此，施用鉀肥已成為進(jìn)行該區(qū)土壤培肥、實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。</p><p>　　1.1.3 氯化鉀的工業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　現(xiàn)在氯化鉀的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)

34、行GB6549－1996，其技術(shù)要求為：</p><p>　　感官指標(biāo)為：白色或暗白色的細(xì)小結(jié)晶。</p><p>　　化學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表1－2。</p><p>　　表1－2 氯化鉀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　注：除水分外，各組份含量均以干基計(jì)算。</p><p>　　1.1.4 產(chǎn)品方案</p><

35、;p>　　本設(shè)計(jì)只考慮生產(chǎn)單一氯化鉀產(chǎn)品，按照設(shè)計(jì)確定的生產(chǎn)工藝，年產(chǎn)四萬(wàn)噸氯化鉀，生產(chǎn)出的成品氯化鉀質(zhì)量百分含量大于93%。</p><p>　　1.1.5 生產(chǎn)氯化鉀的原料概述</p><p>　　鉀石鹽與光鹵石是制造鉀肥的主要原料，從世界范圍看，鉀肥資源主要集中在前蘇聯(lián)和加拿大，約占世界鉀肥資源的80%，其次為德國(guó)，估計(jì)貯量為1.9×1010t K2O。</p&

36、gt;<p>　　我國(guó)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)貯量較大的鉀肥資源有青海察爾汗鹽湖及新疆的羅布泊鹽湖。察爾汗鹽湖位于柴達(dá)木盆地的中南部，它是世界上最大的干鹽湖，也是我國(guó)首屈一指的現(xiàn)代鉀、鎂、鹽礦床，察爾汗鹽湖的面積約為5 856km2，相當(dāng)于西爾斯鹽湖的50多倍，比杭州西湖大130余倍。湖內(nèi)匯集了數(shù)百億噸以氯化物為主的鹽類(lèi)，其中鉀鹽數(shù)量約為3.9×108t。石鹽沉積的累計(jì)厚度一般在30m左右，最厚的有60m有余。晶間鹵水含有大量的

37、石鹽、鉀鹽、鎂鹽和其他鹽類(lèi)。我國(guó)新疆羅布泊地區(qū)鉀資源貯量有2.5×108t，潛層鹵水氧化鉀含量就有1.38×108t～1.73×108t。其中羅布泊北部凹地（簡(jiǎn)稱(chēng)羅北凹地）鹵水含量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為：KCl 1.55%、NaCl 16.44%、MgCl2 6.11%、MgSO4 4.96%。</p><p>　　海洋是資源的寶庫(kù)，海水中鉀的含量是十分豐富的，它僅次于Cl、Na、Mg、S

38、、Ca而排在第六位，其含量為330g/m3，含鉀總量為6.0×104t，可謂取之不盡。</p><p>　　再有，在我國(guó)云南思茅也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鉀石鹽礦。較優(yōu)的鉀石鹽礦含KCl、NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為25%、71%，其余為少量的CaSO4、MgCl2和不溶性黏土。我國(guó)思茅鉀石鹽礦品位低，含K2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為6%。</p><p><b>　　1.2 文獻(xiàn)綜述</b&

39、gt;</p><p>　　氯化鉀既是一種重要的速效鉀肥，也是用量最多、使用范圍較廣的鉀肥產(chǎn)品。氯化鉀分子式為KCl，含鉀(K2O)不低于60%，含氯化鉀應(yīng)大于95%。氯化鉀肥料中還含有氯化鈉約1.8%，氯化鎂0.8%和少量的氯離子，水分含量低于2%。氯化鉀由鉀石鹽、光鹵石等鉀礦提煉而成，也可用鹵水結(jié)晶制成氯化鉀。鹽湖鉀肥是青海省鹽湖鉀鹽礦中提煉制造而成的。其主要成分為氯化鉀，含鉀(K2O)52%～55%，氯化鈉

40、3%～4%，氯化鎂2%，硫酸鈣1%～2%，水分6%左右[4]。</p><p>　　氯化鉀是鉀肥的最主要品種，占鉀肥用量的90%～94%。雖然近年來(lái)其它鉀肥品種，如硫酸鉀、硝酸鉀等產(chǎn)量有所增長(zhǎng)，但氯化鉀用量也在不斷的上升。其主要原因是：①鉀鹽資源的來(lái)源廣泛，水溶性鉀鹽礦有鉀石鹽、光鹵石、鹽湖鹵水及制鹽后的苦鹵等；②加工過(guò)程簡(jiǎn)單，需要輔助原料較少，成本低；③能顯著提高大多數(shù)作物的產(chǎn)量；④是加工其它品種鉀肥，如硫酸鉀

41、、硝酸鉀及偏磷酸鉀等的主要原料。</p><p>　　我國(guó)已探明的鉀鹽儲(chǔ)量少，可供開(kāi)發(fā)的鉀鹽基地更少，在探明有一定規(guī)模且具有潛在開(kāi)采價(jià)值的鉀鹽礦床中，察爾汗鹽湖液體鉀鹽礦床達(dá)到了國(guó)際中大型鉀鹽礦床的規(guī)模，在已探明的幾個(gè)現(xiàn)代鹽湖礦床中，察爾汗鹽湖是我國(guó)目前儲(chǔ)量最大的鉀鹽湖(探明KCl儲(chǔ)量達(dá)數(shù)億噸)，占全國(guó)已探明儲(chǔ)量的97%，為我國(guó)近期鉀肥工業(yè)提供了可靠的資源保證。青海鹽湖工業(yè)集團(tuán)有將近40年的生產(chǎn)歷史，基礎(chǔ)設(shè)施較完

42、善，鉀鹽生產(chǎn)技術(shù)和開(kāi)采工藝較成熟[5]。柴達(dá)木盆地?fù)碛?0多種礦產(chǎn)資源，是一個(gè)以鉀為主，伴生鎂、鋰、硼、溴等組分的綜合性礦床。目前主要是利用鹵水鉀礦，但采礦回收率僅為65%，所以綜合考慮西部地區(qū)自然生態(tài)條件的脆弱性，對(duì)于鹽湖資源的開(kāi)發(fā)，在發(fā)展鹽湖鉀肥工業(yè)的同時(shí)，要合理利用資源，高度重視和解決共生資源的綜合利用。并且要解決鹽湖提鉀后老鹵對(duì)環(huán)境的污染，逐步做到鹽湖資源的物盡其用和資源環(huán)境的良性開(kāi)發(fā)。實(shí)現(xiàn)資源效益，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一，繼

43、續(xù)加速研究開(kāi)發(fā)新技術(shù)，加強(qiáng)研究實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)際生產(chǎn)條件相結(jié)合、提鉀生產(chǎn)工藝與綜合利用相結(jié)合，以充分發(fā)揮鹽湖鹵水鉀礦資源的優(yōu)勢(shì)，使柴達(dá)木盆地豐富的鹽湖資源得到合理充分的利用，來(lái)緩解我國(guó)鉀肥供需矛盾[6]</p><p>　　1.3 主要原材料的規(guī)格</p><p>　　本設(shè)計(jì)中主要的原料為察爾汗鹽湖鹽田灘曬制得的含鈉光鹵石，其組成見(jiàn)表1－3：</p><p>　　表1－

44、3 原料含鈉光鹵石的組成</p><p>　　1.4察爾汗鹽湖湖區(qū)的自然條件</p><p>　　號(hào)稱(chēng)“世界屋脊”的青藏高原位于亞洲東部，其絕大部分在我國(guó)境內(nèi)，約占我國(guó)領(lǐng)土的1/4，它是我國(guó)鹽湖最密集的地區(qū)，也是世界上鹽湖最多的高原。</p><p>　　察爾汗鹽湖位于青海省柴達(dá)木盆地東南部，面積5856km2，海拔高度2677m~2686m，地表因鹽漬化而無(wú)植被

45、覆蓋，地形平坦，地勢(shì)開(kāi)闊，屬第四世紀(jì)以后逐漸形成的現(xiàn)代鹽類(lèi)沉積礦床。察爾汗鹽湖基本上屬于鉀、鎂礦床，它是我國(guó)已探明的最大的水溶性鉀鹽資源，鹵水礦物資源以氯化鉀為主。并伴有大量的氯化鈉、氯化鎂。氯化鉀地表內(nèi)的儲(chǔ)量為1.45億t，工業(yè)儲(chǔ)量為0.97億t，為大規(guī)模的生產(chǎn)氯化鉀提供了豐富的資源條件。</p><p>　　柴達(dá)木盆地深居內(nèi)陸，察爾汗鹽湖地處柴達(dá)木盆地腹地，大氣候上受西風(fēng)環(huán)流控制，小氣候上又得不到氣候垂直分帶

46、的影響，故氣候非常干旱，屬干旱大陸性氣候，具有年降水量少，蒸發(fā)量大，日照時(shí)間長(zhǎng)，輻射力強(qiáng)，晝夜溫差大，多風(fēng)等特點(diǎn)。另外，區(qū)內(nèi)地勢(shì)平坦，地表為一層質(zhì)地堅(jiān)硬的鹽蓋，無(wú)任何植被，鹽殼下面晶間鹵水的化學(xué)鹽層，遇水速溶，這些構(gòu)成了地區(qū)自然條件惡劣，生態(tài)環(huán)境脆弱的特征。察爾汗鹽湖湖區(qū)高寒干旱，屬于大陸氣候，其主要?dú)庀笾笜?biāo)見(jiàn)表1-4：</p><p>　　表1-4 察爾汗地區(qū)主要?dú)庀笾笜?biāo)</p><p&g

47、t;　　1.5青海省鹽湖資源情況</p><p>　　青海省的鹽湖資源主要集中在柴達(dá)木盆地，盆地面積12萬(wàn)Km2。其中，氯化鉀，鎂鹽，氯化鋰及鈉鹽的儲(chǔ)量居全國(guó)第一。主要大型的鉀鹽礦床有：察爾汗、昆特依、和馬海四處，探明儲(chǔ)量依次為1.54億噸、1.21億噸和0.64億噸。中型礦5處，小型礦13處。這些礦區(qū)中以察爾汗鹽湖3個(gè)礦區(qū)最大，勘探程度最高。累計(jì)氯化鉀儲(chǔ)量有1.5億噸，除少量固體石鹽鉀礦外，95%的儲(chǔ)量為第四晶

48、間或孔隙鹵水鉀鹽礦[7]。除鉀鹽外，柴達(dá)木盆地的其它無(wú)機(jī)鹽儲(chǔ)量也特別大，其中石鹽3262億噸，石膏470億噸，芒硝64億噸，氯化鎂31.5億噸，硼礦1175萬(wàn)噸，天青石1681萬(wàn)噸，天然堿47.5萬(wàn)噸，溴19萬(wàn)噸，碘0.8萬(wàn)噸。盡快開(kāi)發(fā)這些資源已成為西部大開(kāi)發(fā)的主要任務(wù)，這也是緩解我國(guó)鉀肥市場(chǎng)緊張的必由之路。</p><p><b>　　2生產(chǎn)工藝流程確定</b></p>&l

49、t;p><b>　　2.1概述</b></p><p>　　工業(yè)上生產(chǎn)氯化鉀的主要原料是鉀石鹽和光鹵石，其次是鹽湖鹵水、海水、光鹵石、硬鹽、鉀鹽鎂釩及含鉀硅酸鹽礦等，根據(jù)原料的來(lái)源不同，其生產(chǎn)方法也不同。</p><p>　　鉀肥品種比較單一，世界上絕大部分鉀肥是以氯化鉀為原料，約占鉀肥總量的90%～94%，其次是硫酸鉀，約占5%～8%。再就是鉀氮肥、鉀鎂磷鉀肥

50、、窯灰鉀肥和磷酸二氫鉀等。自然界含鉀礦物資源約100多種。目前能用作提取鉀鹽的主要是鉀的氯化物和硫酸鹽等，按其存在形態(tài)區(qū)分：有固態(tài)鉀鹽和液態(tài)鉀鹽，固態(tài)鉀鹽又根據(jù)是否可溶分為：可溶性鉀鹽礦和不溶性鉀鹽礦。液態(tài)鉀鹽主要有：海水、鉀鹽鹽湖鹵水和井鹽苦鹵等液體含鉀資源。在本設(shè)計(jì)中利用具有可溶性鉀鹽礦：含鈉光鹵石為原料來(lái)制取氯化鉀。</p><p>　　鉀鹽礦物與其他一般礦物相比，有其自己的工藝特性：</p>

51、<p>　　(1)具有可溶性。鉀鹽礦物大多數(shù)易溶于水，而且比其他的鹽類(lèi)礦物的溶解度還要大一些。因此在其形成礦床時(shí)，就需要更為有利的條件，形成以后，還可能受地表水或地下水的影響而被溶解或轉(zhuǎn)變?yōu)椴缓浀牡V物。在開(kāi)采利用時(shí)，也要有特殊的措施，充分考慮到鉀鹽礦的這一特性。</p><p>　　(2)具有變化性。鉀鹽礦物易于變化，在成礦期間，不同濃度或不同成分的地表水或地下水的影響，或者溫度變化時(shí)的影響，都可能

52、使它們由一種礦物變成另一種礦物，這就是鉀鹽礦床礦物成分比較復(fù)雜的原因之一。這種易于變化的特點(diǎn)，給鉀鹽礦的開(kāi)采、利用提出了更高的要求。</p><p>　　(3)具有相似性。鉀鹽礦物的物理性質(zhì)彼此很相似，密度都小于、硬度都小于4、顏色也相近。因此，肉眼鑒定比較困難。</p><p>　　(4)具有吸濕性。鉀鹽礦物大多具有一定的吸濕性，易潮解。不論是采出的原礦石或是經(jīng)過(guò)加工獲得的成品，都具有這

53、一特點(diǎn)。因此在運(yùn)輸、貯存等過(guò)程中，要有防潮、防結(jié)塊措施。主要的鉀鹽礦物按吸濕性遞減程度可排列如下：光鹵石、無(wú)水鉀鎂礬、鉀鹽鎂礬、鉀石鹽。</p><p>　　(5)組成復(fù)雜性。鉀鹽礦物在形成礦床時(shí)，多與石鹽共生，有時(shí)石鹽含量往往大大超過(guò)鉀鹽含量；其次總是多少含有一些硫酸鹽類(lèi)、碳酸鹽類(lèi)和粘土等雜質(zhì)。因此在加工利用時(shí)，給分離帶來(lái)一定的困難，造成工藝流程復(fù)雜，產(chǎn)品質(zhì)量受到影響。</p><p>

54、　　目前，世界上生產(chǎn)氯化鉀的原料主要是鹽湖晶間鹵水，其次是鉀石鹽礦。鉀石鹽礦加工氯化鉀工藝簡(jiǎn)單，一般是利用“熱溶—結(jié)晶法”和“浮選法”來(lái)制取。就可以利用的晶間鹵水的類(lèi)型而言，大致可分為兩類(lèi)：一類(lèi)是氯化物類(lèi)型，屬另一類(lèi)則屬于硫酸鹽類(lèi)型，即典型的兩類(lèi)型的鹵水都有光鹵石相區(qū)存在，都可以通過(guò)一系列蒸發(fā)水分的過(guò)程來(lái)得到中間產(chǎn)品含鈉光鹵石，進(jìn)而加工成氯化鉀。在兩類(lèi)型鹵水的蒸發(fā)過(guò)程中，氯化鈉始終和其它固體共同析出的，得到的中間產(chǎn)物光鹵石實(shí)際上就是純光

55、鹵石和氯化鈉的混合物[8]。</p><p>　　光鹵石礦制取氯化鉀的生產(chǎn)方法可以概述為脫鎂和脫鈉兩個(gè)步驟。脫鎂就是將含鈉光鹵石用淡水或具有一定組成的循環(huán)母進(jìn)行冷分解結(jié)晶，使礦石中的氯化鎂進(jìn)入溶液。脫鹽就是將光鹵石礦中的氯化鈉分解除去。</p><p>　　光鹵石制取氯化鉀的各種生產(chǎn)方法中脫鎂步驟基本上相同，都是在較低溫度下進(jìn)行，而分離除去氯化鈉的方法有所不同，各有其特點(diǎn)。</p&g

56、t;<p>　　2.2由光鹵石制取氯化鉀的主要方法</p><p>　　光鹵石()是一種能穩(wěn)定存在于很大溫度范圍內(nèi)[從(－21～167.65)℃]的復(fù)鹽，其溶于水時(shí)的反應(yīng)主要為：</p><p>　　表2－1 不同溫度下的溶解度</p><p>　　(100克水中所溶解的該無(wú)水物質(zhì)的克數(shù))</p><p>　　從表2-1中可知

57、，氯化鎂在10低溫下的溶解度為53.50%，在100的熱水中為72.70%，而氯化鈉在同溫冷水中為35.70%，在同溫?zé)崴袨?9.20%；氯化鉀在同溫冷水中為31.30%，在同溫?zé)崴袨?6.20%?？梢?jiàn)，在常溫下，光鹵石中氯化鎂的溶解度隨著溫度升高而增大，且比氯化鈉、氯化鉀在同溫度下的溶解度都大得多，氯化鈉和氯化鉀在冷水中的溶解度相近，在溫度升高時(shí)氯化鉀的溶解度急劇增加，氯化鈉的溶解度則增加甚微，工業(yè)上便據(jù)此而分離之。</p&

58、gt;<p>　　因此，加工光鹵石的原理基于以下兩點(diǎn)：</p><p>　　(1) 的溶解度小得多；</p><p>　　(2) 飽和著光鹵石的溶液中(摩爾比)值遠(yuǎn)大于1。</p><p>　　2.2.1 兌鹵結(jié)晶法</p><p>　　該法主要基于對(duì)資源的綜合利用及填補(bǔ)國(guó)內(nèi)高品位氯化鉀的空白，它的存在只能依附在大型浮選廠(chǎng)，主要

59、方法是將浮選廠(chǎng)分解液在鹽田進(jìn)行調(diào)整后與排放的老鹵在結(jié)晶器中混合結(jié)晶出含氯化鈉較低的光鹵石(低鈉光鹵石)，光鹵石經(jīng)過(guò)分離母液后進(jìn)入結(jié)晶器中加入一定組成的循環(huán)母液進(jìn)行分解，得到的粗鉀經(jīng)洗滌干燥得到精鉀。</p><p>　　兌鹵法工藝因沒(méi)有鹽田曬礦環(huán)節(jié)，直接使用經(jīng)鹽田調(diào)整后的浮選廠(chǎng)分解液與排放的老鹵混合，所以與其它生產(chǎn)工藝相比，其工藝成本低，生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量高、雜質(zhì)少、顆粒大，而且可調(diào)節(jié)產(chǎn)品的品位，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求。

60、但是，由于該工藝要以浮選廠(chǎng)分解液為初始原料，生產(chǎn)規(guī)模不能隨意擴(kuò)大，限制了工藝的獨(dú)立性。</p><p>　　2.2.2 鹽田重結(jié)晶法</p><p>　　該工藝直接利用鹽田生產(chǎn)氯化鉀，不再另建加工廠(chǎng)房?？煞譃閮蓚€(gè)階段：</p><p>　　(1) 制取較為純凈的光鹵石，類(lèi)似于兌鹵；</p><p>　　(2) 分解光鹵石，結(jié)晶氯化鉀，類(lèi)似于熱

61、溶結(jié)晶，改為冷溶。</p><p>　　此工藝的關(guān)鍵是要求光鹵石較純，即低鈉，無(wú)鈉最好。全溶后灘曬結(jié)晶要求低溫，即利于冬季進(jìn)行，因?yàn)闇囟仍降停然浀娜芙舛仍降?。?shí)際操作中，尤其是在鹽田中，很不容易做到實(shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)品質(zhì)量百分?jǐn)?shù)達(dá)不到70%，雖然成本很低，但工業(yè)應(yīng)用意義不大。</p><p>　　2.2.3 冷分解—熱溶結(jié)晶法</p><p>　　該技術(shù)屬于十九世紀(jì)六

62、十年代前期用于工業(yè)化生產(chǎn)，其原理是根據(jù)在水中的溶解度隨溫度變化規(guī)律不同而將兩者分開(kāi)的。其過(guò)程是：將光鹵石冷分解脫鎂后得到的人造鉀石鹽用循環(huán)母液加熱到以上進(jìn)行熱浸，氯化鉀全部溶于溶液中，絕大部分氯化鈉以固相形式析出，經(jīng)分</p><p>　　離后除去。澄清的氯化鉀飽和液經(jīng)真空冷卻至析出氯化鉀成品。</p><p>　　該法的優(yōu)點(diǎn)是可直接得到純度在95%以上的氯化鉀產(chǎn)品，直接排出氯化鉀殘余量小

63、于2%的氯化鈉鹽渣。該工藝氯化鉀收率較高、粒度較粗、產(chǎn)品質(zhì)量不受光鹵石礦品位的影響，缺點(diǎn)是能耗較大，熱溶部分設(shè)備腐蝕較嚴(yán)重。</p><p>　　目前該法生產(chǎn)的氯化鉀產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的30%～50%，主要生產(chǎn)廠(chǎng)家以約丹阿拉伯鉀堿公司為代表，年生產(chǎn)能力120萬(wàn)噸。察爾汗地區(qū)曾經(jīng)有一個(gè)年生產(chǎn)能力2萬(wàn)噸的冷分解熱溶車(chē)間，生產(chǎn)數(shù)年后因成本過(guò)高而停產(chǎn)。</p><p>　　2.2.4 冷分解—篩分—洗

64、滌法</p><p>　　該法利用光鹵石脫鎂后得到的人造鉀石鹽中的氯化鈉粒度遠(yuǎn)小于氯化鉀粒度的特點(diǎn)，進(jìn)行篩分出去大部分的氯化鈉，再加部分淡水洗去較細(xì)粒度的氯化鈉，得到產(chǎn)品氯化鉀純度大于90%，此法成本低，但收率比其它工藝均偏低。</p><p>　　2.2.5 冷結(jié)晶—正浮選—洗滌法</p><p>　　“冷結(jié)晶—正浮選—洗滌法”生產(chǎn)氯化鉀，是上?；ぱ芯吭横槍?duì)察爾

65、汗鹽湖資源的實(shí)際情況提出的加工方法。(1988～1989)年，年產(chǎn)兩萬(wàn)噸的工業(yè)實(shí)驗(yàn)中試驗(yàn)裝置成功地進(jìn)行試生產(chǎn)，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　該工藝路線(xiàn)系具有一定組成的循環(huán)母液在敞口結(jié)晶器中進(jìn)行分解結(jié)晶，使氯化鎂先進(jìn)入母液，同時(shí)在常溫下使氯化鉀晶體顆粒長(zhǎng)大，分解結(jié)晶料漿進(jìn)行浮選，浮選精礦過(guò)濾后，用少量淡水洗滌，得到產(chǎn)品氯化鉀。由于過(guò)程采用了冷結(jié)晶技術(shù)，能得到顆粒較大的產(chǎn)品，改善了顆粒的物理性能，克服了“冷分

66、解—正浮選”工藝加工過(guò)程中在過(guò)濾和干燥中存在的困難，且采用了浮選技術(shù)，提高了系統(tǒng)的收率。具有能耗低、粒大質(zhì)好、成本低、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　2.2.6 反浮選—冷結(jié)晶法</p><p>　　“反浮選法”生產(chǎn)氯化鉀的整個(gè)工藝流程為“反浮選—冷結(jié)晶”工藝。該工藝是目前國(guó)內(nèi)外較為先進(jìn)的氯化鉀生產(chǎn)工藝，“反浮選—冷結(jié)晶”工藝主要分為：①反浮選除去光鹵石中的部分氯化鈉，得到

67、低鈉光鹵石；②低鈉光鹵石再經(jīng)冷分解結(jié)晶得到粗鉀，粗鉀經(jīng)洗滌得到氯化鉀成品。</p><p>　　“反浮選—冷結(jié)晶法”工藝的優(yōu)缺點(diǎn)：</p><p>　　提高了氯化鉀質(zhì)量，由于該工藝先浮選出光鹵石中的細(xì)粒級(jí)氯化鈉，生產(chǎn)出低鈉光鹵石。同時(shí)，在浮選過(guò)程中也能選出部分水不溶物，這就克服了“冷分解—正浮選”工藝中存在的細(xì)粒級(jí)氯化鈉和水不溶物對(duì)氯化鉀質(zhì)量產(chǎn)生影響這一缺陷，經(jīng)結(jié)晶器分解結(jié)晶后，借助篩分手

68、段篩出浮選過(guò)程中不能浮游的大顆粒氯化鈉，再經(jīng)洗滌作業(yè)就完全保證氯化鉀的質(zhì)量。氯化鉀可穩(wěn)定控制在KCl >90%，最高可達(dá)到KCl > 95%。在整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)中，控制好浮選作業(yè)中的掃選液面及結(jié)晶器的加水量，減少跑冒滴漏，即可取得滿(mǎn)意的收率指標(biāo)。</p><p>　　采用“反浮選—冷結(jié)晶”工藝較“冷分解—正浮選法”指標(biāo)優(yōu)越，最明顯的是質(zhì)量和收率指標(biāo)的提高。氯化鉀粒度增大，易于干燥，由于低鈉光鹵石采用控速分

69、解方式，使氯化鉀晶體長(zhǎng)大，平均粒徑為0.2mm。干燥水分可控制在4%～6%。</p><p>　　“反浮選—冷結(jié)晶”工藝的缺點(diǎn)：</p><p>　　(1)工藝流程較為復(fù)雜。較“冷分解-浮選法”工藝，系統(tǒng)中增加了較多的濃縮設(shè)備、篩分設(shè)備，物料輸送設(shè)備等。</p><p>　　(2)對(duì)捕收劑性能要求較高。由于此工藝需要浮選出低鈉光鹵石的氯化鈉含量小于6%，對(duì)于捕收劑性

70、能的要求高。捕收劑不僅要對(duì)氯化鈉具有良好的捕收性能，而且還能捕收水不溶物，這就需要不斷研制新型的捕收劑。</p><p>　　2.2.7 冷分解—正浮選—洗滌法</p><p>　　浮選法生產(chǎn)氯化鉀的歷史從上世紀(jì)三十年代開(kāi)始。因其工藝過(guò)程自始至終在較低溫度下進(jìn)行，工藝條件溫和，所以幾十年來(lái)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。</p><p>　　該工藝路線(xiàn)的過(guò)程是：用淡水將光鹵石礦冷

71、分解，使氯化鎂進(jìn)入溶液，然后在高鎂母液的介質(zhì)中，以鹽酸十八胺做捕收劑，二號(hào)油做起泡劑，對(duì)分解料漿進(jìn)行浮選，得到的精礦過(guò)濾后，用少量淡水洗去氯化鈉，所得產(chǎn)品純度可達(dá)90%以上，尾鹽中的氯化鉀含量小于3%。</p><p>　　用“冷分解—正浮選—洗滌法”生產(chǎn)氯化鉀是一種傳統(tǒng)工藝。該法生產(chǎn)的鉀肥產(chǎn)量約占全球產(chǎn)量的55%，我國(guó)前幾年氯化鉀產(chǎn)量的絕大部分用該法生產(chǎn)。因此，用該法生產(chǎn)氯化鉀，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。</p

72、><p>　　正浮選法生產(chǎn)氯化鉀的主要優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　(1) 工藝可靠。由于該工藝的開(kāi)發(fā)與研究較早，經(jīng)過(guò)多年來(lái)的不斷完善，工藝流程已趨于成熟。在察爾汗鹽湖已有多家加工廠(chǎng)采用此工藝進(jìn)行氯化鉀的生產(chǎn)。就浮選本身而言，作為氯化鉀的捕收劑—胺類(lèi)捕收劑的性能良好，選礦效果明顯。下表為某廠(chǎng)生產(chǎn)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)情況。 </p><p>　　表2－2 某廠(chǎng)生產(chǎn)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)</p

73、><p>　　從表中可以看到，該廠(chǎng)近年來(lái)的實(shí)際生產(chǎn)能力已超過(guò)了設(shè)計(jì)能力，表明該工藝是成熟可靠的。</p><p>　　(2) 工藝流程簡(jiǎn)單。如前所述，“冷分解—浮選法”工藝主要可以分兩步：一是光鹵石的冷分解；二是分解料漿的浮選。以鹽酸十八胺作捕收劑，二號(hào)油作氣泡劑浮選出氯化鉀，實(shí)現(xiàn)氯化鉀與氯化鈉分離，所得粗鉀產(chǎn)品再經(jīng)洗滌、干燥即得氯化鉀產(chǎn)品。</p><p>　　通過(guò)幾

74、種方法的比較并結(jié)合察爾汗地區(qū)的實(shí)際情況本次設(shè)計(jì)采用“正浮選—冷分解—洗滌法”生產(chǎn)氯化鉀。</p><p><b>　　3生產(chǎn)流程介紹</b></p><p>　　用“冷分解—正浮選—洗滌法”生產(chǎn)氯化鉀可分為：①冷分解、②浮選及分離、③真空過(guò)濾、④洗滌、⑤離心分離、⑥干燥及產(chǎn)品包裝等六個(gè)工序。 </p><p>　　眾所周知，相圖在鹽化工生產(chǎn)當(dāng)中

75、有著舉足輕重的作用。經(jīng)過(guò)相圖分析，可以得到含鈉光鹵石為原料制取氯化鉀的原則流程，并對(duì)生產(chǎn)中存在的問(wèn)題運(yùn)用相圖分析后可以得到解決。下面運(yùn)用相圖知識(shí)以“冷分解—正浮選—洗滌法”制取氯化鉀的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行分析。</p><p>　　以含鈉光鹵石加水制取，其加水形式有多種，為了提高的收率，下面以對(duì)(組成見(jiàn)表3－1)加水完全分解為例來(lái)進(jìn)行相圖分析。</p><p>　　表3－1 原料含鈉光鹵石的組成

76、</p><p>　　如圖3－1，將原料含鈉光鹵石系統(tǒng)組成點(diǎn)標(biāo)繪在圖中為，顯然從相圖中可以知道原料是由大量的含鈉光鹵石固相與其共飽的共飽液所組成，整個(gè)工藝流程可用相圖分為六個(gè)階段進(jìn)行敘述： </p><p>　　第一階段，原料加水恰好完全分解

77、(簡(jiǎn)稱(chēng)冷分解)。若對(duì)原料加水使其中的恰好完全分解，則在干基圖上，先是固相點(diǎn)從R運(yùn)行到Q點(diǎn)，與之相對(duì)應(yīng)的液相點(diǎn)從運(yùn)行到點(diǎn)，系統(tǒng)點(diǎn)在M點(diǎn)不變；繼而固相點(diǎn)從Q運(yùn)行到H點(diǎn)，而液相點(diǎn)在E點(diǎn)不變，系統(tǒng)點(diǎn)在M點(diǎn)不動(dòng)。在水圖上，先是固相點(diǎn)由運(yùn)行到Q'，液相點(diǎn)由運(yùn)行到，系統(tǒng)點(diǎn)由運(yùn)行到點(diǎn)；繼而固相點(diǎn)由運(yùn)行到，而液相點(diǎn)在不動(dòng)，系統(tǒng)點(diǎn)由運(yùn)行到點(diǎn)。</p><p>　　此階段為第一次加水過(guò)程，加水量為恰好使原料中的完全分解。<

78、;/p><p>　　第二階段，對(duì)鉀石鹽進(jìn)行浮選及對(duì)相應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分離(簡(jiǎn)稱(chēng)浮選及分離)。</p><p>　　經(jīng)過(guò)第一階段可以得到鉀石鹽及與之對(duì)應(yīng)的共飽液，若對(duì)其進(jìn)行分離，理論上可以得到鉀石鹽，但是若對(duì)分離出來(lái)的鉀石鹽在常溫加水進(jìn)行溶洗其中的，由相圖分析可知，最終是得不到固相KCl，而得到的是NaCl固相。又由相圖分析可知，欲對(duì)鉀石鹽在常溫下加水溶洗其中的NaCl而得到KCl固相。則該鉀石鹽固相

79、點(diǎn)不能處在BD之間，而只能處在CD之間，為達(dá)到此目的，使用浮選手段可以解決這個(gè)問(wèn)題，浮選介質(zhì)可以是第一階段得到的高鎂母液，浮選藥劑可以是鹽酸十八胺及二號(hào)油。經(jīng)過(guò)浮選，固相鉀石鹽則變成了粗鉀及尾鹽。</p><p>　　注：及的確定可依據(jù)浮選機(jī)的浮選效率予以確定。</p><p>　　粗鉀泡沫與尾鹽漿料的分離。根據(jù)浮選機(jī)的工作原理及特性可知：粗鉀泡沫K(K’)是由粗鉀以及與其相對(duì)應(yīng)的共飽液還

80、有空氣氣泡(重量可忽略)三部分組成。在干基圖上依據(jù)粗鉀泡沫中的共飽液的干鹽量及粗鉀I的量可以確定粗鉀泡沫點(diǎn)K，連結(jié)KM且其延長(zhǎng)線(xiàn)與EJ線(xiàn)的交點(diǎn)，即為尾鹽漿料點(diǎn)L，其中M即為系統(tǒng)點(diǎn)。在水圖中很容易找到粗鉀泡沫點(diǎn)K’，連結(jié)K’M2且其延長(zhǎng)線(xiàn)與E’J’線(xiàn)的交點(diǎn)，即為尾鹽漿料點(diǎn)L’，其中M2為系統(tǒng)點(diǎn)。在浮選機(jī)中由刮板刮出的料即為粗鉀泡沫，而由槽底流出的料即為尾鹽漿料。</p><p>　　此階段為第一次分離過(guò)程，使得粗鉀

81、泡沫與尾鹽漿料予以分離。</p><p>　　圖3-1 以含鈉光鹵石用“冷分解-正浮選-洗滌法”</p><p>　　生產(chǎn)氯化鉀的四元相圖分析（15℃）</p><p>　　第三階段，將粗鉀泡沫中的固相粗鉀與其對(duì)應(yīng)的共飽液進(jìn)行分離(簡(jiǎn)稱(chēng)真空過(guò)濾)。尋求一種固液分離設(shè)備如轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)，使其對(duì)粗鉀泡沫進(jìn)行固液分離。若是固液 </p><p>

82、;　　分離效率能達(dá)到100%，則對(duì)進(jìn)行固液分離之后，固相為粗鉀，則液相為與之對(duì)應(yīng)的共飽液，但往往轉(zhuǎn)筒過(guò)濾機(jī)的分離效率達(dá)不到100%，因此假如知道轉(zhuǎn)筒過(guò)濾機(jī)的分離效率時(shí)，則依此效率可在相圖上找到粗鉀泡沫K(K’)分離后的濾餅點(diǎn)及與之對(duì)應(yīng)的共飽點(diǎn)E(E’)，其中為系統(tǒng)點(diǎn)。</p><p>　　此階段為第二次分離過(guò)程，使得濾餅與其對(duì)應(yīng)的共飽液予以分離。</p><p>　　第四階段，洗滌濾餅中的

83、(簡(jiǎn)稱(chēng)洗滌)。由相圖分析可知，濾餅是由粗鉀及與之對(duì)應(yīng)的共飽液所組成，當(dāng)對(duì)其加適量水時(shí)，固相則由運(yùn)行至，而液相則由運(yùn)行至，在干基圖上系統(tǒng)點(diǎn)在不變，在水圖上系統(tǒng)點(diǎn)則由運(yùn)行至。</p><p>　　此階段為第二次加水過(guò)程，加水量恰好使中的溶洗盡，得到洗滌漿料。</p><p>　　第五階段：將洗滌漿料中的固相C(C’)與其對(duì)應(yīng)的共飽液O(O’)進(jìn)行分離(簡(jiǎn)稱(chēng)離心分離)。尋求一種固液分離設(shè)備如離心

84、機(jī)，使其對(duì)洗滌漿料進(jìn)行固液分離，若是固液分離效率能達(dá)到100%，則對(duì)N(N1)進(jìn)行固液分離后，固相為純鉀C(C’)，則液相為與之對(duì)應(yīng)的共飽液O(O’)，但往往離心機(jī)的分離效率達(dá)不到100%，因此假如知道離心機(jī)的分離效率時(shí)，則依此效率可在相圖上找到對(duì)洗滌漿料分離后的固相精鉀點(diǎn)及與之對(duì)應(yīng)的共飽液點(diǎn)O(O’)，其中為系統(tǒng)點(diǎn)。</p><p>　　此階段為第三次分離過(guò)程，使得精鉀與其對(duì)應(yīng)的共飽液O(O’)予以分離。<

85、;/p><p>　　第六階段，精鉀在干燥設(shè)備中除去所含水分，即得到成品KCl產(chǎn)品(簡(jiǎn)稱(chēng)干燥)。</p><p>　　由相圖分析可知：精鉀P(P’)是由純鉀C(C’)與其對(duì)應(yīng)的共飽液O(O’)所組成。由于本相圖是15℃時(shí)的相圖，而干燥過(guò)程的溫度很高，加之干燥過(guò)程的相圖分析過(guò)程比較簡(jiǎn)單，所以在此對(duì)干燥階段的相圖分析過(guò)程略[9]。</p><p>　　經(jīng)過(guò)以上的相圖分析，可以

86、得出由含鈉光鹵石生產(chǎn)氯化鉀的原則流程，如圖3－2。</p><p><b>　　4工藝計(jì)算</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)工藝計(jì)算包括物料衡算、熱量衡算兩部分。</p><p><b>　　4.1 物料衡算</b></p><p>　　一、計(jì)算所用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)</p><p>

87、;　　1.洗滌精鉀母液返回量為：0</p><p>　　2.粗鉀泡沫固相組成(點(diǎn))：</p><p>　　3.尾鹽漿料固相組成(點(diǎn))：</p><p>　　4.粗鉀泡沫經(jīng)過(guò)濾母液后，濾餅含母液量為：，即(濕基比)</p><p>　　5.洗滌料將經(jīng)離心分離后精鉀含水量為：</p><p>　　6.浮選中粗鉀泡沫(點(diǎn))

88、： (濕基比)</p><p>　　7.產(chǎn)品中含水量為2%</p><p><b>　　8.氣溫： </b></p><p><b>　　9.產(chǎn)品規(guī)格氯化鉀</b></p><p>　　二、由繪制的相圖，可知各物料組成如下表：</p><p><b>　　1.原礦組

89、成</b></p><p>　　表4－1 原礦組成表</p><p><b>　　2.分解母液組成</b></p><p>　　表4－2 分解母液組成</p><p>　　3.原礦恰好完全分解時(shí)分解漿料的組成</p><p>　　表4－3 分解漿料的組成</p>&

90、lt;p>　　4.經(jīng)浮選粗鉀泡沫的組成</p><p>　　表4－4 粗鉀泡沫的組成</p><p>　　5.粗鉀泡沫經(jīng)過(guò)濾后濾餅的組成</p><p>　　表4－5 濾餅的組成</p><p>　　6.洗滌濾餅后的精鉀母液組成</p><p>　　表4－6 精鉀母液的組成</p><p

91、><b>　　7.洗滌漿料的組成</b></p><p>　　表4－7 洗滌漿料的組成</p><p>　　8.經(jīng)離心分離后精鉀的組成</p><p>　　表4－8 精鉀的組成</p><p>　　4.1.1 初開(kāi)車(chē)時(shí)的物料衡算</p><p>　　所謂初開(kāi)車(chē)，即車(chē)間剛開(kāi)車(chē)，沒(méi)有母液循環(huán)

92、的生產(chǎn)過(guò)程。</p><p>　　4.1.1.1 冷分解過(guò)程的物料衡算</p><p><b>　　設(shè)：為分解加水量；</b></p><p><b>　　為分解母液量；</b></p><p>　　為分解漿料中固相的量； </p><p>　　為分解漿料中固相的量。<

93、/p><p>　　以原礦為計(jì)算基準(zhǔn)，分解槽為衡算對(duì)象進(jìn)行物料衡算。</p><p>　　各物料組成的含量如圖4－1：</p><p><b>　　由題意得如下方程：</b></p><p>　　對(duì)進(jìn)行物料衡算： </p><p>　　對(duì)進(jìn)行物料衡算： </p><p>

94、　　對(duì)進(jìn)行物料衡算： </p><p>　　對(duì)進(jìn)行物料衡算： </p><p>　　解得： </p><p>　　當(dāng)原礦恰好完全分解時(shí)：(1) 加入水的量為： 　 </p><p>　　(2) 分解漿料中的固相量： </p><p>　　(3) 分解

95、漿料中的固相量： </p><p>　　(4) 分解原礦所得的分解母液量： 　　　</p><p>　　4.1.1.2 浮選及分離過(guò)程的物料衡算</p><p>　　設(shè)：為點(diǎn)的量； 為點(diǎn)的量；</p><p>　　為點(diǎn)的量； 為點(diǎn)的量。</p><p>　　已知：粗鉀泡沫固相組成(點(diǎn))：；</p>

96、;<p>　　尾鹽漿料固相組成(點(diǎn))：；</p><p>　　粗鉀泡沫(點(diǎn))：(濕基比)。</p><p>　　各物料組成的含量如圖4－2：</p><p><b>　　依據(jù)物料衡算有：</b></p><p>　　(1) 粗鉀泡沫產(chǎn)量： </p><p>　　(2)

97、 尾鹽漿料分解母液產(chǎn)量： </p><p>　　(3) 尾鹽漿料產(chǎn)量： </p><p>　　4.1.1.3 過(guò)濾過(guò)程的物料衡算</p><p>　　設(shè)：為濾餅N中高鎂母液量； 為濾餅量； </p><p>　　為粗鉀泡沫經(jīng)過(guò)濾后得到的母液量。</p><p>　　已知：粗鉀泡沫經(jīng)過(guò)濾母液后，濾餅含母

98、液量為，即(濕基比)。</p><p>　　各物料組成的含量如圖4－3：</p><p><b>　　由 得： </b></p><p>　　4.1.1.4 洗滌過(guò)程的物料衡算</p><p>　　設(shè)：為洗滌用水量； 為洗滌母液量；</p><p>　　為洗滌料漿中固相量。</p>

99、<p>　　各物料組成的含量如圖4－4：</p><p><b>　　由題意得如下方程：</b></p><p>　　對(duì)進(jìn)行物料衡算： </p><p><b>　　對(duì)進(jìn)行物料衡算： </b></p><p>　　對(duì)進(jìn)行物料衡算： </p><p>&l

100、t;b>　　解得： ， ， </b></p><p>　　洗滌料漿產(chǎn)量： </p><p>　　4.1.1.5 離心分離過(guò)程的物料衡算</p><p>　　設(shè)：氯化鉀所帶走的精鉀母液量為；</p><p>　　離心分離后所得的精鉀母液量為；</p><p>　　離心分離后所得到濕精鉀

101、量為。</p><p>　　已知：濕精鉀的含水量為。</p><p>　　各物料組成的含量如圖4－5：</p><p><b>　　則有：</b></p><p>　　洗滌漿料經(jīng)離心機(jī)分離后得到：</p><p>　　(1) 濕精鉀量： </p><p>　　(2) 精

102、鉀母液量：</p><p>　　4.1.1.6 干燥過(guò)程的物料衡算</p><p>　　設(shè)：為干燥后產(chǎn)品的量； 為蒸發(fā)水量；</p><p>　　中含量為； 中含量為；</p><p>　　中含量為； 中含量為。 </p><p>　　已知：由濕精鉀

103、的組成可知； 。</p><p>　　各物料組成的含量如圖4－6：</p><p><b>　　則有：</b></p><p><b>　　即蒸發(fā)水量： </b></p><p>　　對(duì)進(jìn)行物料衡算： </p><p><b>　　對(duì)進(jìn)行物料衡算：</b&g

104、t;</p><p><b>　　對(duì)進(jìn)行物料衡算： </b></p><p>　　解得： </p><p>　　所以產(chǎn)品含量組成如下表： </p><p>　　表4－9 產(chǎn)品含量組成</p><p>　　4.1.2 正常生產(chǎn)條件下的物料衡算</p><

105、;p>　　根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，為了節(jié)約生產(chǎn)用淡水資源以及回收精鉀母液中的鉀，將從離心機(jī)甩出來(lái)的精鉀母液重新利用進(jìn)行冷分解原礦。以“4.1.1”所得到的精鉀母液量作為初值，進(jìn)行迭代計(jì)算。經(jīng)過(guò)初開(kāi)車(chē)時(shí)的物料衡算，從離心機(jī)甩出來(lái)的精鉀母液返回分解槽中重新利用進(jìn)行冷分解原礦，將其過(guò)程進(jìn)行迭代至定值。</p><p>　　4.1.2.1 迭代計(jì)算</p><p>　　A 冷分解過(guò)程物料衡算&

106、lt;/p><p>　　設(shè)：為分解加水量； </p><p><b>　　為分解母液量；</b></p><p>　　為分解漿料中固相的量； </p><p>　　為分解漿料中固相的量。</p><p>　　以原礦為計(jì)算基準(zhǔn)，分解槽為衡算對(duì)象進(jìn)行物料衡算。</p><p>

107、;　　各物料組成的含量如圖4－7：</p><p><b>　　由題意得如下方程：</b></p><p>　　對(duì)進(jìn)行物料衡算： </p><p><b>　　對(duì)進(jìn)行物料衡算：</b></p><p><b>　　對(duì)進(jìn)行物料衡算： </b></p><p&

108、gt;　　對(duì)進(jìn)行物料衡算： </p><p>　　解得： </p><p>　　當(dāng)原礦恰好完全分解時(shí)：(1)加入水的量為： </p><p>　　(2)分解母液中的固相量： </p><p>　　(3)分解母液中的固相量： </p><p>　　(4)分解原礦所得的母液量：

109、</p><p>　　B 浮選及分離過(guò)程的物料衡算</p><p>　　設(shè)：為點(diǎn)的量； 為點(diǎn)的量；</p><p>　　為點(diǎn)的量； 為點(diǎn)的量。</p><p>　　已知：粗鉀泡沫固相組成(點(diǎn))：；</p><p>　　尾鹽漿料固相組成(點(diǎn))：；</p><p&g

110、t;　　粗鉀泡沫(點(diǎn))：(濕基比)。</p><p>　　各物料組成的含量如圖4－8：</p><p><b>　　依據(jù)物料衡算有：</b></p><p>　　(1)粗鉀泡沫產(chǎn)量： </p><p>　　(2)尾鹽漿料分解母液產(chǎn)量： </p><p>　　(3)尾鹽漿料產(chǎn)量：

111、 </p><p>　　C 過(guò)濾過(guò)程的物料衡算</p><p>　　設(shè)：為濾餅N中高鎂母液量； </p><p><b>　　為濾餅量；</b></p><p>　　為粗鉀泡沫經(jīng)過(guò)濾后得到的母液量。</p><p>　　已知：粗鉀泡沫經(jīng)過(guò)濾母液后，濾餅含母液量為，即。</p

112、><p>　　各物料組成的含量如圖4－9：</p><p><b>　　由 得： </b></p><p>　　D 洗滌過(guò)程的物料衡算</p><p>　　設(shè)：為洗滌用水量； </p><p><b>　　為洗滌母液量；</b></p><p>　　為

113、洗滌料漿中固相量。</p><p>　　各物料組成的含量如圖4－10：</p><p><b>　　由題意得如下方程：</b></p><p>　　對(duì)進(jìn)行物料衡算： </p><p><b>　　對(duì)進(jìn)行物料衡算：</b></p><p>　　對(duì)進(jìn)行物料衡算： </p

114、><p><b>　　解得： ， ， </b></p><p>　　洗滌料漿產(chǎn)量： </p><p>　　E 離心過(guò)程的物料衡算</p><p>　　設(shè)：氯化鉀所帶走的精鉀母液量為； </p><p>　　離心分離后所得的精鉀母液量為；</p><p>

115、　　離心分離后所得到濕精鉀量為。</p><p>　　已知：濕精鉀的含水量為。</p><p>　　各物料組成的含量如圖4－11：</p><p><b>　　則有：</b></p><p>　　洗滌漿料經(jīng)離心機(jī)分離后得到：</p><p>　　(1) 濕精鉀量： </p>&l

116、t;p>　　(2) 精鉀母液量：</p><p>　　同理可求得，經(jīng)過(guò)第二次迭代從離心機(jī)所得精鉀母液。所得精鉀母液最終為定值，即最終從離心機(jī)甩出來(lái)得精鉀母液等于進(jìn)入冷分解精鉀母液返回量。經(jīng)迭代最終為定值，讓其返回分解槽進(jìn)行冷分解原礦。</p><p>　　F 干燥過(guò)程的物料衡算</p><p>　　設(shè)：為干燥后產(chǎn)品的量； 為蒸發(fā)水量；&

117、lt;/p><p>　　中含量為； 中含量為；</p><p>　　中含量為； 中含量為。 </p><p>　　已知：由濕精鉀的組成可知； 。</p><p>　　各物料組成的含量如圖4－12：</p><p><b>　　則有：</b></p&g