软钾镁矾和氯化钾转化硫酸钾结晶粒度研究

以前期实验结论为指导,结合相图、溶解结晶理论设计实验方案,探究了温度、加料方式、晶种、过饱和度对软钾镁矾(K2SO4·Mg SO4·6H2O)和氯化钾转化硫酸钾结晶粒度的影响。实验结果表明:在25~55℃范围内,随着温度升高,硫酸钾晶体平均粒径增大;分时变温,在55℃转化60 min,然后在25℃降温60 min,可以使反应较为快速地达到平衡,减少溶解转化的时间,同时提高了硫酸钾的收率,改善了硫酸钾晶体的粒度分布;改变加料方式,先加入氯化钾,30 min后加入软钾镁矾,在25℃条件下转化结晶120 min,所得硫酸钾晶体的平均粒径比混合加料方式增大约1.9倍;选择特定时间添加晶种和缓慢加入原料,所得硫酸钾晶体的平均粒径显著增大。此研究结果对实际生产中的工艺优化、产品控制具有一定的指导意义。     

利用反应结晶制备大颗粒硫酸钾的研究

为解决国产硫酸钾粒度小的问题,采用软钾镁矾和氯化钾为原料,分别以不同的加料速率、搅拌速率、反应温度、加入晶种的量进行了反应结晶实验。研究结果表明,随加料速率的增大,硫酸钾晶体的成核速率和生长速率增大,产品平均粒径减小;随搅拌速率的增大,成核速率增大,生长速率减小,产品平均粒径减小;晶体成核速率和生长速率受温度影响较小;随着加入晶种量的增大,晶体成核速率先减小后增大,生长速率先增大后减小,并首次建立了硫酸钾反应结晶动力学模型。在优化条件下,实验产品的平均粒径最大可达394.3μm。     

一里坪硫酸镁亚型盐湖钾镁混盐转化-浮选中物相行为

加水比例及物相行为研究对硫酸镁亚型盐湖钾镁混盐转化制备软钾镁矾工艺具有重要意义。以柴达木盆地一里坪盐湖钾镁混盐为对象,采用"转化-浮选"法制备钾盐镁矾,研究了钾镁混盐初始及转化产生的物相行为。结果表明,初始物相光卤石、水氯镁石溶解速率最快,分解得到新物相氯化钾。初始物相钾盐镁矾及其转化得到的新物相软钾镁矾,溶解转化速率次之,加水比例高于0.40时,速率趋于平缓。初始物相氯化钠溶解速率始终最低。转化过程中,氯化钾只发生溶解行为,并未与软钾镁矾反应生成新物相硫酸钾。转化实验结果与理论计算结果吻合度高,相对误差低于4%,利用介稳相图理论计算能够指导钾镁混盐转化。同时,正浮选捕收剂对含钾物相的捕收吸附能力强于反浮选,钾的总收率达到66%。     

一里坪硫酸镁亚型盐湖钾镁混盐转化-浮选中物相行为

加水比例及物相行为研究对硫酸镁亚型盐湖钾镁混盐转化制备软钾镁矾工艺具有重要意义。以柴达木盆地一里坪盐湖钾镁混盐为对象，采用“转化-浮选”法制备钾盐镁矾，研究了钾镁混盐初始及转化产生的物相行为。结果表明，初始物相光卤石、水氯镁石溶解速率最快，分解得到新物相氯化钾。初始物相钾盐镁矾及其转化得到的新物相软钾镁矾，溶解转化速率次之，加水比例高于0.40时，速率趋于平缓。初始物相氯化钠溶解速率始终最低。转化过程中，氯化钾只发生溶解行为，并未与软钾镁矾反应生成新物相硫酸钾。转化实验结果与理论计算结果吻合度高，相对误差低于4%，利用介稳相图理论计算能够指导钾镁混盐转化。同时，正浮选捕收剂对含钾物相的捕收吸附能力强于反浮选，钾的总收率达到66%。     

硫酸镁亚型卤水制取硫酸钾完成中间试验

新疆罗布泊钾盐科技开发有限责任公司近日完成了现场变温条件下兑卤蒸发路线试验 ,进行制取高质量钾盐镁矾型钾混盐和光卤石型钾混盐的研究 ;钾盐镁矾型钾混盐转化、富集制取优质软钾镁矾中间试验 ;光卤石型钾混盐分解浮选生产氯化钾中间试验 ;由软钾镁矾、氯化钾经盐田法制取硫酸钾 (ＬＢＰ - 0 1工艺 )和装置法生产硫酸钾 (ＬＢＰ - 0 2工艺 )的产品化研究。通过中间试验 ,搞清了罗布泊卤水在自然条件下的蒸发路线 ,确定了制取高质量钾混盐较佳的工艺方法 ;解决了罗布泊卤水生产氯化钾的难题 ,从而解决了其氯化钾原料供应的难题 ;以罗布泊…     

软钾镁矾在乙醇-水和甲醇-水混合溶剂中的结晶特性

采用湿渣法系统地测定了软钾镁矾在乙醇-水和甲醇-水混合溶剂中的相平衡数据,利用电导率法确定了其在水中的超溶解度及结晶介稳区,考察了温度、搅拌速率和降温速率对介稳区的影响. 结果表明,35℃下,软钾镁矾在两混合溶剂中的溶解度随其中乙醇和甲醇比例增大而减小,当乙醇:水或甲醇:水为1:1(j)时,软钾镁矾溶解度接近0,且相同配比的混合溶剂中,甲醇-水溶液中K2SO4的结晶区比乙醇-水溶液中大;在实验范围内,软钾镁矾的介稳区宽度随降温速率由15℃/h增至35℃/h而由0.40%增至1.48%(w,以软钾镁矾计,下同),随搅拌速率由250 r/min增至460 r/min而由1.54%降至1.04%,随温度由25℃升至35℃而由1.61%降至1.24%.     

两种硫酸盐高温转化试验研究

本文结合水盐体系相图,对不纯净钾盐镁矾55℃转化水量和不纯净软钾镁矾55℃洗涤水量进行了研究,经与低温条件(25℃或35℃)转化(洗涤)产品对比发现,不纯净钾盐镁矾转化受温度影响较明显,温度对不纯净软钾镁矾洗涤效果影响不大,但温度对转化(洗涤)产品粒径有较大影响,升高温度有助于增大产品粒径。     

KCl+K_2B_4O_7+H_2O三元体系348K稳定相平衡研究

采用等温溶解平衡法对川西平落坝地下卤水三元子体系KCl+K2B4O7+H2O进行研究,测定该体系平衡液相的溶解度及物化性质(密度、折光率)。结果表明:该三元体系属简单共饱型,无复盐或固溶体形成;平衡相图中单变度曲线AE和BE对应的平衡固相分别为K2B4O7.4H2O和KCl。对比该体系298 K和348 K稳定相图:氯化钾、硼酸钾结晶形式相同;在348 K下氯化钾的结晶区明显增大而硼酸钾的结晶区明显减小;随温度的升高,氯化钾对硼酸钾的盐析作用增强。     

硫酸镁型光卤石转化钾盐镁矾的过程机制与动态规律

硫酸镁的存在影响光卤石矿加工的钾盐收率和产品质量。通过对一里坪盐湖硫酸镁型光卤石进行等温不完全分解实验,研究了钾盐分解转化机制和动态特征,并建立了钾盐转化过程的动态模型。结果表明：（1）硫酸镁型光卤石在加水过程迅速分解,而经过3~4 h诱导期,氯化钾与硫酸镁会逐渐转化为钾盐镁矾,经过50 h系统达到平衡,总钾量的近55%转化为钾盐镁矾,约20%溶于分解液,仅25%以固相氯化钾存在;（2）转化过程中,如有硫酸镁水合物存在,会出现“固、液相点不动的介稳态”假象,而实际上是氯化钾和硫酸镁水合物转化为钾盐镁矾的动态过程,当固相硫酸镁水合物缺失,液相点会向氯化钠、氯化钾、钾盐镁矾、光卤石的四盐共饱点移动;（3）钾盐镁矾生成的动力学方程的反应推动力（离子活度积与共饱点活度积之差）级数为1.5,产物存量的影响指数为2/3,反应速率常数为3.907×10^-4 mol^1/3·min^-1,动力学方程与全组分物料方程构成了动态模型,可量化表达转化过程中任意时刻固液混合体系的状态。这一研究结果对改善盐湖钾资源利用过程具有重要指导意义。     

脱除软钾镁矾中氯化钠的试验研究

盐湖卤水生产软钾镁矾过程中会产生氯化钠,而氯化钠会严重影响软钾镁矾转化成硫酸钾过程中钾的收率,必须予以去除。通过对脱除软钾镁矾中氯化钠的试验研究,结果表明合理控制洗涤过程中的工艺条件可有效降低氯化钠含量,氯化钠脱除率可达87%,极大地改善了软钾镁矾精矿的质量。     

硫酸镁型光卤石转化钾盐镁矾的过程机制与动态规律

硫酸镁的存在影响光卤石矿加工的钾盐收率和产品质量。通过对一里坪盐湖硫酸镁型光卤石进行等温不完全分解实验,研究了钾盐分解转化机制和动态特征,并建立了钾盐转化过程的动态模型。结果表明：(1)硫酸镁型光卤石在加水过程迅速分解,而经过3～4 h诱导期,氯化钾与硫酸镁会逐渐转化为钾盐镁矾,经过50 h系统达到平衡,总钾量的近55%转化为钾盐镁矾,约20%溶于分解液,仅25%以固相氯化钾存在;(2)转化过程中,如有硫酸镁水合物存在,会出现“固、液相点不动的介稳态”假象,而实际上是氯化钾和硫酸镁水合物转化为钾盐镁矾的动态过程,当固相硫酸镁水合物缺失,液相点会向氯化钠、氯化钾、钾盐镁矾、光卤石的四盐共饱点移动;(3)钾盐镁矾生成的动力学方程的反应推动力(离子活度积与共饱点活度积之差)级数为1.5,产物存量的影响指数为2/3,反应速率常数为3.907×10^-4mol^1/3·min^-1,动力学方程与全组分物料方程构成了动态模型,可量化表达转化过程中任意时刻固液混合体系的状态。这一研究结果对改善盐湖钾资源利用过程具有重要指导意义。     

利用钾混盐制备光卤石的研究

通过对Na⁺、K⁺、Mg²⁺//Cl^-、SO₄^2--H₂O五元体系相图理论和数据的分析,提出了一种处理软钾镁矾和钾盐镁矾这2种钾复盐的新方法。在高温条件下（100 ℃）对软钾镁矾和钾盐镁矾进行转化,在低温条件下（15 ℃）析出光卤石,光卤石再分解可以生产氯化钾。在高温转化和低温冷却分别为75 ℃和25 ℃的条件下,结合查波错盐湖（硫酸钠亚型）秋季卤水钾混盐进行实验研究。结果表明,整个转化过程中钾的转化率可达80％左右,该工艺的可行性得到证实。     

硫酸钾镁肥研发现状与发展前景

介绍了硫酸钾镁肥(无水钾镁矾、软钾镁矾)的历史简况、成矿过程、资源储量、产品标准、生产企业和生产能力,对用无水钾镁矾、盐湖卤水、制盐苦卤等制取硫酸钾镁肥的研发进展进行了评述,并展望了硫酸钾镁肥的发展前景.     

软钾镁矾结晶实验研究

本文主要介绍通过二次转化制得的软钾镁矾,用热溶冷结晶的方法,在有表面活性剂及晶种存在的条件下,制取大颗粒软钾镁钒产品的实验过程。     

以硫酸镁和氯化钾为原料制取硫酸钾副产氯化镁工艺路线的确定

本文从理论上分析论述了以硫酸镁和氯化钾为原料生产硫酸钾和软钾镁矾副产氯化镁的不同工艺过程,给出了各种工艺路线产品的技术经济指标。     

一种生产大颗粒软钾镁矾的工艺研究

以细颗粒的软钾镁矾为原料,研究了热溶冷结晶法生产大颗粒软钾镁矾的影响因素。本文探索了热溶加水量、热溶温度、热溶时间、母液加入量等条件对大颗粒软钾镁矾粒径的影响。     

利用西台吉乃尔盐湖卤水在小盐田进行制取软钾镁矾的工艺研究

以西台吉乃尔盐湖卤水为原料,通过日晒蒸发在盐田直接生产高质量的软钾镁矾的工艺是否可行,探讨盐田各物相控制点的工艺参数,采用多段结晶条件下,在软钾镁矾区段中常温下进行固液分离,一次转化收率在35%~45%之间,循环收率接近于80%。     

热溶冷结晶法制取硫酸钾镁肥的实验研究

采用西台吉乃尔盐湖卤水利用大盐田生产日晒得到的钾、硫混盐矿作为原料,通过热溶冷结晶工艺制取无药剂污染的硫酸钾镁肥。结果表明：热溶冷结晶法制取硫酸钾镁肥工艺可行,原矿硫钾质量比和原矿粒度、热溶过程中热溶温度和时间、冷结晶过程冷却时间和温度等因素是影响系统钾收率的主要条件,并通过不同原矿粒度、热溶溶剂及不同混合比例、转化液加入量、热溶温度、时间及冷结晶时间、温度等单因素实验得到最佳实验条件。     

高镁溶液对光卤石分解影响的初步研究

光卤石分解过程中,氯化钠在最初低镁的溶液中溶解很快,但随着分解过程的进行,由于氯化镁的溶解速率很快,从而使分解液中氯化钠的饱和度减小,最终使先前溶解的氯化钠又重新结晶析出,这对氯化钾从溶液中结晶析出产生影响。针对这个问题,通过相图计算和分析,加入不同浓度的氯化镁溶液,研究高镁溶液对光卤石分解的影响。结果表明：高镁溶液的加入使钾收率提高近1.1%,分解完后细粒氯化钠的质量分数降低近30%,光卤石分解转化收率提高约1.2%。     

硫酸钠与氯化钾制备硫酸钾实验研究

为改进硫酸钠与氯化钾复分解法生产硫酸钾工艺,提高硫酸钾产品的纯度和产率,以工业级硫酸钠（纯度≥99.31%）和工业级氯化钾（纯度≥97.42%）为原料,进行了钾芒硝和硫酸钾制备条件的研究。探究了水添加量、反应时间对钾芒硝、硫酸钾的纯度和产率的影响。得到硫酸钠与氯化钾复分解法生产硫酸钾适宜的工艺条件：以100 g氯化钾和106.01 g硫酸钠在298 K条件下反应,制备钾芒硝的较优的水添加量为218.60 g,反应时间为2 h;复分解母液蒸发得到氯化钠的较优蒸发水量为理论蒸发水量的110%;钾芒硝制备硫酸钾的较优的水添加量为322.06 g,较优反应时间为2 h。制备的硫酸钾中水溶性氧化钾的质量分数为52.74%,氯离子质量分数为1.31%,达到GB/T 20406—2017《农业用硫酸钾》中水盐体系粉末结晶状优等品的技术要求。