一种用杂卤石制备钾镁肥的工艺制造技术

一种用杂卤石制备钾镁肥的工艺，包括以下步骤：（1）磨矿：将杂卤石磨矿至‑100目85wt%以上；（2）洗涤：用水洗涤去除杂卤石中的氯化钠；（3）焙烧：高温焙烧洗涤后的矿物；（4）浸取：浸取杂卤石中的钾和镁；（5）固液分离：将浸取得到的矿浆进行固液分离，即可得到含有硫酸钾和硫酸镁的母液；（6）蒸发：将母液蒸发结晶得到钾镁肥产品。本发明专利技术工艺简单、原料来源广、成本低，可有效去除杂卤石中的氯化钠，K+浸取率高，浸取用水量较少，浸取母液中K+浓度高，降低后期蒸发结晶能耗，蒸发得到的钾镁肥产品符合GB/T20937‑2007一等品要求。

Process for preparing potassium magnesium fertilizer by using bittern

A process for the preparation of polyhalite potassium magnesium fertilizer, which comprises the following steps: (1) grinding: grinding to miscellaneous halogen 100 orders more than 85wt%; (2) washing: washing with water to remove polyhalite in sodium chloride; (3): high temperature roasting roasting after washing minerals; (4) leaching leaching polyhalite potassium and magnesium in solid-liquid separation; (5): the leaching slurry solid-liquid separation can be obtained, containing potassium sulfate and Magnesium Sulfate liquor; (6): evaporation mother liquor evaporation crystallization product potassium magnesium fertilizer. The invention has the advantages of simple process, low cost, wide source of raw materials, can effectively remove the polyhalite in sodium chloride, K+ leaching rate, leaching with less water, leaching liquor of high concentration of K+, reduce the evaporation crystallization energy obtained by evaporation of potassium magnesium fertilizer products with GB/T20937 2007 products etc..

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用含钾矿物制备钾镁肥的工艺，具体涉及一种用难溶性杂卤石制备钾镁肥的工艺。
技术介绍
杂卤石（K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O），是一种难溶性钾矿，呈浅灰色、深灰色，广泛分布在硫酸盐型钾矿中，其理论含钾量（K2O）达到15.6%，是一种重要的钾矿资源。世界杂卤石资源量十分丰富，其产出的地质时代主要集中在二叠纪、三叠纪和第三纪，在地质平面分布上，相对集中于北纬25°～50°这一环带内。随着优质含钾卤水资源的不断开发和可溶性固体钾矿资源的匮乏，寻找可替代的大规模钾盐资源，特别是杂卤石钾矿资源，研究不溶性或难溶性钾矿资源的开发技术，对于缓解世界钾矿资源形势，改善钾盐工业现状，提高战略资源储备具有重大的意义。由于杂卤石的结构稳定，水溶性较差，需经过一定的处理才能利用其中的钾离子，目前文献报道处理杂卤石的方法主要分为两种：一是采用无机盐溶液对杂卤石矿进行溶浸开采的方法，该方法是促使溶浸剂与杂卤石在一定的条件下反应生成水溶性钾盐，进一步制备需要的钾肥，该方法存在浸取反应缓慢、浸取时间长、浸取剂成本高、浸取母液中K+浓度低等缺点；另一种是通过煅烧杂卤石破坏其结构，使难溶性杂卤石变成可溶性钾盐，该方法比较有工业应用前途。已有一些文献报道了杂卤石制备钾肥的方法，但存在K+浸取率和利用率低、工艺复杂等问题，而且所用的杂卤石都不含氯化钠或者氯化钠含量较低，而杂卤石矿多与石盐伴生，有些地区的杂卤石氯化钠含量较高，为了保证产品的纯度，还需要解决氯化钠杂质的去除问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种有效去除杂卤石中的氯化钠杂质，K+浸取率和利用率高，工艺路线简单的用杂卤石制备钾镁肥的工艺。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是，一种用杂卤石制备钾镁肥的工艺，包括以下步骤：（1）磨矿：将杂卤石磨矿至-100目85wt%以上；所述杂卤石中NaCl含量≤50wt%；磨矿至一定细度是为了增大接触面积，提高洗涤、焙烧、浸取效率；（2）洗涤：用水洗涤经步骤（1）磨细的杂卤石，去除其中的氯化钠；洗涤后的溶液可反复使用；进一步地，步骤（2）中，用水洗涤杂卤石，固液分离可采用过滤的方法，过滤时，可用水淋洗滤饼（所加水的比例优选为滤饼重量的5～35wt%）。淋洗后杂卤石中氯化钠含量低于0.5wt%。洗涤杂卤石矿后的溶液和淋洗滤饼后的溶液可以反复使用，也可以混在一起重复使用，一方面可以节约用水量，另一方面洗涤氯化钠的同时，杂卤石中也会有K+、Mg2+溶解，洗涤完氯化钠的溶液中含有K+、Mg2+，反复使用可以抑制杂卤石中K+、Mg2+进入洗涤溶液中，减少K+、Mg2+损失。（3）焙烧：高温焙烧经步骤（2）洗涤的杂卤石，焙烧温度为370～520℃（优选430～490℃），焙烧时间为15～120min（优选20～50min）；焙烧是为了破坏杂卤石的结构，使难溶性杂卤石变成可溶性钾盐；（4）浸取：用水浸取经步骤（3）焙烧的杂卤石（主要用于浸取钾和镁），液固质量比为1～8:1（优选1.5～4:1），浸取时间为10～100min（优选40～70min），浸取温度为25～100℃（优选80～90℃），得浸取矿浆；当步骤（5）中所得的浸取母液中K+浓度小于2.5wt%时，步骤（4）中，可采用步骤（5）所得的浸取母液代替水浸取杂卤石；进一步地，步骤（4）中用水浸取杂卤石，使杂卤石中的钾、镁进入溶液中，可采用单级或多级逆流浸取。浸取时，原则上来说，用水越多，浸取率越高，但如果用水量太多，浸取率增加有限，会造成水资源的浪费，后续蒸发过程中的能耗也会增加。本专利技术有效的将浸取所用水的总量控制在相当于杂卤石质量的8倍甚至是4倍以内，在保证浸取率的同时，减少水资源的浪费，也减少后续蒸发过程中的能耗。（5）固液分离：将步骤（4）中得到的浸取矿浆进行固液分离，即可得到含有硫酸钾和硫酸镁的浸取母液；进一步，步骤（5）中，固液分离时，可加入水淋洗滤饼，水的比例优选为滤饼重量5～25wt%，淋洗滤饼的水可返回步骤（4）浸取杂卤石。固液分离，得到含有硫酸钾和硫酸镁的浸取母液，如果浸取母液中K+浓度小于2.5wt%，可返回步骤（4）继续浸取杂卤石，不仅可以节约水的用量，还可以提高溶液中K+、Mg2+的浓度，为后续母液蒸发-结晶工艺降低能量消耗，但母液中K+、Mg2+的浓度达到一定值时，继续浸取，母液中K+、Mg2+浓度增加有限。如果浸取母液中K+浓度≥2.5wt%（优选K+：2.8～3.2wt%；当K+浓度为2.8～3.2wt%时，浸取母液中离子浓度一般为Mg2+：0.9～1.1wt%，SO42-：7.0～8.0wt%。）时，则进入步骤（6）中的蒸发操作。（6）蒸发：当步骤（5）所得浸取母液K+浓度≥2.5wt%时，将步骤（5）中得到的浸取母液蒸发，得到钾镁肥产品。本专利技术通过洗涤方法有效去除杂卤石中的氯化钠，再通过焙烧、浸取、蒸发结晶制得钾镁肥产品，能解决工艺复杂、K+浸取率和利用率低、蒸发成本较高等问题，特别适于处理NaCl含量较高的杂卤石（NaCl含量≥10wt%）。洗涤过程中钾离子的平均损失量小于5.0wt%。本专利技术的优点在于：（1）工艺简单、原料来源广、成本低。（2）可有效去除杂卤石中的氯化钠。（3）K+浸取率高，浸取用水量较少。（4）浸取母液中K+浓度高，降低后期蒸发结晶能耗。（5）蒸发得到的钾镁肥产品符合GB/T20937-2007一等品要求。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1本实施例以国外某地杂卤石矿为例，矿物中NaCl的含量为37.9wt%，具体包括以下操作步骤：（1）磨矿：将杂卤石磨矿至-100目86wt%；（2）洗涤：用相当于杂卤石重量0.4倍的水洗涤经步骤（1）磨细的杂卤石，去除杂卤石中的氯化钠，过滤，用相当于滤饼重量0.2倍的水淋洗滤饼，淋洗后滤饼杂卤石中氯化钠含量为0.40wt%；（3）焙烧：将经步骤（2）洗涤的杂卤石在430℃焙烧40min；（4）浸取：用水二级逆流浸取经步骤（3）焙烧的杂卤石（主要用于浸取钾和镁），液固质量比为2:1；浸取时间为40min；浸取温度为80℃，得浸取矿浆；（5）固液分离：将步骤（4）中得到的浸取矿浆进行固液分离，即可得到含有硫酸钾和硫酸镁的浸取母液；浸取母液中K+浓度为2.5wt%；（6）蒸发：将步骤（5）中得到的K+浓度2.5wt%的浸取母液蒸发，得到钾镁肥产品。本实施例K+的浸取率为90.3%，K+的利用率为85.5%，钾镁肥产品K2O的含量达到25.7%，所得钾镁肥产品符合GB/T20937-2007一等品要求。实施例2本实施例以国外某地杂卤石矿为例，矿物中NaCl的含量为29.3wt%，具体包括以下操作步骤：（1）磨矿：将杂卤石磨矿至-100目89wt%；（2）洗涤：用实施例1步骤（2）中洗涤过杂卤石的溶液继续洗涤经步骤（1）磨细的杂卤石，过滤，用相当于滤饼重量0.15倍的水淋洗滤饼，淋洗后滤饼杂卤石中氯化钠含量为0.46wt%；（3）焙烧：将经步骤（2）洗涤的杂卤石在450℃焙烧30min；（4）浸取：用水二级逆流浸取经步骤（3）焙烧的杂卤石（主要用于浸取钾和镁），液固质量比为3:1，浸取时间为50min，浸取温度为90℃，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用杂卤石制备钾镁肥的工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）磨矿：将杂卤石磨矿至‑100目85wt%以上；（2）洗涤：用水洗涤经步骤（1）磨细的杂卤石，去除其中的氯化钠；（3）焙烧：高温焙烧经步骤（2）洗涤的杂卤石，焙烧温度为370～520℃，焙烧时间为15～120min；（4）浸取：用水浸取经步骤（3）焙烧的杂卤石，液固质量比为1～8:1，浸取时间为10～100min，浸取温度为25～100℃，得浸取矿浆；（5）固液分离：将步骤（4）中得到的浸取矿浆进行固液分离，即可得到含有硫酸钾和硫酸镁的浸取母液；（6）蒸发：当步骤（5）所得浸取母液K+浓度≥2.5wt%时，将步骤（5）中得到的浸取母液蒸发，得到钾镁肥产品。

【技术特征摘要】
1.一种用杂卤石制备钾镁肥的工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）磨矿：将杂卤石磨矿至-100目85wt%以上；（2）洗涤：用水洗涤经步骤（1）磨细的杂卤石，去除其中的氯化钠；（3）焙烧：高温焙烧经步骤（2）洗涤的杂卤石，焙烧温度为370～520℃，焙烧时间为15～120min；（4）浸取：用水浸取经步骤（3）焙烧的杂卤石，液固质量比为1～8:1，浸取时间为10～100min，浸取温度为25～100℃，得浸取矿浆；（5）固液分离：将步骤（4）中得到的浸取矿浆进行固液分离，即可得到含有硫酸钾和硫酸镁的浸取母液；（6）蒸发：当步骤（5）所得浸取母液K+浓度≥2.5wt%时，将步骤（5）中得到的浸取母液蒸发，得到钾镁肥产品。2.根据权利要求1所述的用杂卤石制备钾镁肥的工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述杂卤石中NaCl含量≤50wt%。3.根据权利要求1或2所述的用杂卤石制备钾镁肥的工艺，其特征在于，步骤（2）中，用水洗涤杂卤石，固液分离采用过滤的方法，过滤时，用相当于滤饼重量的5～35wt%的水淋洗滤饼，淋洗后杂卤石中氯化钠含量低于0.5wt%。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯文平，季荣，高文远，孙成高，李昱昀，谢晶磊，汤建良，
申请(专利权)人：化工部长沙设计研究院，
类型：发明
国别省市：湖南;43