摘要：盐湖钾资源主要存在于盐湖矿床晶间卤水中，通常开发过程包括盐田蒸发析盐，加工生产钾肥等过程。开采出的晶间卤水进入盐田生产，将卤水蒸发浓缩析出大量石盐，将接近钾盐饱和的卤水转移到钾盐滩晒工序，通过分解洗涤加工为钾肥。晒盐工序母液回收状况影响钾资源利用率，盐田生产过程管理是盐湖钾资源开发的关键环节。本文对察尔汗盐湖某矿区晶间卤水的开发，通过理论分析来考察水自然蒸发过程的析盐规律，为盐田工艺过程提出合理的工艺路线。
关键词：盐湖卤水；盐田工艺
引言
从理论分析研究发现，直接滩晒法盐田，钾盐蒸发工段得到产品氯化钠含量高，钾在石盐蒸发工序流失严重，钾以氯化钾与光卤石两种形式存在。改进后的兑卤盐田工艺，钾离子以光卤石形式析出，过程中卤水钾含量低。本篇文章的详细分析，希望能给相关人士提供重要的参考价值。
1.采矿盐田工艺概述
采矿公司盐田工艺目的是晒制生产光卤石矿的原料成矿卤水，含钾卤水需吸收太阳能辐射热量自然蒸发，控制各析盐点的组分使部分钠盐在未进入光卤石池前结晶，进入光卤石池后便于钾有效析出。采矿公司前系统负责成矿卤水的输送，成矿质量的控制。钠盐池中蒸发析出氯化钠，进入调节池。调节池控制卤水进入光卤石池的组成，氯化钠尽量在钠盐池与调节池中析出。因温度等条件发生变化导致卤水在蒸发中可能析出钾石盐时，可调节卤水的镁钾比避免析出钾石盐。盐田晒卤中，掌控各析点浓度，是盐田晒卤工艺的关键。需掌握天气，干燥度，卤水深度等变化规律，掌握好其规律做好各环节卤水分析与统计。采卤工艺为开挖集卤渠及晶间卤水，将获取的卤水调节，控制组分含量，向盐田系统灌卤。卤水开采范围位于查尔汗区段及勒滩等区段，主要储量分布在达布逊东西两岸。采区位于盐湖的富钾地段，卤水分为地表水与地下水两部分。采区卤水具有流动性的特点。晶间卤水开采第一卤水含矿量，大于2%的卤水分布在采区东南部。氯化钾含量垂直变化大，氯化钾含量上高下低，氯化钠比重由上向下增大，矿化度由上向下增大。10m深度以上卤水平均含钾量为1.39%。达布逊湖水含钾量在1.5%左右，随着气象等条件变化发生各组分含量的波动，根据组分含量结合生成需求补充晶间卤水的不足。三采区卤水钾含量高，随着气象等条件的变化发生各组分含量的波动。
2.盐田工艺管理指导意见
盐田生产管理范围包括输卤，22.33km2调节池，导卤及老卤排放管理。生产部负责盐田的生产总体协调，盐田生产技术指导及工艺监督，做好与钾肥公司进卤计划的对接。采卤车间负责卤水的采集输送[1]。机电老卤车间负责50.5km2纳盐池的工艺控制。输卤车间负责22.33km2调节池的工艺控制。50.5km2钠盐池进卤水密度>1.17，卤水化学成分NaCl<15%，KCl>0.5%。冬季出卤水密度1.25～1.255，夏季1.255～1.260，卤水化学成分NaCl<3.5%，22.33km2调节池纳调池冬季卤水密度1.25～1.258，夏季1.255～1.262，卤水化学成分NaCl<3.5光调池冬季卤水密度1.258～1.268，夏季1.262～1.273，卤水化学成分NaCl<3.0%。1#导卤泵站冬季卤水密度1.262～1.268，夏季1.265～1.273，卤水化学成分NaCl<2.4%，10.67km2进卤冬季卤水密度1.25～1.255，夏季1.255～1.260，卤水化学成分NaCl<3.5%，出卤冬季卤水密度1.257～1.265，冬季1.263～1.27，卤水化学成分NaCl<2.6%。冬季50.5km2钠盐池盐田需全部投入生产运行，实现深晒卤多储卤的作用。为提高盐田卤水晒卤量可适时调节22.33km2调节池的卤水摊晒厚度，做到充分利用盐田多晒卤快进卤的目标。实现盐田面积晒矿量的最大化。夏季22.33km2调节池盐田必须利用导卤泵站做到快速导卤，确保卤水通过改变纳调池卤水深度，保证成卤稳定，实现光卤石池高蒸发季的最大成矿量。盐田单系列运行同时做好盐田溶盐工作。夏季钠盐池烟台呢根据实际情况可调整为单系列运行方式。最大限度减少钾在纳盐池盐田内的析出损失。
3.钾卤水自然蒸发盐田工艺
3.1理论分析
某矿区晶间卤水为氯化物型卤水，组成为K：0.48%，Ca：0.11%，Cl:16.31%，因Ca,SO4含量低，可用Na，K，H2O体系相图表达，A0点为原料卤水，A3点为氯化钠，水氯镁的共饱点。水分分为A0到A1析出石盐过程，A2-A3氯化钠与光卤石共析过程。第一阶段为滩晒石盐。对100kg原料卤水的等温蒸发过程进行计算。第一阶段，卤水浓缩为原来的16.65%，第二阶段，卤水浓缩为原来的11.22%，析出氯化钾0.54kg，第三阶段卤水浓缩为原来的6.87%,累积析出率99.46%，所含氯化钾累积析出率为99.25%。100kg原料卤得到2.788kg产品钾盐Ts4，氯化钾19.41%[2]。
3.2蒸发实验
原料卤水实际析盐过程，以普通塑料盆为蒸发器，蒸发原料卤水。定时对卤温进行观测。依据蒸发状况取卤水样测定K,Ca,Cl等离子浓度。卤水浓度接近钾饱和线后，分离析出石盐。析盐母液蒸发，分离得到粗钾盐。
析盐阶段蒸发终点B1为达到25°C氯化钠与氯化钾共饱线，可能当地温度昼夜温差大，基本位于10°C时氯化钠与氯化钾共饱线。试验中钾饱和卤中钾回收率仅为69.65%，说明石盐盐分离中夹带大量的母液，造成钾的流失。钾盐蒸发阶段得到的粗钾盐，固相点与理想固相点Ts4相距较大，首先氯化钠与氯化钾共析得到固相Es4,形成固相为，Es2与Es3混合固相为Es4,母液夹带，使固相点Es4移到Es5,推算固相Es5的盐类组成为氯化钠24.89%，氯化钠与水氯镁石等杂盐含量高。
3.3改进盐田工艺
钾盐以氯化钠与光卤石两种形式存在，采用兑卤法改进盐田生产工艺。石盐蒸发工段，卤水钾最高含量远低于直接蒸发法，钾的损失可降低40.00%，钾盐蒸发工段得到产品Ps2中氯化钠含量为11.44%，钾盐全部以光卤石的形式存在。排出生产系统老卤为地域直接蒸发法的老路排放[3]。
结论
简而言之，文章针对某矿区钾矿的合理开发利用，探讨了卤水自然蒸发分析盐规律，发现通常的直接滩晒法存在钾失严重，为此提出兑卤盐田工艺。降低氧化钠的含量，大幅度降低因母液夹带造成的钾损失。
参考文献
[1]陈元军,余明祥,任元成.西台吉乃尔盐湖盐田生产相图分析及实际应用总结[J].化工矿物与加工,2018,47(10):4-6.
[2]孙衍忠,杜海涛,周桓.青海钾矿卤水自然蒸发盐田工艺研究[J].盐业与化工,2018,39(03):17-20.
[3]张小军.浅谈分散式盐田的制卤[J].盐科学与化工,2019,48(03):40-43.
论文作者:安国青
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/12/9
标签：卤水论文; 盐田论文; 氯化钠论文; 光卤石论文; 盐湖论文; 钾盐论文; 钠盐论文; 《基层建设》2019年第24期论文;