从硫酸盐型盐湖卤水中制取硫酸钾的方法 【技术领域】
本发明涉及一种从硫酸盐型盐湖卤水中制取硫酸钾的方法.
背景技术
硫酸盐型盐湖卤水是卤水中主要含有钠、钾、镁、氯、硫酸根等无机成盐元素的卤水资源。将硫酸盐型盐湖卤水经盐田滩晒后，可得到主要含氯化钠、软钾镁钒、硫酸镁、氯化钾的硫酸盐混盐矿和主要含氯化钠、氯化钾、硫酸镁、光卤石的钾盐混盐矿。
钾是农作物生长的三大要素之一，世界农业生产氮、磷、钾施肥比例平均水平为1∶0.42∶0.30，而我国目前氮、磷、钾施肥的比例为1∶0.38∶0.13，可见钾肥比例严重失调。钾肥包括氯化钾、硫酸钾、硫酸钾镁肥、硝酸钾，以及它们的复合物。硫酸钾是一种重要的无氯钾肥，主要施用于烟草、水果、马铃薯等忌氯的经济作物的种植及水产养殖，在作物种植或水产养殖中施用硫酸钾不仅可以增加产量，还可以提高作物或产品的品质，从而获得更大的经济效益。
由于我国硫酸钾产品的开发较晚，长期以来，我国硫酸钾需求长期依赖进口。目前，硫酸钾的生产方法根据钾的来源大体分为三大类：氯化钾转化法、盐湖卤水提取硫酸钾、光卤石转化法。
目前我国硫酸钾生产企业已发展到40余家，采用的工艺技术主要为氯化钾转化法，其中硫酸盐复分解法、曼海母法、缔置法等方法均属此类。该法的生产成本受制于原料氯化钾，效益主要取决于副产品的销售，因氯化钾的价格居高不下，副产品均为常规产品，市场前景暗淡，所以该法的发展从长期来看，前景不太光明。盐湖卤水提取硫酸钾是我国硫酸钾行业地一个发展方向，其特点是原料来源广泛，价格低廉，生产过程对环境是良好的，没有环境污染，目前利用硫酸盐型盐湖卤水为原料制取硫酸钾的方法很多，但大多都处于试验之中，没有实现工业化。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种从硫酸盐型盐湖卤水中制取硫酸钾的方法，与现有类似的工艺相比，该法去除了磨矿工序，并且硫酸钾生产过程基本不补加氯化钾，主要以盐湖卤水蒸发的沉积矿为原料制取硫酸钾，所以以该工艺为基础制取硫酸钾，具有成本低，工艺简单、操作容易、生产过程无境污染等特点。
本发明的目的是这样实现的：
一种从硫酸盐型盐湖卤水中提取硫酸钾的方法，包括下述步骤：
(1)将硫酸盐型盐湖卤水通过盐田日晒得到硫酸盐混盐矿和钾盐混盐矿；将这两种矿混合后再加水，在常温下转化反应20～90min，得到粗软钾镁钒混盐料浆；其中硫酸盐混矿、钾盐混矿和水的重量比为1∶(0.2-4)∶(0.2-8)；
(2)再在步骤(1)得到的每吨粗软钾镁矾混盐料浆中加入5～500ml的混合浮选剂，进行浮选得到软钾镁矾混盐精矿浆，其尾矿为氯化钠；再将软钾镁矾混盐精矿矿浆进行固液分离得到软钾镁矾混盐精矿；
(3)将步骤(2)所得的软钾镁矾混盐精矿加水分解转化得到硫酸钾产品，其中软钾镁矾混盐精矿与水的重量比(1-3)∶1。
所述的步骤(2)的浮选流程为一粗、一扫、一精的闭路工过程。
所述的混合浮选剂为阴离子浮选剂与醇类浮选助剂的混合药剂，其中浮选剂与浮选助的体积比为(20-2)∶1。
所述的阴离子浮选剂选自碳链长度为C8-C24的石油磺酸盐类、碳链长度为C4-C24的烃类脂肪酸。
所述的醇类浮选助剂选自碳链长度为C4-C16的烃类一元醇、多元醇。
所述的步骤(2)中得到的软钾镁矾混盐精矿还包括用硫酸钾制取过程的母液回洗，回洗后的料浆，经固液分离后得到适合直接加水分解制取硫酸钾的中间原料—高品位的软钾混盐精矿。
所述的硫酸钾制取过程母液选自软钾镁钒混精矿的转化母液或分解得到硫酸钾的母液；其中回洗时，母液与软钾镁钒混盐精矿的重量比(1-6)∶1。
本发明相比现有技术具有如下优点：
本发明的方法对原料矿品位的变化适应性强，特别适用于硫酸盐型盐湖卤水制取硫酸钾，且去除了磨矿工序，不需外补加氯化钾，主要以硫酸盐型盐湖卤水蒸发的沉积矿为原料制取硫酸钾，所以以该工艺为基础制取硫酸钾，具有成本低，工艺简单、操作容易、生产过程无境污染等特点；本发明得到的硫酸钾产品色泽洁白，K2O≥5％。
本发明方法已进行了500吨规模中试，中试结果表明：该工艺生产成本较低，产品质量较高，经济效益较好，所以工业化前景较好。在我国丰富的硫酸盐型盐湖卤水资源开发利用处于原始状态的情况下，作为硫酸钾肥料的进口大国，我们发明了这种方法，有助于我国硫酸钾产业的发展，有助于缓解我国硫酸钾肥料对进口的依赖。
本发明利用混合浮选剂进行浮选与单一药剂相比，提高了钾回收率和品位。
【附图说明】
图1是本发明从硫酸盐型盐湖卤水中提取硫酸钾的工艺流程原理图。
【具体实施方式】
下面结合图1和青海某盐湖的实例进一步详述发明。
青海某盐湖卤水(卤水组分为：K 0.7-1.3％，Mg 0.9-2％，Cl 12-18％，SO41.0-3.0％)，在盐田内靠太阳日晒蒸发浓缩析盐，蒸发程分段进行以便得到不同组成的盐田矿，分离出所需要的硫酸盐矿和钾混盐矿。根据这两种矿的组成经过计算配矿，取钾混盐矿300kg，硫混盐矿500kg，计算水量300kg，加入1000L的反应罐中，在13-25℃的温度下反应20-70min，反应完后，以6-12L/min的放料速度(以矿浆量计)，料浆进入80L的搅拌槽中，然后加入250ml/T由C4-C16脂肪酸浮选剂和C4-C16多元醇浮选助剂组成的混合浮选药剂，搅拌混均后进入浮选机浮选。浮选精矿储存在储料槽中，经离心机分离后得到300kg的软钾镁矾混盐精矿。尾矿经离心机分离后得到200kg的高品位氯化钠，洗涤后可作为工业盐使用。将300kg软钾镁矾混盐精矿和200kg水(水温控制在25～65℃之间)放入500L反应罐中，反应温度控制在25-60℃之间，反应转化20-65min。反应完成料浆放到储料槽中，用离心机分离，干燥后得成品100kg硫酸钾。