王迪，陳世祥，張金娜

(天津長(zhǎng)蘆海晶集團(tuán)有限公司濱海新區(qū)第三分公司，天津300457)

近兩年來(lái)，天津長(zhǎng)蘆海晶集團(tuán)有限公司濱海新區(qū)第三分公司（以下簡(jiǎn)稱第三分公司）針對(duì)氯化鉀產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中遇到的諸多問(wèn)題，在原料、工藝、設(shè)備及管理制度等多方面進(jìn)行了改進(jìn)，從而一定程度上提高了氯化鉀產(chǎn)品的收率，本文主要介紹了在提高氯化鉀收率過(guò)程中所遇到的問(wèn)題點(diǎn)及采取的措施。

1 限制氯化鉀收率的最主要原因分析

1.1 生產(chǎn)流程簡(jiǎn)述

第三分公司氯化鉀的生產(chǎn)流程見(jiàn)圖1，采用兌鹵法生產(chǎn)氯化鉀，該工藝以鹽田苦鹵為原料，按一定比例摻兌生產(chǎn)過(guò)程中的提鉀母液(濃厚鹵),通過(guò)高溫濃縮及冷卻結(jié)晶, 得到中間產(chǎn)品光鹵石(KCl·MgCl2·6H2O)；再將光鹵石分解洗滌，制得產(chǎn)品氯化鉀。生產(chǎn)工藝流程分為兌鹵、蒸發(fā)、保溫沉降、冷卻結(jié)晶和分解洗滌等五個(gè)工序。通過(guò)用蒸汽加熱使鹵水蒸發(fā)濃縮，在蒸發(fā)出水份的同時(shí)，分離出氯化鈉、高溫鹽及光鹵石等固體，鹵水得到濃縮。氯化鈉以二效鹽形式出售，光鹵石生產(chǎn)氯化鉀，光鹵石母液（濃厚鹵）作為生產(chǎn)氯化鎂的原料生產(chǎn)六水氯化鎂。

圖1 氯化鉀生產(chǎn)工藝流程方框圖

1.2 影響收率主要原因分析

氯化鉀產(chǎn)品的收率受生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行效率、操作人員的能力水平、原料鹵水質(zhì)量及制度管控等多方面因素影響，本文針對(duì)第三分公司在氯化鉀生產(chǎn)過(guò)程中遇到的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行原因分析和討論。

1.2.1 原料鹵水質(zhì)量

氯化鉀生產(chǎn)的原料為苦鹵，主要含氯化鉀、氯化鎂、氯化鈉、硫酸鎂和硫酸鈣，其中氯化鉀和氯化鎂含量越高，對(duì)氯化鉀的生產(chǎn)越有利，由于第三分公司氯化鉀的生產(chǎn)采用兌鹵法，所以苦鹵中氯化鎂含量的高低對(duì)氯化鉀收率有著一定影響。第三分公司（原化工廠）2011 年苦鹵平均含氯化鉀30.65g/L，含氯化鎂164.65 g/L，2012 年苦鹵平均含氯化鉀30.28g/L，含氯化鎂161.28 g/L，2013 年苦鹵平均含氯化鉀30.49g/L，含氯化鎂162.38 g/L，根據(jù)復(fù)曬工區(qū)實(shí)際生產(chǎn)能力，鹵水質(zhì)量仍有進(jìn)一步提升空間。

1.2.2 保溫沉降效果

保溫沉降器運(yùn)行效果差，保溫沉降器沒(méi)有充分發(fā)揮對(duì)蒸發(fā)完成液的沉降分離作用，主要原因有兩點(diǎn)：一是沉降器的溢流圈水平度較差，澄清液在溢流時(shí)會(huì)偏向沉降器的一側(cè)，溢流面積不夠且偏流端的另一側(cè)積鹽嚴(yán)重。二是由于苦鹵質(zhì)量的提高，在蒸發(fā)工序操作不變的情況下，單位時(shí)間內(nèi)排出的蒸發(fā)完成液增多，進(jìn)入到保溫沉降器的料液流速增大，現(xiàn)有的直徑15m 的保溫沉降器無(wú)法滿足正常的沉降過(guò)程。以上兩點(diǎn)導(dǎo)致溢流的清液中雜質(zhì)鹽含量大幅增加，降低光鹵石質(zhì)量，從而導(dǎo)致分解工序在光鹵石分解洗滌過(guò)程中要加入更多的水來(lái)溶解氯化鈉和一水硫酸鎂等雜質(zhì)鹽，分解洗滌加入的水越多，這一過(guò)程溶解損失的氯化鉀也就越多，從而降低了氯化鉀的收率。

1.2.3 高溫鹽中氯化鉀的回收

保溫沉降器在固液分離過(guò)程中，從沉降器錐底排出的高溫鹽中仍含有一定量的氯化鉀，該部分氯化鉀要通過(guò)過(guò)濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾回收。高溫鹽中含鉀量過(guò)高或者過(guò)濾機(jī)收鹵效率低都會(huì)造成氯化鉀收率降低。由于過(guò)濾機(jī)濾餅吹松區(qū)由鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的高壓吹風(fēng)壓力不足，造成局部濾餅未完全脫落而形成往復(fù)吸濾，濾餅層結(jié)成較密集的濾層，不僅導(dǎo)致過(guò)濾機(jī)生產(chǎn)運(yùn)行效率下降，同時(shí)也致使過(guò)濾阻力上升，吸濾效果下降，高溫鹽濾餅?zāi)敢汉浟繋Я吭龃?，影響了氯化鉀的總體收率。在濾餅吹松能力下降時(shí)，運(yùn)行中需用白水或苦鹵來(lái)沖洗轉(zhuǎn)鼓表面，以達(dá)到降低過(guò)濾阻力的目的，導(dǎo)致回收液的濃度下降,增加了產(chǎn)品能耗。

1.2.4 副生鹵的回收

氯化鉀在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)通過(guò)重力沉降、離心脫鹵等多項(xiàng)工藝進(jìn)行提純操作，產(chǎn)生的各種母液中還含有一定量的氯化鉀，需要對(duì)該部分母液進(jìn)行回收，稱之為副生鹵。副生鹵的質(zhì)量、回收率以及回收效果在一定程度上也會(huì)影響氯化鉀的收率。第三分公司使用副生鹵沉降器對(duì)回收的副生鹵進(jìn)行沉降分離，除去雜質(zhì)鹽，溢流的副生鹵清液在管道輸送過(guò)程中容易發(fā)生堵管現(xiàn)象，影響副生鹵的回收使用。

1.2.5 分解洗滌效率

光鹵石在冷卻結(jié)晶析出后，要在光鹵石沉降器中進(jìn)行固液分離，沉降是否充分直接影響光鹵石的質(zhì)量以及分解洗滌的效率。由于蒸發(fā)工序蒸發(fā)完成液過(guò)料速度較快，造成光鹵石沉降時(shí)間較短，光鹵石沉降不充分，光鹵石離心機(jī)需連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，但分離效率較低，產(chǎn)出的光鹵石質(zhì)量下降，分解洗滌過(guò)程中需要加較多的水來(lái)溶解雜質(zhì)氯化鈉和一水硫酸鎂，也會(huì)溶解掉一部分氯化鉀，造成氯化鉀收率下降，多加的水通過(guò)副生鹵回收的形式又重新回到蒸發(fā)工序兌鹵，增加了蒸發(fā)工序能耗。

2 提高氯化鉀收率的措施

2.1 提高進(jìn)罐鹵水質(zhì)量

第三分公司復(fù)曬工區(qū)通過(guò)合理分配復(fù)曬鹵池，優(yōu)化鹵水調(diào)配，不斷提升鹵水質(zhì)，2013 年～2017 年，鹵水質(zhì)量穩(wěn)步提升，達(dá)到一個(gè)較高水平，具體含量見(jiàn)表1，氯化鉀、氯化鎂含量上升，氯化鈉含量降低，蒸發(fā)效率提高，氯化鉀收率得到提高。

表1 氯化鉀生產(chǎn)原料鹵水質(zhì)量

2.2 提高保溫沉降器運(yùn)行效率

2.2.1 加強(qiáng)保溫沉降器溢流圈的清理

第三分公司保溫沉降器原溢流圈共有12 個(gè)人工清理孔，相鄰清理孔直徑間距較長(zhǎng)，在正常生產(chǎn)過(guò)程中容易積鹽且不易清理，在苦鹵質(zhì)量提高，15m 保溫沉降器運(yùn)行負(fù)荷不夠的情況下，積鹽的產(chǎn)生對(duì)氯化鉀收率的提高產(chǎn)生了不利影響。為解決此問(wèn)題，采取的措施是將人工清理孔開(kāi)孔數(shù)量加倍，減少積鹽清理死角。

2.2.2 保溫沉降器溢流圈找水平

找水平時(shí)，先通過(guò)在保溫沉降器內(nèi)灌滿水來(lái)模擬實(shí)際生產(chǎn)時(shí)物料對(duì)保溫沉降器承重鋼板的變形影響，減少出現(xiàn)空載找水平后，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)溢流圈又偏流嚴(yán)重的情況。通過(guò)更加精準(zhǔn)的溢流圈找水平，基本解決了保溫沉降器溢流圈的嚴(yán)重偏流問(wèn)題，使得保溫沉降器能夠完全發(fā)揮沉降作用，減少了澄清液中雜質(zhì)鹽的含量，提高光鹵石質(zhì)量，提高了氯化鉀收率。

2.2.3 降低保溫沉降器的運(yùn)行負(fù)荷

在苦鹵質(zhì)量提高的前提下，如果其他工藝條件不變，則第三分公司現(xiàn)有的保溫沉降器處于超負(fù)荷運(yùn)行，蒸發(fā)完成液的流量和流速增大，料液在保溫沉降器內(nèi)停留時(shí)間過(guò)短，沉降不完全，雜質(zhì)鹽氯化鈉和一水硫酸鎂沒(méi)有充分析出。在無(wú)法增加保溫沉降器負(fù)荷能力的前提下，通過(guò)調(diào)節(jié)蒸發(fā)工序排料量與沉降器的負(fù)荷能力相適應(yīng)的方法來(lái)解決這一問(wèn)題。在保證料液循環(huán)量的情況下，主要采取的措施是降低蒸發(fā)工序用汽壓力，降低蒸發(fā)罐的蒸發(fā)強(qiáng)度，減少蒸發(fā)完成液數(shù)量，從而使得蒸發(fā)完成液能在保溫沉降器中充分沉降。在操作規(guī)程允許的前提下，根據(jù)當(dāng)前苦鹵質(zhì)量的檢測(cè)報(bào)告，調(diào)整蒸汽壓力至0.50～0.55MPa，具體數(shù)值根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況確定。

2.3 加強(qiáng)高溫鹽中氯化鉀的回收

解決過(guò)濾機(jī)吹松氣壓力不足的主要措施是將過(guò)濾機(jī)吹松氣由目前鼓風(fēng)機(jī)提供改進(jìn)為利用真空泵的一部分排空氣來(lái)提供，目前，SK-30A 水環(huán)式真空泵排氣量為27m3/min，完全能夠滿足過(guò)濾機(jī)的濾餅吹松要求，改造前氯化鉀高溫鹽含鉀量3%左右，提高濾餅吸濾效果后，含鉀量降低0.5%左右，從而提高了氯化鉀收率。

2.4 加強(qiáng)副生鹵中氯化鉀的回收

為徹底解決副生鹵在輸送中出現(xiàn)的堵管現(xiàn)象，提高副生鹵沉降器的運(yùn)行效率，將原有副生鹵沉降器溢流圈排料管道改造為溢流槽，根據(jù)溢流液的流速及流量，合理規(guī)劃溢流槽下降角度和槽體大小，在解決了管道堵塞問(wèn)題的前提下，方便了積鹽清理，保證了副生鹵的充分使用，從而提高了氯化鉀收率。

2.5 提高分解洗滌效率

提高光鹵石分解和粗鉀洗滌效率的主要措施是，在蒸發(fā)工序降負(fù)荷的前提下，充分保證光鹵石在光鹵石沉降器中的沉降時(shí)間，嚴(yán)格控制光鹵石離心機(jī)的開(kāi)停車時(shí)間，避免光鹵石離心機(jī)連續(xù)運(yùn)行處理光鹵石含量較低的稀料。同時(shí)嚴(yán)格控制控速結(jié)晶器的轉(zhuǎn)料時(shí)間，保證控速結(jié)晶內(nèi)的粗鉀結(jié)晶效果，提高了控速結(jié)晶器的運(yùn)行效率，光鹵石分解及氯化鉀析出結(jié)晶的效果更好，雜質(zhì)鹽含量下降，粗鉀洗滌加水量減少，氯化鉀收率得到提高。

3 采取相關(guān)措施后的生產(chǎn)運(yùn)行效果

采取了上述五個(gè)方面的相關(guān)措施后，通過(guò)實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行情況的檢驗(yàn)，第三分公司氯化鉀產(chǎn)品在產(chǎn)品單耗方面有所下降，日產(chǎn)量上有所提高，特別是在收率方面，第三分公司2015 年的氯化鉀收率為53.35%，在采取上述提高氯化鉀收率的措施后，2017 年氯化鉀收率提高至58.30%。