李永春，汪寧，劉鑫(.青海鹽湖工業(yè)股份有限公司鉀肥分公司，青海 格爾木 86099；.青海鹽湖三元鉀肥股份有限公司，青海 格爾木 86099)

1 氯化鉀的應(yīng)用價值

1.1 氯化鉀的基本特性

氯化鉀是氯離子和鉀離子結(jié)合形成的一種鉀鹽，屬于鹽酸鹽中的一種，是白色的晶體或結(jié)晶性的粉末，易溶于水和甘油，且不溶于醚和丙酮，難溶于醇。穩(wěn)定性強，與強氧化劑不相容，強酸、防潮、有吸濕性。

1.2 氯化鉀的基本用途

(1)氯化鉀是制造各種含鉀有機鹽的主要原料，如：氫氧化鈉、硝酸鉀、氯酸鉀等。(2)在醫(yī)療方面可以用作治療缺鉀癥的藥物，鉀離子對機體的各項生理活動都有嚴重的調(diào)控作用。如各種原因引起的低鉀血癥如，進食不足、應(yīng)用排鉀利尿藥等。氯化鉀還經(jīng)常被用作電解質(zhì)平衡調(diào)節(jié)藥，而且臨床療效確切。(3)染料工業(yè)用于生產(chǎn)G鹽、活性染料等。(4)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，氯化鉀是一種鉀肥，它的肥效快，可直接適用于農(nóng)田，能使土壤下層的水分上升，有抗旱的作用。因氯化鉀口感與氯化鈉相似，有苦澀感，因此對于鹽堿地及煙草、甘薯以及有甜味的蔬菜來講是不適于施種的。

1.3 氯化鉀的生產(chǎn)原料

地殼中鉀的含量極其豐富，自然界中氯化鉀的生產(chǎn)原料主要來源于兩大方面：

(1)一是利用含鉀有機鹽來進行化學反應(yīng)置換生成氯化鉀。(2)另一方面是利用含鉀的鹵水，主要是光鹵石。光鹵石是鉀鎂的鹵化物礦物質(zhì)，分子式為KCl·MgCl2·6H2O，是一種味咸、性脆，無解理，熒光性強，易溶于水的物質(zhì)。這是含鎂鉀鹽湖中蒸發(fā)作用所最后的產(chǎn)物，常與石鹽，鉀石鹽共生，是生產(chǎn)氯化鉀的重要原料之一。光鹵石是一種非相稱性的復鹽，可以經(jīng)過溶解、分布結(jié)晶等加工程序，然后使氯化鉀同氯化鎂進行分離提煉出氯化鉀[1]。

2 氯化鉀結(jié)晶設(shè)備的探究

2.1 氯化鉀結(jié)晶設(shè)備簡介

所謂的結(jié)晶設(shè)備，一般來講是指結(jié)晶器。是器壁內(nèi)設(shè)有夾套或器內(nèi)裝有蛇管，用于加熱或冷卻槽內(nèi)溶液的一種槽形容器。潔凈槽可用作蒸發(fā)結(jié)晶器或冷卻結(jié)晶器。為了提高結(jié)晶的純度，會在槽內(nèi)裝設(shè)攪拌器。但一般來講這種結(jié)晶操作所得到的晶體大，強度小，純度小同時夾雜雜質(zhì)。只能適用于生產(chǎn)小批量的氯化鉀。

2.2 結(jié)晶的過程及類型

氯化鉀的結(jié)晶過程主要是指將稀釋溶液變成過飽和溶液，然后析出結(jié)晶的過程。同時讓氯化鉀溶液達到飽和的方法又分為兩種：用蒸發(fā)的方法蒸去溶劑得到氯化鉀晶體；對原料進行冷卻，從而降低氯化鉀的溶解度，達到過飽和狀態(tài)。

2.3 結(jié)晶器的分類

2.3.1 套管式

套管式的結(jié)晶設(shè)備是由銅管組成的內(nèi)壁和內(nèi)外水套組成。為了保證鑄 有規(guī)整的外形尺寸，在結(jié)晶器的底部安裝了足輥，以利于提高拉速和防止鑄坯脫方。

2.3.2 組合式結(jié)晶器

組合式潔凈器是由寬面及窄面4塊復合壁板及外框架組成，和結(jié)晶器的每塊復合地板，又由用螺柱聯(lián)接的內(nèi)壁銅板和外壁鋼制水箱組成。內(nèi)壁銅板和外壁鋼制水箱之間構(gòu)成冷卻水空隙，以通水冷卻，加速氯化鉀的冷卻結(jié)晶[2]。

2.4 常見的結(jié)晶設(shè)備類型

2.4.1 晶漿循環(huán)式的連續(xù)結(jié)晶設(shè)備

在進行工作時，原料由循環(huán)管下部加入與結(jié)晶室底部的晶漿充分混合均勻后，由循環(huán)泵送至加熱室，混合物質(zhì)在加熱室被加熱后溫度上升，但不蒸發(fā)，熱的混合物很快使得溶液達到過飽和狀態(tài)，部分溶質(zhì)被析出附著在管壁上，隨著溶質(zhì)的不斷析出，晶體體積逐步增大。

2.4.2 DTB結(jié)晶器

DTB型結(jié)晶是屬于典型的晶漿循環(huán)式結(jié)晶器，在結(jié)晶器內(nèi)設(shè)置內(nèi)導流筒，筒型擋板，從而形成循環(huán)通道，操作時熱飽合溶液連續(xù)加熱到循環(huán)管的下部與循環(huán)管內(nèi)夾帶有小晶體的原液混合后由循環(huán)泵送至加熱器里，只需要很低的壓頭，就能使器內(nèi)實現(xiàn)良好的內(nèi)循環(huán)，同時結(jié)晶循環(huán)區(qū)和細晶沉淀區(qū)互不干擾，彼此獨立。DTB結(jié)晶器同時還采用了特殊設(shè)計的攪拌漿，轉(zhuǎn)速可以調(diào)節(jié)，且真空式的結(jié)晶器過飽和產(chǎn)生于液面，循環(huán)晶漿能夠迅速的消除過飽和，而且DTB結(jié)晶器性能良好，生產(chǎn)強度大，設(shè)備內(nèi)不宜結(jié)疤。是生產(chǎn)氯化鉀主要的設(shè)備儀器之一。

2.4.3 OSLO冷卻結(jié)晶器

OSLO冷卻結(jié)晶器為晶體的生長提供了一個更為優(yōu)良的場所，過飽和度產(chǎn)生的區(qū)域與晶體生長的區(qū)域分別設(shè)置在結(jié)晶器的兩端，晶體在母液循環(huán)液流中流化懸浮，溶液的過飽和產(chǎn)生于沸騰的液面，然后被送到結(jié)晶器的底部，在上升的過程中穿過晶體的床層，逐步消除過飽和，晶體逐漸變大。由于此工藝適用于溶解度曲線較大，且母液黏度不大的物料降溫結(jié)晶或蒸發(fā)結(jié)晶，因此也常被應(yīng)用在氯化鉀的結(jié)晶生產(chǎn)過程中。

2.4.4 導流筒結(jié)晶設(shè)備

導流筒結(jié)晶設(shè)備是一種高效率的結(jié)晶設(shè)備。要是有PLC來控制物料的基本溫度。特征有，傳輸效率高，配置簡單，操作方便，操作環(huán)境好等特點。

氯化鉀的結(jié)晶設(shè)備一般是真空冷卻結(jié)晶設(shè)備，是使溶液在真空狀態(tài)下絕熱蒸發(fā)，一部分溶劑被除去的同時溶液因為溶劑氣化帶走了一部分熱量，而降低了溫度，使得溶液達到了過飽和狀態(tài)。

3 氯化鉀工藝探討

氯化鉀的生產(chǎn)原理主要是本身的性質(zhì)特點，依據(jù)提取溶液中各種成分蒸發(fā)所析出的先后順序，以及在不同的溫度下的溶解度差異，蒸發(fā)結(jié)晶后分離提取出來氯化鉀。

要生產(chǎn)高純度的氯化鉀結(jié)晶體，原料和工藝要求是關(guān)鍵。文章將常見的氯化鉀生產(chǎn)工藝進行研究討論，如何利用先進的結(jié)晶工藝生產(chǎn)出合格的氯化鉀結(jié)晶體。

3.1 重結(jié)晶法

重結(jié)晶法是指將工業(yè)的氯化鉀加入盛有蒸餾水的溶解器皿中進行充分溶解，再依次加入脫色劑、除砷劑、除重金屬劑等然充分混合，在進行溶液的提純處理，經(jīng)過沉淀、過濾、冷卻結(jié)晶、固液分離、干燥等一系列操作后得到食用級別的氯化鉀結(jié)晶[3]。

缺點：局限性強。如果所提取氯化鉀溶液中所含的雜質(zhì)溶解度對溫度的要求敏感，那么就可以用降溫的方法從溶液中析出氯化鉀，反之如果是雜質(zhì)比氯化鉀還要敏感的溶質(zhì)，那降溫所析出的是雜質(zhì)，剩余的溶液才是氯化鉀。

3.2 冷分解浮選法

該工藝主要是用于提取海水中氯化鉀的傳統(tǒng)工藝方法。是將光鹵石粉碎后放入分解器，然后在中間過程注入水、母液邊攪拌邊加入1%的十八胺浮選劑，同時加入2%的纖維素進行浮選。然后由分解器下部排出的含鉀原料漿由泵求送到沉降槽中，將熬夜中的水母液和浮選劑進行分解，再經(jīng)過粗選，精選過濾、洗滌、離心分離、干燥制的氯化鉀成品。

優(yōu)缺點：冷分解正浮選法工藝可靠，流程簡單氯化鉀的質(zhì)量和回收率偏低。在這項工藝的制作過程中，氯化鎂和少量的氯化鈉也會融入到水中，分解形成氯化鉀和氯化鈉的混和鹽，而浮選后所得的精礦鹽含氯化鉀是在70%左右，再一次經(jīng)過逆流洗滌，再除去混合在其中的氯化鎂和氯化鈉雜質(zhì)。結(jié)晶器純度大約在90%以上。

3.3 兌鹵法

兌鹵法直接來講是一種回收工藝，是將海水中析出氯化鈉后的剩余溶液和析出氯化鉀鎂復鹽后的母液按照一定的比例摻合。先在混合鹵中充分析出含氯化鎂，硫酸鎂和氯化鉀的溶液。并將混合鹵液蒸發(fā)濃縮至128 ℃后放入保溫沉降器。然后逐步降溫液化冷卻析出人造光鹵石，在降光路時加水進行分解，使氯化鎂溶解得到純度較低的氯化鉀，然后再經(jīng)過水洗、重結(jié)晶得到純度高的固體氯化鉀[4]。

工藝優(yōu)缺點：此工藝操作簡單、產(chǎn)品質(zhì)量較高，兌鹵調(diào)整空間大，經(jīng)濟效益好，成本低，能耗低。但由于受國內(nèi)機械設(shè)計能力的局限，限制了對爐法的生產(chǎn)能力，從而導致氯化鉀晶體的產(chǎn)量較低。

3.4 化學中合法

將氫氧化鉀用鹽酸中和，進行反應(yīng)所得的反應(yīng)產(chǎn)物為氯化鉀，操作工藝是在純氫氧化鉀的鹽溶液中加入一定濃度的鹽酸，控制和反應(yīng)條件是溶液略呈酸性，然后進行加熱反應(yīng)，濃縮。氫氧化鉀和鹽酸反應(yīng)后生成氯化鉀、氫氣和水。因此需要將反應(yīng)后的溶液進行冷卻，冷卻后會有氯化鉀沉淀析出，然后進行過濾，將沉淀至于蒸發(fā)皿上。邊攪拌邊加熱，進行干燥。此工藝原料不僅僅局限于氫氧化鉀，而是含有鉀離子的各種無機鹽。優(yōu)缺點：化學實驗法要求的反應(yīng)物比例要嚴格，同時鹽酸有一定的腐蝕性，在一定的條件范圍內(nèi)氯化鉀結(jié)晶的產(chǎn)量會隨溶劑得量多少而發(fā)生變化，同時也影響氯化鉀晶體的純度和質(zhì)量。

3.5 返浮選-冷結(jié)晶法

該工藝是目前世界上較為先進的加工工藝。流程是將深水鹽經(jīng)水采管輸送至加工廠，然后加入Na浮選劑將附著在內(nèi)的氯化鈉被刮板刮出，而光鹵石則留在原漿中低得到低鈉光鹵石。再將低鈉光鹵石進行提純、分離，再將得到的粗鉀鹽進行洗滌、分離、干燥后得氯化鉀晶體[5]。

優(yōu)缺點：以光鹵石為原料制取的氯化鉀的反浮選-冷結(jié)晶法的氯化鉀的回收穩(wěn)定性大約在90%以上?；厥章矢?，缺點就是工藝流程復雜操作控制等不方便，在浮選及潔凈的操作過程中，精度要求較高。

4 結(jié)語

根據(jù)氯化鉀工藝的分析我們了解到不同的原料我們可以應(yīng)用不同的提取方法，每種方法都有它的權(quán)衡利弊，兌鹵工藝作為一種常用的生產(chǎn)工藝方法。雖然在操作的過程中也有一定的缺點。但它的操作簡單、資源利用率高、產(chǎn)出的氯化鉀純度好，因此我們要致力于氯化鉀設(shè)備工藝的生產(chǎn)改進，提高資源的利用率，減少資源的浪費，使社會主義經(jīng)濟建設(shè)和工農(nóng)業(yè)的發(fā)展更進一個臺階。