大柴旦湖水强制蒸发工艺的研究

大柴旦湖水强制蒸发工艺的研究

0大柴旦地区资源丰富大柴旦盐湖是集钾、硼、钾、固液于一体的综合矿床。该矿床由湖泊化学沉积矿、湖沼沉积矿、晶间卤水矿和地表湖水矿组成。卤水中赋存有钠、钾、镁、硼、锂等资源,其中钾的储量在200多万t。近年来,由于大柴旦的快速发展,导致气温日较差和平均风速减小,周边茂密的草原也减小了蒸发量,同时,雨水的增多也限制了自然蒸发的效果。为了更好地开发卤水资源,宜采用强制蒸发的手段来加快卤水结晶。大柴旦地区煤炭资源丰富,湖区附近共有3个煤矿:一是位于大柴旦西约45km的鱼卡煤矿,长焰煤储量约3605万t;二是位于大柴旦镇东北约20km的大头羊煤矿,无烟煤储量1380万t;三是位于大柴旦东42km的绿草山煤矿,气煤储量1678万t。丰富的煤炭资源为强制蒸发工艺的运用奠定了良好的能源基础。1效蒸发器蒸发盐田晒至光卤石点的原料卤水(E卤)依次进入二效预热器、二效蒸发器、一效预热器、一效蒸发器。先往一效蒸发器内送入0.6MPa的蒸汽,由一效蒸发器蒸发室产生的二次蒸汽进入二效蒸发器,而由二效蒸发器产生的蒸汽则进入冷凝器冷凝排出,形成二效蒸发器的负压。蒸发器内卤水在温差的作用下反复循环,热交换通过加热室的加热管进行,卤水每循环一次约升温1～2℃,升温后的卤水通过中央循环管循环到蒸发室液面蒸发沸腾,使NaCl及MgSO4等杂质结晶析出。二效蒸发器转入一效蒸发器的卤水温度控制在88℃左右,一效蒸发器加热至卤水温度约126℃时蒸发完成液进入保温沉降器。整个过程连续进行。2结晶杂质调压来自一效蒸发器约126℃的蒸发完成液进入保温沉降器,保温温度在100～105℃,NaCl、MgSO4等结晶杂质靠重力沉降到底部,达到一定的固液比后,进入高温盐离心机,甩干脱卤后的高温盐经调浆送往盐田。上层澄清液溢流进入澄清液槽,然后经澄清液泵送往一段真空结晶器。3光卤石料浆的制备澄清液进入一段真空结晶器,料液在循环泵的推动下反复循环,通过中央循环管到达蒸发室液面而减压闪蒸,产生的蒸汽进入混合冷凝器,经冷凝后排入水封池中。冷却降温后的料液进入二段真空结晶器,进一步减压闪蒸,温度降低到50℃左右,绝大部分氯化钾以光卤石的形式析出,析出光卤石的料浆经光卤石料浆泵送至光卤石沉降器。光卤石料浆靠重力沉降到底部,达到一定的固液比后,排入光卤石浆槽,然后用泵送入光卤石离心机,甩干后的光卤石经调浆送往控速分解结晶器,上层澄清母液溢流进入兑卤器。4粗钾沉降器粗钾洗涤剂槽光卤石由调浆槽调浆后,经流量装置计量,进入控速分解结晶器,由仪表控制一定的加水量,进行控速分解反应。反应后生成的氯化钾结晶进入反应器循环区,粒度不断增大,达到一定粒度后沉降于分解结晶器底部,然后由底部排出,经结晶器底流泵送入粗钾沉降器,粗钾靠重力沉降到底部,达到一定的固液比后,送入粗钾槽,再泵入粗钾离心机,甩干后的粗钾送往粗钾洗涤槽。控速分解结晶器的细晶由结晶器上部溢流排入结晶器循环槽,加入淡水溶解后经结晶器循环泵送回控速分解结晶器循环使用;多余部分母液与粗钾沉降器溢流液一起进入母液槽,经母液泵送至分解母液槽,返回蒸发系统。5氯化钾分离纯化粗钾进入粗钾洗涤槽,加入干燥尾气洗涤回收来的KCl溶液,经精钾料浆泵送往精钾增稠器增稠后进入精钾离心机进行固液分离,即获得氯化钾品位>95%(干基),粒径达0.3mm的湿精钾。离心机甩后液送至细晶沉降器,细精钾沉降到其底部,达到一定的固液比后,排放到粗钾洗涤槽,上部澄清液溢流进入控速分解结晶器。6沉降、蒸发法光卤石分离时的母液温度较高,为了充分利用这部分卤水,将其与E卤兑卤后进入盐田沉降、蒸发,固体采收后送至浮选车间。液体经反复循环后,富集硼锂,留待进一步开发。7试验数据蒸发各阶段数据见表1。8本方法的优越性强制蒸发生产氯化钾的试验结果表明:采用的工艺技术路线是可行的,产品是合格的。a.本方法适用于高原靠近燃料处,同时蒸发量小的地区。配套日晒盐田,可缩短结晶时间,解决了单纯靠天吃饭的弊端。b.采用本方法可获得KCl质量分数大于95.0%的优质氯化钾产品。c.蒸发产生的老卤经过兑卤和盐田降温,产生大量的光卤石与盐,可用浮选法回收。d.本方法也加快了老卤的循环和富集,为提取