晒盐海水提取硫酸钾的方法与流程

1.本发明涉及海水提取硫酸钾领域，具体来说，是海水晒出氯化钠后的高盐卤水浓缩蒸发后提取硫酸钾工艺。

背景技术：

2.中国是农业大国，而钾肥是农业生产中必不可少的肥料，随着我国农业经济的发展，忌氯作物如烟草、西瓜、茶叶等种植量不断提升，无氯钾肥越来越重要，需求量不断提高，硫酸钾一直被认为是替代无氯钾肥的最好原料，硫酸钾不仅含钾，同时也是一种硫肥，这对缺硫地区更加重要；根据对我国南方10省市土壤分析，缺硫耕地面积在600万公顷左右，占耕地总面积的25%左右。
3.钾矿，历来是我国最短缺的矿产资源之一，目前：国内外制取硫酸钾方法大体有以下几种：曼海姆法、缔置法、复分解法、钾盐矿石制取硫酸钾法以及高盐卤水制取硫酸钾法。曼海姆法制取硫酸钾，单炉生产能力低，且由于要在高温强酸下进行，设备腐蚀严重，维修量大，投资费用高；缔置法制取硫酸钾，工艺不太成熟；复分解法制取硫酸钾，成本高，经济收益相对差；高盐卤水制取硫酸钾法，国投新疆钾肥于2008年底建成120万吨硫酸钾生产装置，立足当地资源，经过盐田摊晒,使用浮选得到氯化钾与软钾镁矾,浮选产品经过转化得到硫酸钾。卤水资源是不可再生资源，随着资源的不断开采利用，资源量越来越少，为了满足日益增长的国民生产需求，开辟新的资源尤为重要，全球海洋面积占全球总面积的70%左右，充分利用好海洋这个自然资源宝库，从海水中提取硫酸钾。

技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种晒盐海水提取硫酸钾的方法，该方法适应性强，原料来源广泛，是一个闭路循环工艺，硫酸钾回收率高。
5.本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种晒盐海水提取硫酸钾一种晒盐海水提取硫酸钾的方法，其步骤是：晒盐后的海水经过盐田摊晒继续浓缩，然后强制蒸干，得到含钾矿物；含钾矿物使用反浮选除去氯化钠，得到的低钠含钾矿物产品经过常温10℃-40℃一段分解转化得到以软钾镁矾为主要成份的一段转化产品，一转液相返回盐田；一段转化产品经过高温50℃-70℃二段转化即可得到硫酸钾产品，二转液相返回一段分解转化循环利用。
6.本发明所述的晒盐海水提取硫酸钾的方法，其进一步优选的技术方案是：一、含钾矿物的主要成份是：k
+
含量5-15%，na
+
含量4-10%，mg
2+
含量5-10%，cl-含量20-30%，so
42-含量15-25%；二、晒盐后的海水是采用摊晒继续脱除氯化钠、硫酸镁，浓缩后卤水蒸发，得到含有氯化钠、光卤石、泻利盐、钾盐镁矾的含钾矿物。
7.三、低钠含钾矿物加水与二转冷却液相进行一段分解转化，转化得到一转固相进入二段转化。
8.四、一段分解转化水量为5%-80%，分解转化时间为1-3小时。一段分解转化温度10-25℃。二段转化水量为80%-120%，二段转化时间为2-4小时，转化温度为55-65℃。对二转液相冷却至10-20℃后，冷却固相返回二段转化，冷却液相全部返回一次分解转化。
9.本发明方法中，所涉及的反应式有：一、第一复分解反应，反应式为：kcl.mgcl2.6h2o+ h2o
ꢀ→ꢀ
kcl+母液2kcl.mgso4.3h2o + mgso4+ h2o
ꢀ→ꢀ
k2so4.mgso4.6h2o + 一转液二、第二复分解反应，反应式为：k2so4.mgso4.6h2o + h2o
ꢀ→ꢀ
k2so
4 + 二转液与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明方法解决了从晒盐海水中提取硫酸钾全套技术开发工艺，采用卤水摊晒浓缩后蒸发得到的含钾综合矿物，含钾综合矿物通过浮选加两段转化联合工艺可以得到硫酸钾产品，本发明适应性强，原料来源广泛，而且本工艺是一个闭路循环工艺，硫酸钾回收率高。
附图说明
10.图1为本发明提取硫酸钾工艺的流程图。
具体实施方式
11.下面结合实例对本发明做进一步说明，但本发明内容不局限于下面的实例。
12.实施例1，参照图1，晒盐海水提取硫酸钾方法，其具体步骤如下：（1）晒盐后的海水经过盐田摊晒，继续浓缩经过钠盐田、泄利盐田摊晒进一步除去氯化钠和硫酸镁，浓缩后的海水经过强制蒸发，可以得到含有氯化钠、光卤石、泻利盐、钾盐镁矾的综合含钾矿物(k
+
含量5-15%，na
+
含量4-10%，mg
2+
含量5-10%，cl-含量20-30%，so
42-含量15-25%)。
13.（2）强制蒸发得到的综合含钾矿物先进行反浮选作业，脱除氯化钠，脱除氯化钠后得到的低钠含钾矿物进行第一段分解转化，分解转化包括光卤石分解成氯化钾以及钾盐镁矾转化成软钾镁矾，分解转化温度10℃，分解转化时间3小时。
14.（3）浮选转化得到的软钾镁矾再进行第二段转化，二段转化控制温度50℃，转化时间2小时。固相产品即为硫酸钾产品，二转液相冷却返回一转。二转液相冷却返回步骤（2）分解转化，高温二转液相冷却析出固相返回二段转化，冷却温度为10℃，可以提高硫酸钾产品的回收率。
15.实施例2，参照图1，一种晒盐海水提取硫酸钾方法，其具体步骤如下：：（1）晒盐后的海水经过盐田摊晒，继续浓缩经过钠盐田、泄利盐田摊晒进一步除去氯化钠和硫酸镁，浓缩后的海水经过强制蒸发，可以得到含有氯化钠、光卤石、泻利盐、钾盐镁矾的综合含钾矿物(k
+
含量5-15%，na
+
含量4-10%，mg
2+
含量5-10%，cl-含量20-30%，so
42-含量15-25%)。
16.（2）强制蒸发得到的综合含钾矿物先进行反浮选作业，脱除氯化钠，脱除氯化钠后得到的低钠含钾矿物进行第一段分解转化，分解转化包括光卤石分解成氯化钾以及钾盐镁
矾转化成软钾镁矾，分解转化温度40℃，分解转化时间1小时。
17.（3）浮选转化得到的软钾镁矾再进行第二段转化，二段转化控制温度70℃，转化时间4小时。固相产品即为硫酸钾产品，二转液相冷却返回一转。二转液相冷却返回步骤（2）分解转化，高温二转液相冷却析出固相返回二段转化，冷却温度为20℃，可以提高硫酸钾产品的回收率。
18.实施例3，参照图1，一种晒盐海水提取硫酸钾方法实验一：晒盐海水继续浓缩通过钠盐田、泄利盐田摊晒进一步除去氯化钠和硫酸镁，浓缩后卤水蒸发得到的含钾矿物组成为：k
+
含量10.56%，na
+
含量4.96%，mg
2+
含量8.08%，cl-含量28.18%，so
42-含量19.13%，经过反浮选脱除氯化钠后精矿组成：k
+
含量12.37%，na
+
含量2.85%，mg
2+
含量8.21%，cl-含量23.24%，so
42-含量22.48%，浮选精矿加8%的水再加全部的二转冷却液相进行一段分解转化，转化时间1小时，转化温度为常温，经过一段转化得到的转化固相组成为：k
+
含量18.07%，na
+
含量0.40%，mg
2+
含量6.01%，cl-含量1.98%，so
42-含量42.34%，一段转化固相加水进行二段转化，加水量为固相量的100%（质量比），转化温度为60℃，转化时间2小时，可以得到硫酸钾精矿，硫酸钾精矿指标：k
+
含量42.7%， so
42-含量52.25%，硫酸钾精矿经过喷淋即可得到硫酸钾产品。
19.其具体步骤如下：（1）晒盐海水继续浓缩通过钠盐田、泄利盐田摊晒进一步除去氯化钠和硫酸镁，浓缩后卤水蒸发得到的含钾矿物组成为：k
+
含量10.56%，na
+
含量4.96%，mg
2+
含量8.08%，cl-含量28.18%，so
42-含量19.13%。
20.（2）原矿k
+
含量10.56%，na
+
含量4.96%，mg
2+
含量8.08%，cl-含量28.18%，so
42-含量19.13%经过反浮选脱除氯化钠，脱钠精矿k
+
含量12.37%，na
+
含量2.85%，mg
2+
含量8.21%，cl-含量23.24%，so
42-含量22.48%，（3）脱钠精矿加水与全部的二转冷却液，加水量与精矿量质量比为8:100，常温转化1小时，得到的一转固相组成为：k
+
含量18.07%，na
+
含量0.40%，mg
2+
含量6.01%，cl-含量1.98%，so
42-含量42.34%。
21.（4）一转固相加水进行二段转化，加水量与一转固相质量比为1:1，转化时间2小时，转化温度60℃，二段转化液相冷却返回一次转化，转化液冷却析出固相闭路返回二段转化作业，二段转化液相冷却温度为15℃，二段转化保温过滤固相为硫酸钾精矿，精矿洗涤即可得到硫酸钾产品。
22.实施例4，参照图1，一种晒盐海水提取硫酸钾方法实验二：晒盐海水继续浓缩通过钠盐田、泄利盐田摊晒进一步除去氯化钠和硫酸镁，浓缩后卤水蒸发得到的含钾矿物组成为：k
+
含量8.66%，na
+
含量6.87%，mg
2+
含量7.74%，cl-含量26.29%，so
42-含量20.02%，经过反浮选脱除氯化钠后精矿组成：k
+
含量11.13%，na
+
含量2.21%，mg
2+
含量8.93%，cl-含量20.61%，so
42-含量24.34%，浮选精矿加10%的水再加全部的二转冷却液相进行一段分解转化，转化时间1小时，转化温度为常温，经过一段分解转化得到的转化固相组成为：k
+
含量17.53%，na
+
含量0.64%，mg
2+
含量6.10%，cl-含量2.30%，so
42-含量43.34%，一段转化固相加水进行二段转化，加水量为固相量的100%（质量比），转化温度为50℃，转化时间2小时，可以得到硫酸钾精矿，硫酸钾精矿指标：k
+
含量42.17%， so
42-含量52.84%，硫酸钾精矿经过喷淋即可得到硫酸钾产品。

技术特征：

1.一种晒盐海水提取硫酸钾的方法，其特征在于，其步骤是：晒盐后的海水经过盐田摊晒继续浓缩，然后强制蒸干，得到含钾矿物；含钾矿物使用反浮选除去氯化钠，得到的低钠含钾矿物产品经过常温10℃-40℃一段分解转化得到以软钾镁矾为主要成份的一段转化产品，一转液相返回盐田；一段转化产品经过高温50℃-70℃二段转化即可得到硫酸钾产品，二转液相返回一段分解转化循环利用。2.根据权利要求1所述的晒盐海水提取硫酸钾方法，其特征在于：含钾矿物的主要成份是：k
+
含量5-15%，na
+
含量4-10%，mg
2+
含量5-10%，cl-含量20-30%，so
42-含量15-25%。3.根据权利要求1所述的晒盐海水提取硫酸钾方法，其特征在于：晒盐后的海水是采用摊晒继续脱除氯化钠、硫酸镁，浓缩后卤水蒸发，得到含有氯化钠、光卤石、泻利盐、钾盐镁矾的含钾矿物。4.根据权利要求1所述的晒盐海水提取硫酸钾方法，其特征在于：低钠含钾矿物加水与二转冷却液相进行一段分解转化，转化得到一转固相进入二段转化。5.根据权利要求1所述的晒盐海水提取硫酸钾方法，其特征在于：一段分解转化水量为5%-80%，分解转化时间为1-3小时。6.根据权利要求1或5所述的晒盐海水提取硫酸钾方法，其特征在于：一段分解转化温度10-25℃。7.根据权利要求1所述的晒盐海水提取硫酸钾方法，其特征在于：二段转化水量为80%-120%，二段转化时间为2-4小时，转化温度为55-65℃。8.根据权利要求1所述的晒盐海水提取硫酸钾方法，其特征在于：对二转液相冷却至10-20℃后，冷却固相返回二段转化，冷却液相全部返回一次分解转化。

技术总结

本发明是一种晒盐海水提取硫酸钾的方法，涉及海水提取硫酸钾领域。该方法将晒盐后的海水经过盐田摊晒继续浓缩，强制蒸干得到含钾矿物；含钾矿物使用反浮选除去氯化钠，得到的低钠含钾矿物产品经过一段分解转化得到以软钾镁矾为主要成份的一段转化产品，一转液相返回盐田；一段转化产品经过高温50℃-70℃二段转化即可得到硫酸钾产品，二转液相返回一段分解转化循环利用。本发明方法解决了从晒盐海水中提取硫酸钾全套技术开发工艺，采用卤水摊晒浓缩后蒸发得到的含钾综合矿物，含钾综合矿物通过浮选加两段转化联合工艺可以得到硫酸钾产品，本发明适应性强，原料来源广泛，采用闭路循环工艺，硫酸钾回收率高。硫酸钾回收率高。硫酸钾回收率高。