钾盐生产-兑卤法

化工工艺—钾盐生产主讲：陈丽芳天津科技大学海洋科学与工程学院钾盐的主要品种：KCl（约占95%）、K2SO4(约占5%），其他少量KNO3等钾盐的主要用途：肥料（约占95%）、其它用途如生产其他含钾化学品、要用等制取钾盐原料：钾盐矿：在地壳中占第七位，总量1250亿吨，主要集中在美、德、法、俄罗斯、加拿大等国，我国很少；主要品种有钾石盐、光卤石等含钾盐湖卤水：青海察尔汗、新疆罗布泊等含钾地下卤水：四川、湖北江陵等地海水系统：海水中含钾量占第六位、含量为0.33g/L

苦卤是在晒盐过程中最后甩出的母液，随着水分的不断蒸发，KCl得到富集，再经过复晒，一般含KCl量可达25g/l以上，是海水中KCl含量的70倍，我国每年生产海盐3000万吨以上，每产1吨原盐相应排出300Be’的苦卤为0.8m3左右，由于渗透和输送过程等损失，我国每年的苦卤产量约为：2000万m3，是提取钾盐的重要资源之一。“苦卤”这一名称是由制盐母液中含有大量的具有苦味的镁盐而来的。

第一节海盐苦卤生产氯化钾

苦卤的组成

一、苦卤的性质含量苦卤的粘度苦卤的比热容苦卤中含有丰富的无机盐类，含量较多的有氯化钠、氯化钾、硫酸镁、氯化镁、溴化镁，少量的钙盐、锂盐、碘化物等，300Be’左右苦卤组成如下表：60~110NaClg/L20~2560~75150~180单位

KClMgSO4MgCl2化学成分一般来说，苦卤的浓度升高时，NaCl含量降低，而KCl、MgCl2、MgSO4的含量则升高。苦卤的粘度随着浓度的提高而显著增大。随着温度的升高而显著降低。一般卤水的比热小于纯水的比热，而且随着浓度的升高而减小，随着温度的升高而增大。苦卤的沸点苦卤的PH值苦卤的沸点随苦卤的浓度的升高而升高，随苦卤的浓度的降低而降低；随外界压力的升高而升高，随外界压力的降低而降低。常压下苦卤的沸点见下表：一般卤水都是中性溶液，如300Be’的苦卤其PH值大约在7.0～7.4之间，当苦卤加热蒸发时，PH值随着苦卤浓度的增高而减小，主要原因是在加热时有部分盐类（如氯化镁）发生水解所致。0Be’51015202530323436沸点/℃100.4101.6103.2105.1107.4111.0115.3121.4129

0Be’/℃苦卤化学组成（耶涅克指数值Z）K+1/2Mg2+1/2SO42-Na+H2O30.6/204.5075.8019.7012.30735.4二、苦卤中主要盐类的分离理论

苦卤中主要含有NaCl、KCl、MgSO4、MgCl2、CaSO4、MgBr2等，因为CaSO4和MgBr2含量较少，为便于分析问题，忽略这两种盐的含量，这时体系就变成了Na+、K+、Mg2+//Cl-、SO42-——H2O五元交互体系。因此利用上述体系的平衡相图来分析苦卤在不同温度下蒸发时的析盐规律。例：有一苦卤的组成如表所示。0Be’/℃相对密度d苦卤化学组成（g/L)NaClKClMgCl2MgSO430.6/201.26696.6222.54179.5579.58

如何确定苦卤生产氯化钾的流程？？？高温盐蒸发析盐苦卤兑卤蒸发析盐析硫酸镁分离盐固液分离高温固液分离冷却结晶固液分离浓厚卤光卤石分解水氯化钾洗涤水副生卤已知原料组成

苦卤低温蒸发（0℃）相图分析Eps：MgSO4·7H2OCar：KCl·MgCl2·6H2OBis：MgCl2·6H2O1、相图分析析盐规律苦卤低温蒸发（0℃）相图分析结果阶段体系点液相点固相点过程情况一M————NaCl析出二MM→LSNaCl、MgSO4·7H2O析出三ML→E0S→S1NaCl、MgSO4·7H2O、KCl析出四ME0S1→S2NaCl、MgSO4·7H2O、Car析出,KCl溶解（溶完）五ME0→E1S2→S3NaCl、MgSO4·7H2O、Car析出六ME1S3→MNaCl、MgSO4·7H2O、Car析出苦卤低温蒸发（0℃）相图分析结论：苦卤在低温蒸发时有氯化钾单独析出，但析出量很少，而且继续蒸发氯化钾溶解，然后有两种含钾复盐Pic和Car析出，且Pic最后完全转化为Car。苦卤常常温蒸蒸发（（25℃℃）相图图分析析Eps：MgSO4·7H2OHex：MgSO4·6H2OPen：MgSO4·5H2OTet：MgSO4·4H2OKai：KCl·MgSO4·3H2OCar：KCl··MgCl2·6H2OBis:MgCl2·6H2O苦卤低温温蒸发（（25℃）相图分分析结果果阶段体系点液相点固相点过程情况一M————NaCl析出二MM→ASnNaCl、Eps析出三MA→OSn→S1NaCl、Eps、Kai析出四MOS1Eps脱水为Hex，其它盐不参与五MO

→QS1→S2NaCl、Kai析出，Hex溶解六MQS2Hex脱水为Pen，其它盐不参与苦卤低温温蒸发（（25℃）相图分分析结果果阶段体系点液相点固相点过程情况七MQ→SS2→S3NaCl、Pen、Kai析出八MSS3Pen脱水为Tet，其它盐不参与九MS→US3→S4NaCl、Tet、Kai析出十MUS4→S5NaCl、Tet、Car析出，Kai溶解十一MU

→VS5→S6NaCl、Tet、Car析出十二MVS6→MNaCl、Tet、Car、Bis析出苦卤常温温蒸发（（25℃）相图分分析结论论：苦卤在常常温蒸发发时没有有氯化钾钾单独析析出，但但有两种种含钾复复盐Kai和Car析出，且且kai最后完全全转化为为Car。苦卤高温温蒸发（（110℃℃）相图分分析3、苦卤高高温蒸发发（110℃℃）相图分分析（2）苦卤高温温蒸发过过程析盐盐规律（（110℃℃）阶段体系点液相点固相点过程情况一MM——NaCl析出二MM→LM1NaCl、MgSO4·H2O共析三ML→E1M1→S1NaCl、MgSO4·H2O、Car共析四ME1（蒸干）S1→MNaCl、MgSO4·H2O、Car、Bis共析结论：苦苦卤在高高温等温温蒸发过过程中，，没有KCl析出，只只有KCl··MgCl2·6H2O（光卤石石）一种种含钾复复盐析出出。苦卤高温温蒸发（（110℃℃）相图分分析结论论：苦卤在高高温蒸发发时没有有氯化钾钾单独析析出，只只有一种种含钾复复盐Car析出，且且析盐具具有明显显的阶段段性。相图分析析结论：：低温（0℃）相图分分析结论论：苦卤在低低温蒸发发到某一一阶段后后，虽有有KCl结晶析出出（伴随随着大量量NaCl和MgSO4·7H2O析出），，继续蒸蒸发时KCl溶解，苦苦卤中的的KCl主要是以以光卤石石的形式式析出。。常温（25℃）相图分分析结论论：苦卤在常常温蒸发发时没有有KCl析出，只只有钾盐盐镁矾和和光卤石石两种含含钾复盐盐析出，，而且随随着蒸发发过程的的继续进进行析出出的钾盐盐镁矾又又完全溶溶解，最最后以光光卤石形形式析出出。高温（100℃℃）相图分分析结论论：苦卤在高高温等温温蒸发过过程中，，没有KCl析出，只只有KCl··MgCl2·6H2O（光卤石石）一种种含钾复复盐析出出。相图分析析总结论论：综上所述述，低温温（0℃）、常温温（25℃）以及高高温（110℃℃）几种温温度下的的相图分分析可知知：⑴在不同同温度下下进行等等温蒸发发，其析析盐规律律各不相相同。⑵KCl只有在0℃蒸发时与其它它盐一起析出出，而在其他他情况下均以以含钾复盐的的形式析出，，其复盐有Kai、Car两种，但最后后都转化成光光卤石。（1）苦卤常温蒸蒸发实验：苦卤常温蒸发发实验结果见见下表和图：：0Be’/℃固相组成（%）NaClMgCl2MgSO4KClH2O30/300000030.8/3090.71.270.770.037.2532.08/3089.01.570.910.078.3332.8/3088.71.721.050.128.6633.97/30.588.01.961.100.128.8334.6/30.580.51.835.690.1011.9535.12/29.959.81.7617.540.6322.2036.12/30.546.93.4521.755.6722.6637.28/3044.14.8521.106.4333.8038.22/3043.75.1820.806.5824.0038.90/3043.55.3720.606.8124.012、苦卤中主要要盐类分离的的科学试验蒸发母液分离盐类后母液组成克/升每段析出盐量（克）析出盐类成分%/℃体积升NaClMgCl2MgSO4KClNaClMgCl2MgSO4KClH2O30/301.00120.76147.0477.4120.5300000030.8/300.885103.07166.6386.6123.0023.290.981.270.770.037.2532.08/300.79085.80188.6495.4025.1429.187.731.821.110.119.2332.8/300.72671.25204.07103.2426.7517.186.082.171.320.2310.2033.97/300.66653.09221.38111.8829.4916.785.372.851.650.169.9734.6/300.61541.62239.65113.2733.3420.448.771.2824.80微25.1535.15/29.90.51830.58281.6494.6637.4260.023.361.6337.55微37.4636.15/30.50.4041.98375.8066.1612.5569.115.027.5131.6719.4526.3537.28/300.3624.82406.0566.715.7818.711.3022.6213.0715.0237.9938.22/300.3440.62421.1567.503.843.815.8027.482.5116.4237.7238.91/300.3292.14433.5869.752.992.420.1925.994.0813.6536.09苦卤常温蒸发发实验结果：：苦卤常温蒸发发实验结论由表及图可以以看出：（1）苦卤蒸发至340Be’以前为NaCl单独析出阶;（2）在34～35.50Be’有MgSO4大量析出，通通过计算或固固相鉴定，析析出的固相为为MgSO4·7H2O；（3）在35～36.2之间有KCl和MgSO4大量析出，在在此阶段KCl和MgSO4是结合成KCl·MgSO4·3H2O形式析出；（4）在38.5～37.2之间有MgCl2和KCl大量析出,且MgSO4不断溶解，在在此阶段为KCl·MgCl2·6H2O析出，KCl·MgSO4·3H2O溶解。通过上面的分分析可以看出出：苦卤常温温蒸发试验的的析盐规律与与25℃五元平衡相图图分析的结果果基本符合。。沸点℃比重d高温液相组成（kg/m3）NaCl析出率（%）MgSO4析出率（%）KClNaClMgSO4MgCl2原料30.60Be’/30℃22.5496.6179.85179.64001171.290932.8966.59107.22266.4352.888.201191.301638.9053.2070.25311.7369.9948.851211.306444.8332.9336.87360.9182.9176.841231.310449.0525.9529.44393.2287.6683.061251.313951.8922.0820.03419.7990.0989.111271.326654.0416.4518.55438.3692.9090.321291.332156.2615.1711.48456.3493.7594.271311.332852.5311.6712.88468.6195.3394.00（2）苦卤高温蒸蒸发分实验：高温蒸发实实验结果见下下表和图苦卤高温蒸发发实验苦卤高温蒸发发实验结论：：从上述实验数数据及有关图图表可以得出出：（1）苦卤在高温蒸蒸发时，温度度在117℃以前主要为NaCl析出；（2）117℃左右MgSO4·H2O开始饱和，，117～121℃之间为MgSO4·H2O的大量析出出阶段；（3）沸点在121℃时，NaCl和MgSO4的析出率在在80%左右，沸点点在127℃时，NaCl和MgSO4的析出率已已达到90%以上（即已已充分析出出）；（4）沸点在129℃左右时开始始有钾盐析析出。这一试验结结果与前面面用110℃的五元平衡衡相图分析析的结果基基本符合。。苦卤低温蒸蒸发：有KCl析出，但析析出量很少少；常温蒸发：：没有KCl析出，但有有含钾复盐盐析出，Kai和Car高温蒸发：：析出Car通过相图分分析和科学学试验的分分析：（1）在苦卤的的蒸发过程程中，常温温蒸发和高高温蒸发时时没有KCl的单独析出出阶段，只只有钾的复复盐（钾盐盐镁矾和光光卤石）析析出，低温温蒸发时有有KCl析出，但析析出率很低低，且是与与其他盐一一起析出，，因此用低低温蒸发的的方法从苦苦卤中直接接提取KCl是不可能的的。（2）在常温蒸蒸发时有钾钾盐镁矾(Kai)和光卤石(Car)两种含钾复复盐析出，，且KCl的析出率均均在80%以上，因此此这两种复复盐都有可可能成为提提取KCl的中间产品品，那么选选择哪一种种更好呢？？可以利用用相图进行行分析：3、苦卤生产产KCl原则流程的的确定kai加水过程相相图分析结论：钾盐盐镁矾是一一种异成分分复盐，加加水分解，，析出另一一种复盐软软钾镁矾。。从上述相图图分析可知知：钾盐镁镁矾（KCl·MgSO4·3H2O）是异成分分复盐，加加水分解得得到软钾镁镁矾（K2SO4·MgSO4·6H2O)，软钾镁矾矾也是异成成分复盐，，加水分解解析出K2SO4，因此不能能作为生产产氯化钾的的中间产品品。Pic加水过程相相图分析光卤石（Car：KCl·MgCl2·6H2O）是异成分分复盐，加加水分解析析出氯化钾钾，可以作作为生产氯氯化钾的中中间产品。。光卤石（Car）加水过程程相图分析析（3）由苦卤高高温蒸发试试验可以看看出，在蒸蒸发过程中中各种盐类类析出有明显的阶段段性:沸点在117℃以前为NaCl单独析出;在117～129℃之间为MgSO4·H2O大量析出阶阶段，此阶阶段有90%以上析出，，KCl进一步富集集;129℃左右开始有有钾盐析出出;因此只要控控制蒸发沸沸点在129℃之前（在钾钾盐析出前前）进行高高温固液分分离，即可可以把绝大大部分的固固相NaCl、MgSO4·H2O分离出去，，使KCl全部富集在在母液中，，再制取光光卤石。（4）把25℃的五元相图图与110℃时的五元相相图进行比比较可以看看出，在高高温时结晶晶区扩大，，光卤石结结晶区缩小小，而在低低温时恰好好相反，这这一点也说说明高温蒸蒸发时对分分离等杂质质盐类比低低温蒸发更更有利；另另外利用低低温时光卤卤石结晶区区扩大这一一特点，可可以将苦卤卤在高温蒸蒸发得到的的清液进行行冷却，必必然有大量量光卤石析析出。由以上的分分析可以确确定苦卤生生产氯化钾钾的原则流流程如下：：苦卤生产氯氯化钾的原原则流程的的确定：高温盐蒸发析盐苦卤蒸发析盐析硫酸镁分离盐固液分离高温固液分离冷却结晶固液分离浓厚卤光卤石分解水氯化钾苦卤生产氯氯化钾的工工艺流程（（框图）：：Ⅰ效兑卤固液分离氯化钾蒸发析盐析硫酸镁洗涤高温盐分离盐固液分离浓厚卤光卤石分解水蒸发析盐苦卤高温固液分离冷却结晶去提溴水副生卤苦卤生产氯氯化钾的工工艺流程（（框图）：：效前兑卤卤低温盐（苦苦盐）固液分离氯化钾蒸发析盐析硫酸镁洗涤高温盐固液分离浓厚卤光卤石分解水兑卤苦卤高温固液分离冷却结晶去提溴水副生卤小结：原料相图分析室内实验理论基础、、确定实验验方案理论基础、、确定中试试原则流程程中试规模生产放大改进完善流流程、解决决技术、设设备问题等等三、兑卤法法生产氯化化钾的工艺艺过程分析析（一）原料料卤水的预预处理用蒸发浓缩缩的方法从从苦卤中提提取氯化钾钾，首先是是进行高温温蒸发浓缩缩，先把大大量的水分分、NaCl和分离出去去，母液再再进行冷却却析出光卤卤石。一般般晒盐后的的苦卤浓度度多在280Be’左右，经明明沟输送到到化工厂附附近时，由由于稀释其其浓度一般般为26～270Be’，这种低浓浓度的卤水水含有大量水水分和NaCl，在高温蒸蒸发过程中中要蒸发大量量的水分，燃料消耗耗很大，使使其成本增增高，而且且在蒸发过过程中要析析出大量的的固相盐类类，使固液比高达达50%，使蒸发操操作和固液液分离很困困难，同时时在固液分分离过程中中不可避免免地要带失失大量的母母液，从而而造成钾盐盐损失很大大，为此各各生产厂非非常重视原原料卤水的的处理。卤水预处理理的方法冬季除硫酸酸镁:利用冬季气气温降低，，自然冷冻冻除MgSO4·7H2O，同时除去去水分和硫硫酸镁杂质质。化学方法:利用制碱厂厂排出的废废液（含大大量CaCl2，与硫酸镁镁反应生成成溶解度较较小的硫酸酸钙，达到到除SO42-的目的。复晒法:将苦卤重新新送回盐田田，利用太太阳能蒸发发水分，同同时析出大大量NaCl，副产部分分盐，达到到浓缩和除除杂的目的的。三、兑卤法法生产氯化化钾的工艺艺过程分析析项目27.5282930313232.834.0耗卤体积7270666051.54740.537.6蒸发水量（吨）42.540.8363126.521.517.315.3耗煤量（吨）8.07.66.45.75.14.64.2蒸发析盐量（吨）17.513.810.58.26.76.05.22以27.50Be‘为100%100106112123143175197生产1吨一级氯化化钠的各种种物料消耗耗比较表（（生产统计计数据）0Be’三、、兑兑卤卤法法生生产产氯氯化化钾钾的的工工艺艺过过程程分分析析复晒晒的的作作用用：：苦卤卤浓浓度度每每提提高高10Be’’，其其各各项项经经济济指指标标如如下下：：1、节节省省燃燃料料，，每每吨吨氯氯化化钾钾可可达达0.75吨煤煤；；2、设设备备生生产产能能力力提提高高18.0%；3、由由于于减减少少了了高高低低温温盐盐带带失失的的澄澄清清液液，，KCl提取取率率可可提提高高2.0%；4、每每吨吨KCl能在在复复晒晒过过程程副副产产的的工工业业盐盐0.5吨；；5、产产品品的的成成品品约约下下降降5～8%。度的的确确定定：：复复晒晒终终止止浓浓复晒晒过过程程不不析析出出其其他他盐盐类类，，只只由由NaCl析出出：：340Be’以前前越越高高越越好好。。当地地的的气气候候条条件件，，一一般般为为31～320Be’三、、兑兑卤卤法法生生产产氯氯化化钾钾的的工工艺艺过过程程分分析析0.150.250.40.60.825————————016.68————————814.29——————0——12.5————————810————010169.09——0——————8.330——8————6.671295249——5——41——69——（二二））兑兑卤卤MgSO4/MgCl2MgCl2/KCl苦卤卤蒸蒸发发钾钾盐盐损损失失与与MgSO4/MgCl2、MgCl2/KCl比值值的的关关系系三、、兑兑卤卤法法生生产产氯氯化化钾钾的的工工艺艺过过程程分分析析三、、兑兑卤卤法法生生产产氯氯化化钾钾的的工工艺艺过过程程分分析析NaClMgCl2MgSO4KCl单位85.80188.6495.4025.14g/L例如如：：32.080Be苦卤卤组组成成如如下下(g/L)M,在有有钾钾析析出出区区？增加加MgCl2含量量加入入氯氯化化镁镁（（固固体体））加入入浓浓厚厚卤卤（（液液体体））加入入提提溴溴废废液液（（液液体体））三、、兑兑卤卤法法生生产产氯氯化化钾钾的的工工艺艺过过程程分分析析兑卤卤：：是指指苦苦卤卤、、浓浓厚厚卤卤以以及及氯氯化化钾钾生生产产过过程程的的副副生生卤卤互互相相搀搀兑兑兑卤卤比比：苦卤卤体体积积与与浓浓厚厚卤卤体体积积之之比比兑卤卤的的作作用用：：改变变卤卤水水组组成成，，镁镁钾钾比比值值↑↑，，镁镁镁镁比比值值↓↓，，使使卤卤水水在在蒸蒸发发过过程程无无钾钾盐盐析析出出；；降低低蒸蒸发发过过程程卤卤水水的的固固液液比比，，有有利利于于蒸蒸发发操操作作；；同离离子子效效应应，，使使氯氯化化钠钠析析出出更更充充分分。。兑卤卤比比的的弊弊病病：：兑入入的的浓浓厚厚卤卤在在生生产产过过程程中中空空运运转转，，能能耗耗增增加加，，设设备备生生产产能能力力降降低低。。三、、兑兑卤卤法法生生产产氯氯化化钾钾的的工工艺艺过过程程分分析析兑卤卤比比如如何何确确定定：：苦卤卤冬冬季季除除硫硫酸酸镁镁后后兑兑卤卤比比有有何何变变化化：：三、、兑兑卤卤法法生生产产氯氯化化钾钾的的工工艺艺过过程程分分析析兑卤卤过过程程的的计计算算：：物料苦卤浓厚卤分解液洗涤液体积/m3V1V2V3V2MgCl2含量（g/L)CM1CM2CM3CM4KCl含量（g/L)Ck1Ck2Ck3Ck4(1)苦卤卤体体积积计计算算：：(2)浓厚厚卤卤体体积积计计算算：：未未析析出出组组分分(3)兑卤卤比比计计算算(4)兑卤卤流流程程：：三、、兑兑卤卤法法生生产产氯氯化化钾钾的的工工艺艺过过程程分分析析1、蒸发的目的的浓缩——蒸发水分使杂质盐（NaCl、MgSO4·H2O)充分析出KCl和MgCl2富集2、蒸发的要求求使杂质质盐（（NaCl、MgSO4·H2O)充分析析出Car恰好饱饱和，，而又又不析析出三盐共共饱（三））蒸发发和高高温固固液分分离三、兑兑卤法法生产产氯化化钾的的工艺艺过程程分析析三、兑兑卤法法生产产氯化化钾的的工艺艺过程程分析析水水苦卤蒸发NaCl蒸发MgSO4·H2O、NaCl高温固液分离澄清液理论上对NaCl、

MgSO4·H2O、Car三盐共饱T保温T终3、蒸发发的终终止沸沸点五元交交互体体系，，独立立组分分数C=5三固一一液，，相数数P=4自由度度F=C-P+1=5-4+1=2两个自自由变变量温度：：保温温温度度T保温某一组组分含含量：：MgCl2/KCl蒸发终终止沸沸点T终：取决决于操操作压压力和和卤水水（澄清清液））浓度海水系系统卤卤水当当压力一定时时沸点点与浓浓度有有很好好对应应关系系三、兑兑卤法法生产产氯化化钾的的工艺艺过程程分析析保温温度℃液相组成克/100克溶液MgCl2/KClNaClKClMgCl2MgSO4907.71.623.9230.011.8111.31.312.8832.461.5418.70.791.8434.381.3430.70.661.1836.201.131007.41.104.3031.881.839.71.013.4233.041.5615.40.812.2835.001.4026.20.721.4136.991.1736.70.791.0438.151.05不同温温度和和不同同MgCl2/KCl比值时时NaCl、MgSO4·H2O、Car三盐共共饱溶溶液组组成三、兑兑卤法法生产产氯化化钾的的工艺艺过程程分析析不同温温度和和不同同MgCl2/KCl比值时时NaCl、MgSO4·H2O、Car三盐共共饱溶溶液组组成/保温温度℃液相组成克/100克溶液MgCl2/KClNaClKClMgCl2MgSO41106.21.175.1832.200.598.11.004.1533.550.4810.70.833.2434.730.4114.30.752.5235.970.3219.30.791.9337.130.2727.50.601.4138.640.2035.20.521.1339.950.19三、兑兑卤法法生产产氯化化钾的的工艺艺过程程分析析不同温温度和和不同同MgCl2/KCl比值时时NaCl、MgSO4·H2O、Car三盐共共饱溶溶液组组成/保温温度℃液相组成克/100克溶液MgCl2/KClNaClKClMgCl2MgSO41205.41.236.0532.790.416.90.954.9534.140.368.93.9535.210.3111.70.603.1436.640.2816.40.492.3137.900.2521.90.441.7739.690.2028.20.291.4440.830.1434.10.141.2442.180.16三、兑兑卤法法生产产氯化化钾的的工艺艺过程程分析析表中可可知：：T保温一定，，MgCl2/KCl↑，澄澄清液液中KCl的含量量↓；；MgCl2/KCl一定，，T保温↑，澄澄清液液中KCl的含量量↑。。因此：：适当当少兑兑浓厚厚卤（（MgCl2/KCl稍低些些），适当当提高高保温温温度度对生生产有有利蒸发终终止沸沸点蒸发压压力澄清液液浓度度保温温温度T保温MgCl2/KCl蒸发终终止沸沸点与与保温温温度度、卤卤水镁镁钾比比值的的对应应关系系（常常压））/保温温度℃终止沸点℃保温温度℃终止沸点℃10.890125.510.8110129.713.690126.813.611013115.890127.415.8110131.618.590128.318.5110132.510.8100127.610.8120131.813.610012913.6120133.115.8100129.515.8120133.718.5100130.418.5120134.6三、兑兑卤法法生产产氯化化钾的的工艺艺过程程分析析/蒸发终终止沸沸点与与保温温温度度、卤卤水镁镁钾比比值的的对应应关系系（常常压））三、兑兑卤法法生产产氯化化钾的的工艺艺过程程分析析三、兑兑卤法法生产产氯化化钾的的工艺艺过程程分析析4、蒸发发效数数和蒸蒸发流流程蒸发效效数：：例1：T0=151.7℃,Tk=45.3℃氯化钾钾生产产一般般Δ=24+1+2=27℃例2：T0=158.7℃,Tk=45.3℃氯化钾生产产一般Δ=24+1+2=27℃氯化钾生产产一般采用用两效，三三效蒸发蒸发流程：：工艺要求高高温排料（（保温温度度为100～110℃）苦卤的粘度度随着温度度↓而大大大↑对于两效蒸蒸发：？对于三效蒸蒸发：？？？？三、兑卤法法生产氯化化钾的工艺艺过程分析析负压降温操操作压力的的确定/真空度/mmHg负压降温器排料温度/℃01283101134151055209761084680727215874053三、兑卤法法生产氯化化钾的工艺艺过程分析析为什么要负负压降温？？负压降温器器及工作原原理：负压降温器器排料温度度=T保温+5～8℃（管路损损失）高温盐洗涤涤：高温盐夹夹带大量母母液（含钾钾量很高））温度高（T保温）问题：带失失大量钾，，收率↓转鼓真空过过滤解决方法：：洗涤洗涤剂：低低浓度苦卤卤（或者混混合卤水高温盐利用用：冻硝生产硫酸钾钾分离：盐和和硫酸镁三、兑卤法法生产氯化化钾的工艺艺过程分析析（四）冷却却结晶相图分析和和实验可得得其冷却过过程析盐规规律:浓度/0BeMgSO4MgCl2KClNaCl36～36.22.3～2.731～322.8～3.71.5～1.7澄清液组成成（w%）开始冷却只只有NaCl+MgSO4·H2O析出，光卤卤石（Car）从不饱和和到饱和；；冷却至某一一温度时Car饱和，这时时NaCl+MgSO4·H2O+Car析出继续冷却至至某一温度度，液相点点离开Car、MgSO4·H2O共饱线，进进入Car结晶区，此此时MgSO4·H2O不饱和，只只有NaCl+Car析出，以前前析出的MgSO4·H2O返溶；冷却至25℃时绝大部部分Car已析出，继继续冷却MgCl2·6H2O析出三、兑卤法法生产氯化化钾的工艺艺过程分析析冷却温度T保温Car饱和MgSO4·H2O开始溶解MgSO4·H2O溶完75℃50℃25℃MgCl2·6H2O开始析出NaCl+MgSO4·H2O析出NaCl+MgSO4·H2O+Car析出NaCl+Car析出如果冷却温温度太高：：如果冷却温温度太低：：适宜的冷却却温度：光卤石析出出率光卤石质量量（纯度））技术可能性性经济合理性性/冷却温度/℃光卤石析出率/%MgCl2/KCl=11.1MgCl2/KCl=12.8MgCl2/KCl=14.51000009517.915.5169029.932.830.78544.248.345.47559.16665.15584.488.385.34590.790.991.23593.794.794.52595.696.295.8冷却终温的的确定三、兑卤法法生产氯化化钾的工艺艺过程分析析冷却终温的的确定/三、兑卤法法生产氯化化钾的工艺艺过程分析析冷却至同一一温度时，，不同MgCl2/KCl卤水Car析出率不同同，但温度度低于45℃时析出率率相差不大大；冷却温度↓↓，Car析出率↑；；冷却至45℃时Car析出率已经经≥90%,25℃时Car析出率≥95%,说明此时冷冷却温度↓↓，Car析出率增加加很少。另一方面：：冷却温度度↓，动力力消耗↑冷却终温：：30℃～40℃三、兑卤法法生产氯化化钾的工艺艺过程分析析气温变化时时，蒸发终终止沸点、、保温温度度、冷却终终温之间如如何调节？？正常情况下下光卤石组组成：KCl：21%左右MgCl2:31%左右NaCl:7%左右MgSO4：1%左右NaCl含量偏高（（10%)分析原因MgSO4含量含量偏偏高分析原原因MgCl2含量含量偏偏高分析原原因三、兑卤法法生产氯化化钾的工艺艺过程分析析冷却结晶流流程及设备备：两级冷却？？？？真空结晶器器：风冷塔：三、兑卤法法生产氯化化钾的工艺艺过程分析析物料衡算：：例题：物料名称浓度/0BeKClNaClMgCl2MgSO4H2O单位澄清液36.532.010.0336.014.8935.8g/L浓厚卤36.52.806.0439.029.1861.7g/L光卤石——22.07.3131.290.4638.95W%以1m3澄清液为基基准，计算算：（1）光卤石析析出量；（2）得到浓厚厚卤量；（3）冷却结晶晶过程蒸发发水分量。。/从澄清液中中析出的光光卤石，除除含有KCl外，还含有有NaCl和MgSO4组分NaClMgCl2KClMgSO4H2OWt%5~830~3218~220.8~1.034~42光卤石的组组成（wt%）显然要从上上述的光卤卤石中生产产出符合质质量标准的的KCl产品，必须须将其中的的杂质盐——MgCl2、NaCl和少量MgSO4的除去。三、兑卤法法生产氯化化钾的工艺艺过程分析析（四）分解解洗涤——从光卤石中中制取氯化化钾/从光卤石制制取氯化钾钾的方法：：一次加水一一次分离——一次加水不不仅使光卤卤水分解，，而且使氯氯化钠等杂杂质全部溶溶解；二次加水二二次分离——第一次分解解加水使光光卤水完全全分解，第第二次加水水使氯化钠钠全部溶解解；三次加水，，三次分离离——第一次加水水使光卤石石完全分解解，第二次次、第三次次为洗涤过过程，生产产优级氯化化钾从光卤石制制取氯化钾钾的原理：：光卤石是是一种异异成分复复盐，加加水分解解时析出出另一固固相KCl———分解原理理。三、兑卤卤法生产产氯化钾钾的工艺艺过程分分析/从光卤石石分解洗洗涤制取取氯化钾钾过程的的相图分分析组分MgSO4MgCl2NaClKClH2O备注Wt%0.3631.347.3123.8937.19g/100g·S0.5749.9011.6437.8959.21g/100g·S—50.4711.6437.8959.21折算后光卤石的的组成（（wt%）由于光卤卤石中硫硫酸镁的的含量很很低，因因此将硫硫酸镁的的量折算算为氯化化镁，此此时可以以用KCl-NaCl-MgCl2-H2O简单四元元体系进进行相图图分析。。三、兑卤卤法生产产氯化钾钾的工艺艺过程分分析/一次加水水，一次次分离过过程的相相图分析析三、兑卤卤法生产产氯化钾钾的工艺艺过程分分析干基图：：M+H2O→G（分解洗洗涤液））+KCl水图：M’+H2O=M”→G+KCl以100kg光卤石为为基准，，计算得得：加水量W=74.84kgKCl量=16.43kg不同温度下NaCl、KCl、MgCl2三盐共饱溶液数据/g/100gH2O温度/℃NaClKClMgCl202.962.6235.91102.713.3236.52152.643.6836.93202.564.0437.30252.504.4037.79302.464.7638.26402.355.4739.32502.36.2240.46602.256.9541.27702.267.6843.58802.308.4044.93902.669.0946.65二次加水水，二次次方法的的提出三、兑卤卤法生产产氯化钾钾的工艺艺过程分分析/三、兑卤卤法生产产氯化钾钾的工艺艺过程分分析三盐共饱饱溶液中中MgCl2的溶解度度很大，，而NaCl很小想除去NaCl势必会溶溶解相当当多KCl/不同温度下NaCl、KCl二盐共饱溶液数据/g/100gH2O温度/℃NaClKCl031.210.61029.712.52029.214.73028.717.14028.219.55027.7226027.2247026.827.38026.4309026.132.910025.735.9三、兑卤卤法生产产氯化钾钾的工艺艺过程分分析两盐共饱饱溶液中中NaCl的溶解度度很大，，KCl较小想除去NaCl容易/二次加水水，二次次分离流流程光卤石水KCl分解水固液分离分解固液分离水分解液洗涤液粗钾三、兑卤卤法生产产氯化钾钾的工艺艺过程分分析四、兑卤卤法生产产氯化钾钾的工艺艺过程分分析/二次加水水，二次次方法的的相图分分析干基图：：M+H2O→H(粗钾)+F(分解液)水图：M’+H2O=M”→H’+F’干基图：：H+H2O→KCl(精钾)+E（洗涤液液）水图：H’+H2O=H”→KCl+E’第一次加加水：分分解加水水第二次加加水：洗洗涤加水水/分解洗涤涤过程氯氯化钾的的单线取取得率η分解洗涤方法得到KCl量kg分解洗涤加水量kgKCl单线取得率%一次加水一次分离16.4374.8469.00二次加水、二次分离17.2865.8772.61一次加水水和二次次加水的的比较（（以100kg光卤水为为基准））三、兑卤卤法生产产氯化钾钾的工艺艺过程分分析/粗钾中间钾光卤石分解固液分离第一次洗涤固液分离第二次洗涤固液分离光卤石分解液（回兑卤）洗涤液（回兑卤）水（过量）循环液产品KCl（含97%以上）（干基）三次加水水，三次次分离流流程（生产优优级氯化化钾）三、兑卤卤法生产产氯化钾钾的工艺艺过程分分析/分解洗涤涤过程影影响氯化化钾单线线取得率率的因素素：光卤石中含NaCl%6.197.198.199.1910.1911.19理论加水量（重量）%100104.1108.5112.4116.1120KCl单线取得率%72.770.367.865.363.160.7（1）光卤石中中NaCl含量对取取得率的的影响（2）分解洗洗涤时的的温度对对KCl单线取得得率的影影响但应考虑虑到光卤卤石中含含有一定定的硫酸酸镁，硫硫酸镁的的颗粒极极细，浆浆液粘度度大，固固液分离离较困难难，低温温时尤为为显著，，因此当当光卤石石中硫酸酸镁含量量高时，，分解温温度应适适当提高高。分解温度度：低温较好好洗涤温度度：低温较好好常温操作作三、兑卤卤法生产产氯化钾钾的工艺艺过程分分析/分解洗涤涤过程加加水量：：（1）分解加水水量依据：分分解加水水量以控控制刚好好将光卤卤石中的的MgCl2全部溶解解为限W1——理论分解解用水量量（kg）G1——光卤石重重量（kg）M1——每kg光卤石中中MgCl2含量（kg/kg光卤石））H1——每kg光卤石中中水含量量（kg/kg光卤石））t1——分解时料料液温度度（℃））0.00083——温度系数数（1/℃）控制参数数：加水水量为光光卤石重重量的45%左右，分分解液浓浓度31—32三、兑卤卤法生产产氯化钾钾的工艺艺过程分分析分解洗涤涤过程加加水量：：（1）洗涤加水水量依据：洗洗涤加水水量以控控制刚好好将粗钾钾中的NaCl全部溶解解为限W2——理论分解解用水量量（kg）G2——粗钾质量（kg）N——每kg粗钾中NaCl含量（kg/kg粗钾）H2——每kg粗钾中水含量量（kg/kg粗钾）t2——洗涤时料液温温度（℃）0.0006——温度系数（1/℃）控制参数：加加水量为光卤卤石重量的45%左右，洗涤液液浓度27—28三、兑卤法生生产氯化钾的的工艺过程分分析兑卤法生产氯氯化钾总结/：该流程优点点（1）工艺技术成成熟、可靠；；（2）对环境友好好：存在问题：：（1）工艺流程长长，氯化钾的的收率低60～70％；（2）能耗高：每每吨氯化钾消消耗蒸汽17～20吨。急需开发新的的苦卤综合利利用技术9、静夜四无邻邻，荒居旧业业贫。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨中中黄叶叶树，，灯下下白头头人。。。21:57:5621:57:5621:5712/29/20229:57:56PM11、以我独独沈久，，愧君相相见频。。。12月-2221:57:5621:57Dec-2229-Dec-2212、故人江海