钾盐生产—兑卤法.ppt

制盐与盐化制盐与盐化工艺工艺化工工艺化工工艺钾盐生产钾盐生产主讲：陈丽芳主讲：陈丽芳#科技大学科技大学海洋科学与工程学院海洋科学与工程学院制盐与盐化制盐与盐化工艺工艺钾盐的主要品种：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：#察尔汗、#罗布泊等含钾地下卤水：#、#江陵等地海水系统：海水中含钾量占第六位、含量为0.33g/L制盐与盐化制盐与盐化工艺工艺 苦卤是在晒盐过程中最后甩出的母液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随着水分的不断蒸发,KCl得到富集得到富集,再经过再经过复晒复晒,一般含一般含KCl量可达量可达25g/l以上以上,是海水中是海水中KCl含量的含量的70倍倍,我国每年生产海盐我国每年生产海盐3000万吨以上万吨以上,每产每产1吨原盐相应排出吨原盐相应排出300Be的苦卤为的苦卤为0.8m3左右左右,由于渗透和输送过程等由于渗透和输送过程等损失损失,我国每年的苦卤产量约为：我国每年的苦卤产量约为：2000万万m3,是提取钾盐的重要资源之一是提取钾盐的重要资源之一. 苦卤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. 第一节第一节第一节第一节 海盐苦卤生产氯化钾海盐苦卤生产氯化钾海盐苦卤生产氯化钾海盐苦卤生产氯化钾制盐与盐化制盐与盐化工艺工艺 苦卤的组成苦卤的组成 一、苦卤的性质一、苦卤的性质一、苦卤的性质一、苦卤的性质含量 苦卤的粘度苦卤的粘度苦卤的比热容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： 60110NaClg/L20256075150180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. 制盐与盐化制盐与盐化工艺工艺苦卤的沸点苦卤的沸点苦卤的苦卤的PH值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7.07.4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. 0Be51015202530323436沸点/100.4101.6103.2105.1107.4111.0115.3121.4129制盐与盐化制盐与盐化工艺工艺 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二、苦卤中主要盐类的分离理论二、苦卤中主要盐类的分离理论二、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制盐与盐化制盐与盐化工艺工艺 如何确定苦卤生产氯化钾的流程？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已知原料组成制盐与盐化制盐与盐化工艺工艺 苦苦苦苦卤卤卤卤低低低低温温温温蒸蒸蒸蒸发发发发0 0 0 0相相相相图图图图分分分分析析析析Eps：MgSO47H2OCar：KClMgCl26H2OBis：MgCl26H2O1、相图分析析盐规律制盐与盐化制盐与盐化工艺工艺苦卤低温蒸发苦卤低温蒸发苦卤低温蒸发苦卤低温蒸发0 0相图分析结果相图分析结果相图分析结果相图分析结果阶段体系点液相点固相点过程情况一MNaCl析出二MMLSNaCl、MgSO47H2O析出三MLE0S S1NaCl、MgSO47H2O、KCl析出四ME0S1 S2NaCl、MgSO47H2O、Car析出,KCl溶解（溶完）五ME0 E1S2 S3NaCl、MgSO47H2O、Car析出六ME1S3 MNaCl、MgSO47H2O、Car析出制盐与盐化制盐与盐化工艺工艺苦卤低温蒸发苦卤低温蒸发苦卤低温蒸发苦卤低温蒸发0 0相图分析结论：相图分析结论：相图分析结论：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.制盐与盐化制盐与盐化工艺工艺 苦苦苦苦卤卤卤卤常常常常温温温温蒸蒸蒸蒸发发发发2 25 5相相相相图图图图分分分分析析析析Eps：MgSO47H2OHex： MgSO46H2OPen：MgSO45H2OTet：MgSO44H2OKai：KClMgSO43H2OCar： KClMgCl26H2OBis:MgCl26H2O制盐与盐化制盐与盐化工艺工艺 苦卤低温蒸发苦卤低温蒸发苦卤低温蒸发苦卤低温蒸发2525相图分析结果相图分析结果相图分析结果相图分析结果阶段体系点液相点固相点过程情况一MNaCl析出二MMASnNaCl、Eps析出三MAOSn 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，其它盐不参与制盐与盐化制盐与盐化工艺工艺苦卤低温蒸发苦卤低温蒸发苦卤低温蒸发苦卤低温蒸发2525相图分析结果相图分析结果相图分析结果相图分析结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MSUS3 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析出制盐与盐化制盐与盐化工艺工艺苦卤常温蒸发苦卤常温蒸发苦卤常温蒸发苦卤常温蒸发2525相图分析结论：相图分析结论：相图分析结论：相图分析结论： 苦卤在常温蒸发时没有氯化钾单独析出,但有两种含钾复盐Kai和Car析出,且kai最后完全转化为Car.制盐与盐化制盐与盐化工艺工艺 苦苦苦苦卤卤卤卤高高高高温温温温蒸蒸蒸蒸发发发发1 11 10 0相相相相图图图图分分分分析析析析制盐与盐化制盐与盐化工艺工艺 3 3、苦卤高温蒸发、苦卤高温蒸发、苦卤高温蒸发、苦卤高温蒸发110110相图分析相图分析相图分析相图分析2 2苦苦卤卤高温蒸高温蒸发过发过程析程析盐规盐规律律110110阶段体系点液相点固相点过程情况一MMNaCl析出二MMLM1NaCl、MgSO4H2O共析三MLE1M1S1NaCl、MgSO4H2O、Car共析四ME1（蒸干）S1 MNaCl、MgSO4H2O、Car、Bis共析结论结论：苦：苦卤卤在高温等温蒸在高温等温蒸发过发过程中程中, ,没有没有KClKCl析出析出, ,只有只有KClMgCl26H2OKClMgCl26H2O光光卤卤石一种含石一种含钾钾复复盐盐析出析出. .制盐与盐化制盐与盐化工艺工艺苦卤高温蒸发苦卤高温蒸发苦卤高温蒸发苦卤高温蒸发110110相图分析结论：相图分析结论：相图分析结论：相图分析结论： 苦卤在高温蒸发时没有氯化钾单独析出,只有一种含钾复盐Car析出,且析盐具有明显的阶段性.制盐与盐化制盐与盐化工艺工艺相图分析结论：相图分析结论：低温低温0相图分析结论：相图分析结论： 苦卤在低温蒸发到某一阶段后苦卤在低温蒸发到某一阶段后,虽有虽有KCl结晶析出伴随着大量结晶析出伴随着大量NaCl和和MgSO47H2O析出析出,继续蒸发时继续蒸发时KCl溶解溶解,苦卤中的苦卤中的KCl主主要是以光卤石的形式析出要是以光卤石的形式析出.常温常温25相图分析结论：相图分析结论：苦卤在常温蒸发时没有苦卤在常温蒸发时没有KCl析出析出,只有钾盐镁矾和光卤石两种含钾复只有钾盐镁矾和光卤石两种含钾复盐析出盐析出,而且随着蒸发过程的继续进行析出的钾盐镁矾又完全溶解而且随着蒸发过程的继续进行析出的钾盐镁矾又完全溶解,最后以光卤石形式析出最后以光卤石形式析出. 高温高温100相图分析结论：相图分析结论：苦卤在高温等温蒸发过程中苦卤在高温等温蒸发过程中,没有没有KCl析出析出,只有只有KClMgCl26H2O光卤石一种含钾复盐析出光卤石一种含钾复盐析出. 制盐与盐化制盐与盐化工艺工艺 相图分析总结论：相图分析总结论： 综上所述综上所述,低温低温0、常温、常温25以及高温以及高温110几种温度下的相图分析可知：几种温度下的相图分析可知：在不同温度下进行等温蒸发在不同温度下进行等温蒸发,其析盐规律各不相同其析盐规律各不相同.KCl只有在只有在0蒸发时与其它盐一起析出蒸发时与其它盐一起析出,而在其他情况下均而在其他情况下均以含钾复盐的形式析出以含钾复盐的形式析出,其复盐有其复盐有Kai、Car两种两种,但最后都转但最后都转化成光卤石化成光卤石.制盐与盐化制盐与盐化工艺工艺1 1苦苦卤卤常温蒸常温蒸发实验发实验：苦：苦卤卤常温蒸常温蒸发实验结发实验结果果见见下表和下表和图图：0Be/固相组成（%）NaClMgCl2MgSO4KClH2O30/300000030.8/3090.71.270.770.037.2532.08/3089.01.570.910.078.3332.8/3088.71.721.050.128.6633.97/30.533.97/30.588.01.961.100.128.8334.6/30.580.51.835.695.690.1011.9535.12/29.935.12/29.959.81.7617.540.630.6322.2036.12/30.536.12/30.546.93.453.4521.755.675.6722.6637.28/3044.14.8521.106.4333.8038.22/3043.75.1820.806.5824.0038.90/3043.55.3720.606.8124.012、苦卤中主要盐类分离的科学试验制盐与盐化制盐与盐化工艺工艺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NaClMgCl2MgSO4KClNaClMgCl2MgSO4KClH2O30/301.00120.76147.0477.4120.5300000030.8/300.885103.07166.6386.6123.0023.290.981.270.770.037.2532.08/300.79085.80188.6495.4025.1429.187.731.821.110.119.2332.8/300.72671.25204.07103.2426.7517.186.082.171.320.2310.2033.97/300.66653.09221.38111.8829.4916.785.372.851.650.169.9734.6/300.61541.62239.65113.27113.2733.3420.448.771.2824.。