“冷分解—正浮选—洗涤法”年产五万吨氯化钾的毕业设计.docx

“冷分解一正浮选一洗涤法”年产五万吨氯化钾的工艺初步设计（察尔汗地区，15。C）摘要仃海察尔汗盐湖地区通过盐田滩晒制得光因石.对光由石进一步加工得到级化钾.通过对几种加工光血石制取氯化钾的生产工艺诳行较为全面的比较及.相图分析，确定了用“冷分解一正浮选一洗涤法“生产氯化钾的工艺流程。其主要工序为：分解、浮选及分别、过谑、洗涤、离心分别、+燥及产品的包装等.进行了物料衡算和热量衡算,以及对主要设备进行工之计算和设爵选型,瑞定了主要设备规格尺寸及台数。绘制了相图、带限制点的工艺流程图、设备平面布置图、及主要设法图等，联本完成整个生产工艺的初步设计。关键词：相图分析，光卤石，正浮选，氯化钾THEPRODUCTIONOF50,000TONSOFPOTASSIUMCH1.ORIDEINTHEPRE1.IMINERIDESIGNPROCESSWITH"Ecomposition-Flotation-ScrubbingmMethodbst11ctCurnallileusuallygelsfrombrineunderthesunintheChaerhansuitlake.afterfurtherproeessing,poiassimchloridegetsfx)ncarnallite.bydoingphasediagramanalysisandConIParingseveralnwthodsofpr<iucionofpotassiumchloridc,wcdeterminethefinalchoice"ccomposition-flotation-scrubbing“methodforproductionofpotassiumchlorideProcess.themainprocessesare：decomposition.flotaiion.separation.filtradon,washing.centrifugalSeparaiionJryingandXickaging.hematerialbalanceandheatbalancewillbedoneafterIhePhaSediagramanalysis.(hen(odocalculationandselectionofequipmentmodels.todeterminethespecificationsandthenumberofmajorequipment.finilly.11apoutthephasediagram.processdiagram.oorplanandequipmentstructuremap,basicallycompleteIheentireproductionprocessof(hepreliminarydesign.Keywords：Phasediagramanalysis,Carmclitc,ArcIlotalion,Potassiumchloride1总论1.概述.I荻化钾的物理化学正质I1.1.2 氯化坤的用途及押肥的市场需求21.1.3 氯化钾的工业质量标准2产品方案31.1.5生产氮化钾的原料概述31.2 文赋嫁述31.3 主要原材料的规格41.4 察尔汗盐湖湖区的自然条件41.5 青海省盐湖资源状况52生产工艺流程确定72.1 钝述72.2 由光卤石制取氯化钾的主要方法7111J丁/!fl11?)2.2.2冷分解除分一洗涤法82.23盐田重结晶法82.2.4冷结晶-正浮选一洗涤法82.25反浮选一冷结晶法82.2.6兑卤结晶法93生产流程介绍Il4工艺计算154.1 物料密算154.1.1 开车时的物料衡匏164.1.2 正常生产条件下的物料衡算214.1.3 年产量为五万叱裁化押下的物料衡算324.2 热算384.2.1 基础数据384.2.2 热眼衡算405主要设备计算与选型435.1 蝶施加矿机组435.1.1 螺旋加矿机藏述435.1.2 设计计算435.2 分解机组435.2.1 分解槽微述435.2.2 设计计算445.3 浮选机组445.3.1 浮选机概述445.3.2 浮选设备选型455.4 过滋机455.4.1 过渔机台数465.4.2 空泵的选择46I5.6 离心机475.6.1 离心机慨述475.6.2 设计计算475.7 干燥器485.7.1 转筒干燥器概述485.7.2 转偌的直径。495.7.3 容积传热东数Ctil495.7.4 传篇长度Z495.7.5 转偌的转速n和钙率S的选择515.7.7 填充率检验525.8 旋风除尘器52设计总结55参考文献57致谢59附录61附图631.1 概述目前，世界鲫技年产量在3.0X10%以上，其中95%以上用作肥料，其次用于制取各种化工产品及中间产品.钾盐的利用和生产已有较长的历史。人们很早就利用隼木灰肥田,1861年，在然国的施塔斯福特建立了世界上第一座钾肥厂，20世纪初世界各地相继发觉钾矿并起先大规模生产钾建，我国在20世纪3（）年头未起先从海盐苦肉中提取很化伸.后又以盐湖卤水矿生产缄化伸.其工之有兑卤法,正浮选法及反浮选法等。我国是一个拥有13亿人口的农业大国，钾肥是农业三大肥料之一，对绝大多数作物都有明显的增产效!K.以!为中国农业的快速发展.对钾肥的衢求疑不断增加.我国已成为世界其次大钾肥消费国和进口国.巨大的供应缺11预示着中国须要大力发展钾肥行业.据统计表明，2008年中国氯化锌进口价格上涨400美元（吨价卜达到S65美元.加次大钾肥公司2008年向中国供应的钾肥材吨提高400夷元。而美鹰公司对中国的钾肥价格则达到了576美元。国产钾肥满足率仅占15%左右，每年进口钾肥（折KQ>400万吨以上，钾肥供应不足与耕地普遛缺钾之间的冲突特别突出2（X）8年内于国际然化钾价格的上扬导致国内钾肥市场价恪一路走高,这无疑降低了我国农作物产盘和品质，对我国农业和国民经济的高效发展产生了很大影响，在发觉罗布泊柳盐矿床以前，我国钾资源保有储收4.57亿吨，仅占世界储盘的2.6%。全国共有可经济利用的床13个，保有储垃仅1.64亿吨（KCD，钾资源主要分布在青海省察尔汗盐湖，其储量约占全国的97%,其表面储量约1.45亿吨工业储贵达0.97亿吨,大规模的开发该盐湖生产氯化钾,不但可以媛解国内钾肥市场的供需冲突，同时可以节约大量外汇。钾肥主要指氯化钾和硫酸钾，属酸型肥料。从全国运用钾肥的现状可知氯化钾用量地大，钾肥的生产工艺有多种,如溶解结晶法、浮选法、电力选法及淤电分选法.目的国内盐田生产就化钾的主要方法有正浮选法、反浮选法及兑囱法。而“冷分解一正浮选一洗涤法“是其中的一种传统工艺。该法生产氯化钾的历史从上世纪三十年头起先，因其工艺过程自始至终在常温下进行，工艺条件温柔，所以几十年来得到了长足的发展,该法生产的钾肥产房的占全洋产ht的55%，我国前几年款化理产量的绝大部分源于该法生产.受资源条件的限制，我国上现模的氯化锌肥料生产厂主要集中在青海察尔汗地区，发展较为暧悔。目前尚处在起步阶段，其需求做与我国现代农业的密求业相差很远，供求冲突特别突出。因此，立足本土的仲盐资源，因地制宜，寻求好的氯化抑生产方法是很有意义的1.1.1 氯化钾的物理化学性质氯化钾是-种白色或暗白色的立方形结晶，类似于食盐，味极或，无见无毒。¾U匕仰化学分子式超KCl.分子玳为74.55gmol:密度：1987kg/（25C）；焙点：776r：热容：50HnkJkmor'K'硬度：2。矿物”溶解热（吸热）：247.337H/依（溶解于无限多kg水中）：品系：属立方系，轮角a=夕=y,轴KX=Y=Z：纯度：纯品四化钾中氧化钾含Rt为63.09%；溶解度：在水中溶解度随逛度的上升而快速增加.级化钾在水中的溶解度见下表1-1.表I-I温度/C0102030406080100溶解度/（克/100克水）27.631.034.037.040.045.551.156.7OC时每100克水中能溶解27.6克（化钾100C时为56.7克.通常可利用溶解度的温度变更的特性,把氯化仰和其他盐类分开.制得高品位的弧化钾.在大多数国宓，用作肥料的就化钾，其中氧化钾的含疑一般是（58601%,由溶解结晶法和浮选法制得的纨化钾产品般成品粒状,粒子的直径分别小于（O.75-O.I5X芒米.由浮选法制野的筑化仰呈粉红色到红色.而溶解结晶法制得的产品为白色.为了降低氯化钾的结块性,有时在成品中加入少埴的脂肪胺。除了细结品的产品外，还有大结晶（0.421.6吨米和颗粒状（0.170.3）亳米的产品.筑化钾易溶于水，澈溶于乙醉和甘油，不溶于浓盐酸、乙Sf和丙胴,有吸湿性、易结块。1. 1.2氯化钾的用途及钾肥的市场需求氟化钾的用途是相当广泛的，氟化钾主要是用作肥料，其次氯化钾可作为制造各种钾盐的化工原料，如尔笈化钾、Sl化钾、高铳酸钾、碳酸钾、JR钠酸钾、硫酸钾及硝酸钾等。氯化钾是电解氯化铁制取金属铁时的助溶剂,在军事上，淡化钾可做消焰剂：在医药上用作利乐剂，并可代替氯化钠作低钠盐.能其降低血压的作用：在冶金工业上还可用于金属的淬火：在油田上可用作固井剂.此外，在电镀及照相等领域,均需氯化钾.全球钾盐产品的95%应用于农肥。结合土壤、气候条件和作物种类，按比例施用翅磷钾肥，对提高农作物单位面积的产量是特别重要的.通常按N：PA：KX）来计算化肥中的有效成分含瓜目前我国的施肥比例大约是1：0.28：0.1.而同期世界比例是1：0.47：0.4.可见我国的钾肥施用比例明显偏低，这充分说明白我国对钾肥的需求础还很大。我国是一个农业大国，怔年所需的钾肥数崎很大，但是，我国钾肥储量资源较为贫乏，除我国砰年生产的钾肥外.还须要进口大量的氯化钾.因此,立足本国钾盐资源,因地制宜,寻求好的氯化怦生产方法是很有意义的.我国押矿以卤水押矿为主.固体钾盐少,与世界钾盐相反,我国因水钾才占总收的98%以上，固体钾款仅占2%左右。我国钾资源的开发利用对象主要为由水钾资源，其绝大部分集中分布在青海省柴达木破地.在农业上.仰元素是植物生长过程中所必需的三大元素之一,钾元素对调整植物体内的生命过程具有很大的作用,它有利于改善抗初体内水分的汲取状况，鼬类的合成和转移,特殊有利于淀粉的积米，运用钾肥能终有效提高农作物的产和品顺。如能促使水稻的谷粒饱满，马傕篝、甘弗的富块增大，麻的纤维拉力增加.茶叶、烟草的品质提高，甘蔗、薇萝以及卅类果树的味道鲜甜等.为此,要对这类作物施用更多的钾史.钾还可以促进农作物茎根健壮,不易倒伏,增加作物的抗旱、抗寒、抗病实力。与磷相比，土壤中含钾成比较丰富，但其中能被植物所汲取的钾较少。作物中的钾能够促使所汲取的氨很好地转化为蛋白质。因此，珈蓿氮肥、磷肥施用局的增加，钾肥的施用量也需相应地增加.随着现代工农业科学技术的快速发展,大力生产级化钾.具有特别揖要的意义.I.1.3氯化钾的工业质筠标准现在级化钾的版员标准执行GB65491996.其技术要求为：博官指标为：白色或暗白色的细小结晶化学指标见去1-2»表1-2氯化钾侦量:标ift(GB6549-1996)项目指标I类H类山类优等品一等品合格品优等品一等品合格品氧化俾62.060.059.057.060.057.054.0水分(iO)v2.02.02.02.02.02.02.0钙镁(C+M)v0.20.4钙(CZ")含用0.50.8镁W)含量V0.40.6筑化衲(Naa)台量V1.22.()水不溶物含量V0.10.3注：除水格外，各祖份含M均以干肥计算,1. 14产品方案本设计只考虑生产单一氯化钾产品，依据设计确定的生产工艺，年产力.万吨氧化钾，生产出的成品氯化钾质鬓百分含量大于93%.1.1.5生产氯化钾的原料概述钾石盐与光卤石是制造钾肥的主要原料，从世界范国看，钾肥资源主要集中在前苏联和加拿大，约占世界钾肥资源的80%，其次为他国，估计贮fit为9X10"tK：0.我国已经发觉贮量较大的钾朋资源有青海察尔汗盐湖及新如的罗布泊盐湖.察尔汗盐湖位于柴达木盆地的中南部，它是世界上朵大的干盐湖,也是我国数-数二的现代钾.铁、盐矿床,察尔汗Afe湖的面积约为5856km：,相当于西尔斯盐湖的50多倍，比杭州西湖大130余倍。湖内汽:合了数百亿吨以氯化物为主的拉类,其中钾盐数届约为39Xl(t.石盐沉枳的累计厚度一股在30«左右，i序的有60a有余.晶间肉水含有大出的石盐、钾盐、镁盐和其他盐类.我国新疆罗布泊地区钾资源贮量有2.5X10'l,潜层卤水靠I化钾含量就有1.38XK1.73X10bI其中罗布泊北部凹地(简称罗北凹地)卤水含量的质量分数平均为:KCl1.55%、NaCl16.44&NgC1.6.11%,MeSO,4.96海泮是资源的宝藻，海水中伸的含i是特别丰富的,它仅次于Na,Mg,S、Ca而排在第六位，其含型为330"m',含钾总量为6.OXIOk可谓取之不尽.再有，在我国八曲思茅也己经发觉钾石盐矿。较优的钾石蓝矿含KChNaCMmfi法分数约为25%、71%,其余为少量的CaSOhMga2和不洛性热土.我国思茅神石盐量的位低，含K2O的质量分数平均为6%.1.2文献综述氯化钾是钾肥的最主要品种，占钾肥川崎的90%94%,虽然近年来其它钾肥品种，如硫酸钾、硝酸钾等产量有所增长,但级化钾刖瓜也在不断的上升.其主要缘由是：御盐资源的来源广泛.水溶性钾盐矿有钾石盐、光卤石、盐湖山水及制盐后的苦卤等；加工过程简洁，须要力助原料较少，成本低：能显著提淘大多数作物的产值；是加工其它品种钾肥，如硫酸钾、硝酸钾及偏磷酸钾等的主要原料.我国己探明的钾款储贷少，可供开发的钾盐基地更少，在探明有行定规模H.具有潜在开来价值的钾盐炉床中，察尔汗酸湖液体钾盐矿床达到了国际中大型钾盐矿床的规模，在已探明的几个现代拉湖叶床中，察尔汗盐湖是我国目前储某最大的钾盐湖（探明KCi储盘达数亿吨）.占全国已探明储班的97%,为我国近期钾肥工业供应了牢靠的资源保证.青海盐湖工业集团有相近40年的生产历史.班础设施较完善，钾款生产技术和开采工艺较成熟,柴达木盆地拥有40多种犷产资源，是一个以砰为主，伴生镁、理、划、海等祖分的综合性矿床。目前主要是利用囱水钾矿，但采矿回收率仅为65%，所以综合考虑西部地区自然生态条件的脆曲性，对于拉湖资源的开发，在发展盐湖钾肥工业的同时，要合理利用资源.高度重视和解决共生资源的标令利用.并且要解决款湖提押后老卤对环境的污染.逐步整到盐湖资源的物尽其用和资源环境的良性开发.实现资源效益，经济效益和环境效益的统一.接君加速探讨开发新技术，加强探讨试验条件与实际生产条件和结合、提钾生产工艺与综合利用相结合，以充分发挥盐湖卤水钾矿资源的优势，使柴达木盆地丰宙的盐湖资源得到合理充分的利用，来姬解我国钾肥供需冲突.1.3主要原材料的规格本设讣中主要的原材料为察尔汗盐湖拉即滩晒含制得的含钠光卤石，其削成发1-4：表1-4原料含钠光卤石的组成组成KClMKCkNaClH2O湿基(wt.%)14.82233232.2129.65干基（gg干盐）21.0733.1545.7842.151.4察尔汗盐湖湖区的自然条件号称“世界屋仔”的青藏高原位于亚洲东部，其绝大部分在我国境内，约占我国领土的”4,它是我国盐湖最密架的地区，也是世界上盐湖最委的高原，青海省盐湖资源主要集中在有“聚宝盆”美称的柴达木笈地.察尔汗盐湖位于柴达木盆地中南部.海拔2670米,南距格尔木的60公里,北距大柴旦IK）多公里.南北宽40多公里,东西长MO多公里，总面积约为5856平方公里。它是柴达木四大盐湖中面积以大、储出最丰富的一个，也是我国最大的自然盐湖，在世界排名其次。察尔汗盐湖属于典型的大陆性干早气快，具有年降水属稀有、蒸发显大、日照时间长、辎射力强、昼夜温差大、多风的特点.由于长期的风吹日Bfi,加之降水量大大低于蒸发城，湖内高浓度的卤水渐渐被结晶成盐粒，尤其是盐湖面被结成（12）米、乃至（3一4）米厚的盐靛，而且异样型硬，这些构成了地区自然条件恶劣，生态环境脆弱的特征.其主要气象指标如下：年平均气温：5.15C年平均地面温度：9.2,C年平均然发量：3518.5mm年平均降水量：23.4mm年平均相对湿度：30%年平均风速：4.4m年平均日照时数：3274h年主导风向：西风年平均大气压：73.326kpa年平均大气含乳量：14.56%1.5青海省盐湖资源状况普湖省的盐湖资源主要集中在柒达木盆地，盆地面枳12万Km'.其中，氟化钾，镁盐，氯化押及销款的储量居全国第一。主要大型的钾盐矿床有：察尔汗、昆特依、和马海四处，探明储E依次为1.54亿吨、1.21亿吨和0.64亿吨，中型矿5处,小型矿13处,这些矿区中以察尔汗盐湖3个矿区最大,勘探程度最高,累计策化钾谛量有1.5亿吨,除少量固体石盐钾矿外,95%的储地为第四品间或孔照卤水辟盐矿.除钾盐外，柴达木盆地的其它无机盐储及也特殊大，其中石盐3262亿吨，石膏470亿吨,芒硝M亿吨,氮化镁31.5亿吨，硼矿1175万吨，天福石1681万吨,自然碱47.5万吨,浜19万吨，碘0.8万吨,尽快开发这些资源已成为西部大开发的主要任务，这也是缓解我国钾肥市场惊慌的必由之路.2生产工艺流程确定2. I概述钾肥品种比较第一.世界上绝大部分钾肥是以氯化钾为原料,的占押肥总量的90%94%,其次是硫酸钾，约占5%8%再就是钾氮肥、狎镁瞬钾肥、窑灰钾肥和残酸二乳野等，自然界含钾矿物资源约100多种.目前能用作提取钾盐的主要是仰的纸化物和硫酸盐等，按其存在形态区分：有固态钾盐和液态钾盐,固态例盐又依据是否可溶分为：可溶性钾盐矿和不溶性钾盐犷.液态钾盐主要有：海水、钾盐盐湖卤水和井盐苦卤等液体含钾资源。在本设计中利用具有可溶性钾盐矿：含钠光由石为原料来制取St化钾。目前，世界上生产黛化钾的原料主要是盐湖晶间面水,其次是御石盐矿.钾石越仁加工氧化钾工之简洁,一般是利用“热溶一结晶法”和“浮选法”来制取,就可以利用的晶间卤水的类型而言.大致可分为两类：一类是氯化物类型，属X-、N”二“/.”a-,。川元水款体系；另一类则属于硫酸盐类型，即典型的K，、Na'、Mkly、S(-，。五元水盐体系.两类型的卤水都有光卤石和区存在，都可以通过一系列蒸发水分的过程来附到中间产品含钠光卤石，进而加工成就化钾.在两类型囱水的蒸发过程中，疑化俯始终和共它固体共同析出的,得到的中间产物光卤石事实上就是纯光卤石和氯化钠的混合初。光囱石矿制取氮化钾的生产方法可以概述为脱镁和脱钠两个步骤。脱钱就是将含钠光向石用淡水或具有肯定组成的衡环际进行次分解结晶，使矿石中的觥化铁进入溶液.脱盐就是将光囱石矿中的氯化钠分解除去光卤石制取氯化钾的各种生产方法中脱铢步探基本上相同，都是在较低血度卜进行，而分别除去氯化钠的方法有所不同，各有其特点。2. 2由光卤石制取氯化钾的主要方法光卤石(KCl-MgCI2-6”2。)是一种能稳定存在于很大温度范用内从(-21167.65)C的处盐，其溶于水时的反应主要为：KChMMCh6HQ+nH,O=KCl+MgCh+(6+n'Hi表21不同温度下KC/、AhC/与/V仅CN的溶解傻(100克水中所溶解的该无水物质的克数)温度(Oe)OIO2030406080I(X)NaCl35.6035.7035.8036.1036.3037.1038.1039.20溶留度KCI2X.2031.3034.4()37.3040.3045.6051.0056.20Mgat52.8053.5054.3055.3057.5060.7065.8772.70从表中UJ知，氯化镁在KrC低温下的溶解度为53.50%,在100c的热水中为72.70%,而氯化钠在同温冷水中为35.70%,在同温热水中为39.20%；氯化钾在同温冷水中为31.30%,在同温热水中为56.20%,可见，在常温下，光囱石中制化铁的溶好度Kl若温度上升而刷大，旦比绿化网、觥化钾在同温度下的溶解度都大得多，氯化钠和氯化绊在冷水中的溶解度相近，花温度上升时氯化钾的溶解度急就增加，氮化钠的溶解度则增加共激，工业上便据此而分别之。因此,加工光卤石的原理基干以卜两点：(1) KClltMC1.的溶解度小褥多：(2)饱和若光囱石的溶液中Mge7“KC/(摩尔比)值远大于I.2. 2.1冷分解一热溶结晶法该技术M于十九世纪六十年头前期用于工业化生产,其原理是依据KCkNaCl在水中的溶解度阴温度变更规律不同而将两者分开的，其过程是：将光囱石冷分解脱钱后得到的人造钾石盐用循环母液加热到9()。以上进行热浸，斌化钾全部溶于溶液中，绝大部分烈化钠以固相形式析出，经分别后除去.澄清的弧化钾饱和液经典空冷却至30C析出氯化理成品.该法的优点是可干-地得到纯度在95%以上的氯化理产品,干一地排出弑化钾残余Ift小于2%的级化钠盐渣。该工艺氯化钾收率较裔、粒度较粗、产品质量不受光卤石矿品位的影响，缺点是能耗找大，热溶部分设密腐蚀较严峻，目前该法生产的氯化钾产同占全球产Ift的30-50%,主要生产厂家以约丹阿拉伯钾碱公司为代.年生产实力120万吨.察尔汗地区瞥经有一个年生产实力2万吨的冷分解热溶车间，生产数年后因成本过高而停产.2. 2.2冷分解一筛分一洗涤法该法利用光卤石脱帙后也到的人造仰石盐中的柒化辆粒度远小于机化钾粒度的特点，进行筛分出去大部分的热化钠，再加部分淡水洗去较细粒度的就化钠，得到产品热化钾纯度大于90%,此法成本低,但收率比其它工艺均偏低.2. 2.3盐田重结晶法该工艺干腌利用盐田生产氮化钾，不再另建加工厂房。可分为两个阶段：(1)制取较为纯净的光卤石，类似于兑囱：(2)分解光由石.结晶氧化钾，类似干热溶结晶,改为冷溶.此工艺的关键是要求光卤石较纯,即低钠，无钠最好，全溶后沌晒结晶要求低温，即利于冬季进行，因为温度越低，氯化钾的溶解度越低，实际操作中，尤其是在盐田中，很不简沽做到实际生产中产M质玳百分数达不到70%,Ift然成本很低，但工业应用意义不大.2. 2.4冷结晶一正浮选一洗涤法“冷结晶一正浮选一洗涤法”生产敏化钾，是上海化工探讨院针对察尔汗盐湖资源的实际状况提出的加工方法.(19881989)年，年产两万吨的_1.业试验中试验装置胜利地进行试生产，达到了设计要求.该工之路途系具有肯定组成的循环母液在散1.")78结晶器中进行分解结晶,使狐化铁光进入母液，同时在常温下使氯化钾晶体颗粒长大,分解结晶料浆进行浮选，浮选精矿过滤后，用少量淡水洗涤，得到产品氯化钾，由于过程采纳了冷结晶技术，能得到颗粒较大的产品，改善了煤粒的物理性能，克服了“冷分解一正浮选”工艺加工过程中在过谑和干燥中存在的困难,且果纳了浮选技术.提高了系统的收率具有能耗低、粒大防好、成本低、市场竞争力强等一系列优点.2. 2.5反浮选一冷结晶法“反浮选法”生产氯化钾的整个工艺流程为“反浮选一冷结晶”工艺,该工艺是目前国内外较为先进的氯化仰生产工名,“反浮选一冷结晶”工艺主要分为：反浮选除去光卤石中的部分氯化的.得到低钠光阂石：低钠光卤石再经冷分解结晶得到粗拜，粗钾经洗涤得到抵化钾成晶.“反浮选一冷结晶法”工艺的优缺点：提高了氮化钾桢域，由于该工艺先浮透出光卤石中的细粒级烈化钠，生产出低钠光囱石。同时,在浮选过程中也能选出部分水不溶物.这就克服了“冷分解一正浮选”工艺中存在的细粒级就化钠和水不溶物时氯化钾麻地产生影响这一缺陷，经结晶器分解结晶后，借助筛分手段筛出浮选过程中不能浮游的大颗粒煦化钠，再经洗涤作业就完全保证氯化钾的质量，氮化钾可稳定限制在KCI>90%,最高可达到KCI>95%.在整个生产系统中，限制好浮选作业中的扫选液面及结晶器的加水崎，削减胞H滴漏,即可取得满足的收率指标.采纳“反浮选一冷结晶”工艺较"冷分解一正浮选法”指标优越，G明显的是质量和收率指标的提高。氯化钾粒度增大，易于干燥，由于低钠光向石来纳控速分解方式，使氯化钾晶体长大，平均粒径为02mm,干块水分可限制在(46)%.“反浮选冷结晶”工艺的缺点：(1)工艺流程较为困难。较“冷分解一浮选法”工艺，系统中增加了较多的浓缩设备、箭分设得.物料输送设备等，(2)时桶收剂性能要求较l.由于此工艺须要浮选出低钠光卤石的氧化她含量小于6%.对于桶收剂性能的要求高.捕收剂不仅要对级化钠具有良好的抽收性能.而且还能抽收水不溶物,这就须要不断研制新型的捕收剂。2.2.6兑卤结晶法该法主要基于对资源的综合利用及埴补国内高品位氯化钾的空白,它的存在只能依附在大型浮选厂，主要方法是将浮选厂分解液在秋阳进行调整后与排放的老面在结晶涔中混合结晶出含氯化钠较低的光囱石(低钠光向石>，光囱石钱过分别母液后进入结晶器中加入肯定组成的锵环母液进行分解.得到的粗钾经洗涤干燥得到精钾.兑卤法工艺因没有盐田Mi矿环节，干脆运用经盐田调整后的浮选厂分解液与排放的老卤混令，所以与其它生产工艺相比，其工艺成本低，生产出的产品啦汆高、杂质少、颗粒大，而且可调整产品的品位,以适应市场的需求.但是，由于该工艺要以浮选厂分解液为初始原料，生产规模不能随意扩大,限制了工艺的独立性.2.2.7冷分解一正浮选一洗涤法浮选法生产就化钾的历史从上世纪三十年头起先.因其工艺过程自始至终在较低潮度下进行，工之条件淑柔,所以几十年来得到了长足的发展.该工艺跖途的过程是：用淡水将光卤石矿冷分解，使氟化镁进入溶液,然后在麻镁母液的介筋中，以秋酸十八胺蛛捕收剂，：号油做起泡剂，对分解料浆进行浮选，得到的林矿过谑后，用少年淡水洗去氨化钠，所得产品纯度可达90%以上，足於中的氟化钾含猿小于3%.用“冷分解一正浮选一洗涤法”生产氟化钾是一种传蜕工艺,该法生产的钾肥产量的占全球产法的55%,我国前几年烈化钾产M的绝大部分用该法生产。因此，用该法生产氮化钾，具有Hl要的现实意义.正浮选法生产氯化钾的主要优点：(1)工艺牢推。由于该工艺的开发与探讨较早，经过多年来的不断完善，工艺流程已趋于成熟,在察尔汗盐湖已有多索加工厂采纳此工艺进行氯化钾的生产。就浮选本身而言，作为氮化钾的捕收剂-胺类捕收剂的性能良好.选矿效果明显.下表为某厂生产指标统计状况.表2-2某厂生产指标统计年份年产IftKC1>9O产品产业199382024.78108.00199485100.0057436.75199582I37.X517231.()0199690076.7078108.30199790003.0060034.95从表中可以看到.该厂近年来的实际生产实力已超过设计实力,表明该工艺是成熟牢靠的.(2)工艺流程简洁。如想所述，“冷分解一浮选法”工艺主要可以分两步：一是光卤石的冷分解:二是分解料浆的浮选.以秋酸十八胺作捕收剂，：号油作气泡剂浮透出氯化钾，实现皴化钾与氯化钠分别，所得利钾产M再经洗涤、干燥即得筑化御产品.通过几种方法的比较并结合察尔汗地区的实际状况本次设计采纳“正浮选一冷分解一洗涤法”生产公化钾。3生产流程介绍用“冷分耨正浮选-洗涤法”生产氧化钾可分为：冷分解、浮选及分别.真空过滋、洗涤、离心分别、干燥及产品包装等六个工序.众所周知，相图在盐化工生产当中有着举足轻31的作用,经过相图分析，可以得到含钠光卤石为原料制取领化钾的原则流程，并对生产中存在的向阳运用相图分析后可以得到解决.下面运用相图学何以“冷分解-正浮选一洗涤法”制取级化钾的生产过程进行分析.以含阴光卤石加水制取KC/,其加水形式有多种,为了提高KC/的收率.下面以对czr组成见表3I)加水完全分解为例来进行相图分析.表31原料含钠光囱石的殂成成分KCIMgCl2NaCIH2OS三<Wb%)14.8223.3232.2129.65如图31,将原料含钠光卤石系统短成点标绘在图中为A4),明显从相图中可以知道原料”(A4,)是由大曜的含钠光囱石氏兴)固拒与其共饱的尸(尸)共饱液所组成，整个工艺流程可用相图分为六个阶段进行叙述：第一阶段原料(M<J加水恰好完全分解(简称冷分解).若对原料Af(Wll)加水使其中的Car恰好完全分解.则在干基图匕先是固相点从R运行到Q点,与之相对应的液相点从运行到E点.系统点在M点不变；触而固相点从Q运行到H点，而液相点在E点不变，系统点在M点不动.在水图上，先是固和点由川运行到Q',液相点由/运行到£,系统点由.%>运行到,W点：继而固相点由Q'运行到'，而液相点在E不动，系统点由/,运行到乂】点。此阶段为第一次加水过程，加水设为恰好使原料,W(ftl)中的Gar完全分解.其次阶段.对钾石盐HHf进行浮选及对相应产物进行分别(简称浮选及分别).经过笫一阶段M以得到钾石盐，及与之对应的共饱液E(E),若时其进行分别，理论上可以得到钾石盐H(W),但是若对分别出来的(，)钾石热在行温加水进行溶洗其中的Nad.由相图分析可知，最终是得不到固相K0,而汨到的是Aza固相，又由相图分析可知，欲时钾石盐在常温下加水溶洗其中的Naa而得到Ka固相，则该钾石盐固相点不能处在AD之间，而只能处在8。之间,为达到此目的.说用浮选手段可以解决这个问时.浮选介质可以是第一阶段得到的高镁母液行(£)，浮选药剂可以是盐酸I八胺及二号油。经过浮选，固和钾石盐/7(，。则变成了粗钾/(/')及足於(，)。注：/(/')及J(J')的确定可依据浮选机的浮选效率予以确定.粗钾泡沫K(K')与尾盐架科1.(V)的分别.依据浮选机的工作原理及特性可知：粗钾泡沫K(ZT)是由机钾/()以及与其相对应的共饱液E(£)还有空气气泡(重量可忽视)三部分组成.在干基图卜.依据粗钾泡沫中的共饱液£的千盐盘及粗钾/的价可以确定粗钾泡沫点K,连结KM且其延长税与EJ线的交点,即为尾盐浆料点A.其中M即为系统点，在水图中很简洁找到粗仰泡沫点K,连结K'M2且其延长线与E，线的交点,即为尾盐浆料点.其中为系统点.在浮选机中由刮板刮出的料即为粗野泡沫Kg,而由楷底流出的料即为尾盐浆料1.(U).此阶段为第一次分别过程，使得粗钾泡沐K(K)与尾盐浆料予以分别，第一：阶段，将机钾泡沫Kg中的固相祖钾/(1')与其对应的共饱液E(E)进行分别(简称真空过湖).寻求种固液分别设备如转筒真空过渡机,使其对粗钾泡沫K(K)进行同液分别若是同液分别效率的达到100%.则对K(K')进行固液分别之后.固相为粗钾(/'),则液相为马之对应的共饱液E(E).但往往收筒过泄机的分别效率达不到100%，因此假如知道转简过滤机的分别效率时，则依此效率可在相图上找到粗钾泡沫Kg分别后的酒饼点N(NO)及与之对应的共饱点E(E).其中K(K)为系统点.此阶段为其次次分别过程，使得谑饼N(Na)与其时应的我饱液E(U)予以分别。第四阶段，洗涤谑的N(M)中的Naa(尚称洗涤)，由相图分析可知，逑讲N<NQ是由Ml钾/(/,)及与之对附的共饱液£(£)所组成.当对其加适量水时,同相则由/(/')运行至8(),而液相则由E(E)运行至(KO).在干基图上系统点在Ar不变,在水图上系统点则由MI运行至M.此阶段为其次次加水过程,加水Jlt恰好使/')中的NaCl海洗尽,得到洗涤浆料N3、).第五阶段：将洗涤浆料N(M)中的固相KCIB(B)与其对应的共饱液进行分别(简称离心分别),寻求种固液分别注备如离心机,使其对洗涤浆料N(N1)8.行冏液分别.若是固液分别效率能达到100%,则对N(Q进行固液分别后，固相为纯钾8(8)，则液相为与之对应的共馆液Q。),但往往离心机的分别效率达不到100%,因此假如知道离心机的分别效率时,则依此效率可在相图上找到对洗涤浆料N(M)分别后的固相精钾点P(产)及与之对应的共饱液点O(CT).其中B以含«加方用冷分A弱中Ag法"生产化的四元H分析CSC)NaNj为系统点,此阶段为第三次分别过程，使得精钾?(产)与其对应的共饱液0(。)予以分别.第六阶段，精理P(P)在干燥设;中除去所含水分，即得到成品Ka产品(筒林干燥).由相图分析可知：精砰/>()是出纯钾8(/力与其对应的共饱液0(。)所组成，出于本相图是25C时的相图，而干燥过程的温度很高，加之干煤过程的相图分析过程比较简沽，所以在此时干爆阶段的相图分析过程略.经过以上的相图分析,可以得出由含钠光卤石生产级化钾的原则流程,如图3-2.成丛KO图3-2由含钠光由石生产氯化裤的原则工艺流程图4工艺计算本设计工艺计算包括物料衡算、热晶衡算两部分.4.1 物料衡算一、计算所用基础数据1 .洗涤精钾母液返同量为：O2,粗钾泡沫固相组成（/点）：WAa:Wwe=3）：IO3.尾盐浆片固相组成（J点）；WAa:MZMY=3:974机构泡沫经过渡母液后，沙饼N含母液量为：20%,即M1.n>:W,=2:85.洗涤科将经离心分别后精伸含水Ift为：6%6 .浮选中粗钾泡沫（K点>；7 .产品中含水量为2%8 .气温：15"CM<jr>:叱=3:MiS羯比）9.产处现格93%化钾二、由绘制的相图,可知各物料组成如下表:I.原矿组成表4-1原矿M（M“）组成表组成KCI