大柴旦湖水強制蒸發(fā)工藝的研究

大柴旦湖水強制蒸發(fā)工藝的研究

0大柴旦地區(qū)資源豐富大柴旦鹽湖是集鉀、硼、鉀、固液于一體的綜合礦床。該礦床由湖泊化學(xué)沉積礦、湖沼沉積礦、晶間鹵水礦和地表湖水礦組成。鹵水中賦存有鈉、鉀、鎂、硼、鋰等資源,其中鉀的儲量在200多萬t。近年來,由于大柴旦的快速發(fā)展,導(dǎo)致氣溫日較差和平均風(fēng)速減小,周邊茂密的草原也減小了蒸發(fā)量,同時,雨水的增多也限制了自然蒸發(fā)的效果。為了更好地開發(fā)鹵水資源,宜采用強制蒸發(fā)的手段來加快鹵水結(jié)晶。大柴旦地區(qū)煤炭資源豐富,湖區(qū)附近共有3個煤礦:一是位于大柴旦西約45km的魚卡煤礦,長焰煤儲量約3605萬t;二是位于大柴旦鎮(zhèn)東北約20km的大頭羊煤礦,無煙煤儲量1380萬t;三是位于大柴旦東42km的綠草山煤礦,氣煤儲量1678萬t。豐富的煤炭資源為強制蒸發(fā)工藝的運用奠定了良好的能源基礎(chǔ)。1效蒸發(fā)器蒸發(fā)鹽田曬至光鹵石點的原料鹵水(E鹵)依次進入二效預(yù)熱器、二效蒸發(fā)器、一效預(yù)熱器、一效蒸發(fā)器。先往一效蒸發(fā)器內(nèi)送入0.6MPa的蒸汽,由一效蒸發(fā)器蒸發(fā)室產(chǎn)生的二次蒸汽進入二效蒸發(fā)器,而由二效蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽則進入冷凝器冷凝排出,形成二效蒸發(fā)器的負(fù)壓。蒸發(fā)器內(nèi)鹵水在溫差的作用下反復(fù)循環(huán),熱交換通過加熱室的加熱管進行,鹵水每循環(huán)一次約升溫1～2℃,升溫后的鹵水通過中央循環(huán)管循環(huán)到蒸發(fā)室液面蒸發(fā)沸騰,使NaCl及MgSO4等雜質(zhì)結(jié)晶析出。二效蒸發(fā)器轉(zhuǎn)入一效蒸發(fā)器的鹵水溫度控制在88℃左右,一效蒸發(fā)器加熱至鹵水溫度約126℃時蒸發(fā)完成液進入保溫沉降器。整個過程連續(xù)進行。2結(jié)晶雜質(zhì)調(diào)壓來自一效蒸發(fā)器約126℃的蒸發(fā)完成液進入保溫沉降器,保溫溫度在100～105℃,NaCl、MgSO4等結(jié)晶雜質(zhì)靠重力沉降到底部,達(dá)到一定的固液比后,進入高溫鹽離心機,甩干脫鹵后的高溫鹽經(jīng)調(diào)漿送往鹽田。上層澄清液溢流進入澄清液槽,然后經(jīng)澄清液泵送往一段真空結(jié)晶器。3光鹵石料漿的制備澄清液進入一段真空結(jié)晶器,料液在循環(huán)泵的推動下反復(fù)循環(huán),通過中央循環(huán)管到達(dá)蒸發(fā)室液面而減壓閃蒸,產(chǎn)生的蒸汽進入混合冷凝器,經(jīng)冷凝后排入水封池中。冷卻降溫后的料液進入二段真空結(jié)晶器,進一步減壓閃蒸,溫度降低到50℃左右,絕大部分氯化鉀以光鹵石的形式析出,析出光鹵石的料漿經(jīng)光鹵石料漿泵送至光鹵石沉降器。光鹵石料漿靠重力沉降到底部,達(dá)到一定的固液比后,排入光鹵石漿槽,然后用泵送入光鹵石離心機,甩干后的光鹵石經(jīng)調(diào)漿送往控速分解結(jié)晶器,上層澄清母液溢流進入兌鹵器。4粗鉀沉降器粗鉀洗滌劑槽光鹵石由調(diào)漿槽調(diào)漿后,經(jīng)流量裝置計量,進入控速分解結(jié)晶器,由儀表控制一定的加水量,進行控速分解反應(yīng)。反應(yīng)后生成的氯化鉀結(jié)晶進入反應(yīng)器循環(huán)區(qū),粒度不斷增大,達(dá)到一定粒度后沉降于分解結(jié)晶器底部,然后由底部排出,經(jīng)結(jié)晶器底流泵送入粗鉀沉降器,粗鉀靠重力沉降到底部,達(dá)到一定的固液比后,送入粗鉀槽,再泵入粗鉀離心機,甩干后的粗鉀送往粗鉀洗滌槽?？厮俜纸饨Y(jié)晶器的細(xì)晶由結(jié)晶器上部溢流排入結(jié)晶器循環(huán)槽,加入淡水溶解后經(jīng)結(jié)晶器循環(huán)泵送回控速分解結(jié)晶器循環(huán)使用;多余部分母液與粗鉀沉降器溢流液一起進入母液槽,經(jīng)母液泵送至分解母液槽,返回蒸發(fā)系統(tǒng)。5氯化鉀分離純化粗鉀進入粗鉀洗滌槽,加入干燥尾氣洗滌回收來的KCl溶液,經(jīng)精鉀料漿泵送往精鉀增稠器增稠后進入精鉀離心機進行固液分離,即獲得氯化鉀品位>95%(干基),粒徑達(dá)0.3mm的濕精鉀。離心機甩后液送至細(xì)晶沉降器,細(xì)精鉀沉降到其底部,達(dá)到一定的固液比后,排放到粗鉀洗滌槽,上部澄清液溢流進入控速分解結(jié)晶器。6沉降、蒸發(fā)法光鹵石分離時的母液溫度較高,為了充分利用這部分鹵水,將其與E鹵兌鹵后進入鹽田沉降、蒸發(fā),固體采收后送至浮選車間。液體經(jīng)反復(fù)循環(huán)后,富集硼鋰,留待進一步開發(fā)。7試驗數(shù)據(jù)蒸發(fā)各階段數(shù)據(jù)見表1。8本方法的優(yōu)越性強制蒸發(fā)生產(chǎn)氯化鉀的試驗結(jié)果表明:采用的工藝技術(shù)路線是可行的,產(chǎn)品是合格的。a.本方法適用于高原靠近燃料處,同時蒸發(fā)量小的地區(qū)。配套日曬鹽田,可縮短結(jié)晶時間,解決了單純靠天吃飯的弊端。b.采用本方法可獲得KCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于95.0%的優(yōu)質(zhì)氯化鉀產(chǎn)品。c.蒸發(fā)產(chǎn)生的老鹵經(jīng)過兌鹵和鹽田降溫,產(chǎn)生大量的光鹵石與鹽,可用浮選法回收。d.本方法也加快了老鹵的循環(huán)和富集,為提取