一种氯化钾细晶溶解强化方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010553545.7

申请日:

2010.11.22

公开号:

CN102070161A

公开日:

2011.05.25

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C01D 3/14申请日:20101122|||公开

IPC分类号:

C01D3/14

主分类号:

C01D3/14

申请人:

华东理工大学

发明人:

宋兴福; 于建国; 孙淑英; 路贵民; 孙玉柱; 孙泽

地址:

200237 上海市徐汇区梅陇路130号

优先权:

专利代理机构:

上海三和万国知识产权代理事务所 31230

代理人:

朱小晶

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内容摘要

本发明涉及一种氯化钾细晶溶解强化方法,具体步骤为:将卤水与淡水通过细晶溶解强化设备进行混合,混合后形成的液体相对于氯化钾细晶处于不饱和状态,氯化钾细晶进行溶解消除,细晶溶解强化设备由螺旋作用单元和波纹片混合作用单元间隔装在一个圆管内组成。本发明的优点:细晶溶解强化设备强化细晶的有效溶解,缩短溶解时间,减少结晶器中晶种数量,可以显著提高氯化钾产品粒度,使最终得到的氯化钾平均粒度提高到0.3~0.7mm,且大于0.2mm的粒子体积达到90%以上;所采用细晶溶解强化设备溶解性能好、结构简单、体积小、能耗低,易于工业上操作。

权利要求书

1: 一种氯化钾细晶溶解强化方法, 其特征在于, 具体步骤为 : 将卤水与淡水通过细晶 溶解强化设备进行混合, 混合后形成的液体相对于氯化钾细晶处于不饱和状态, 氯化钾细 晶进行溶解消除。
2: 如权利要求 1 所述的一种氯化钾细晶溶解强化方法, 其特征在于, 所述的卤水与淡 水的体积比为 5 ∶ 1 ~ 7 ∶ 1。
3: 如权利要求 1 所述的一种氯化钾细晶溶解强化方法, 其特征在于, 所述的卤水为含 氯化钾细晶的氯化钾结晶溢流卤水。
4: 如权利要求 1 所述的一种氯化钾细晶溶解强化方法, 其特征在于, 所述的细晶溶解 强化设备由螺旋作用单元和波纹片混合作用单元间隔装在一个圆管内组成。
5: 如权利要求 4 述的一种氯化钾细晶溶解强化方法, 其特征在于, 所述的螺旋作用单 元和波纹片混合作用单元的结构, 在一个混合机构单位, 包括了旋流机械分割、 分散混合、 重新汇合三个过程。
6: 如权利要求 4 所述的一种氯化钾细晶溶解强化方法, 其特征在于, 所述的螺旋作用 单元由单孔道螺旋片组焊而成。
7: 如权利要求 6 所述的一种氯化钾细晶溶解强化方法, 其特征在于, 所述的单孔道螺 旋片的数目为 2 ~ 4 个。
8: 如权利要求 6 所述的一种氯化钾细晶溶解强化方法, 其特征在于, 所述的螺旋片由 一长方形金属片两端扭曲 180°组成, 螺旋片的长度为管径的 1.2 ~ 1.8 倍。
9: 如权利要求 8 所述的一种氯化钾细晶溶解强化方法, 其特征在于, 所述的长方形金 属片扭曲时分为左旋和右旋两种, 相邻的螺旋片为一个右旋、 一个是左旋 ; 相邻螺旋片之间 90°安装。
10: 如权利要求 4 所述的一种氯化钾细晶溶解强化方法, 其特征在于, 所述的波纹片混 合作用单元由压成波纹的两个丝网片排列而成, 波纹片倾角 30°或 45°, 相邻两波纹片方 向相反, 在塔内填装时, 上下两盘填料交错 90°叠放。

说明书


一种氯化钾细晶溶解强化方法

    【技术领域】
     本发明涉及氯化钾溶解技术领域, 具体地说, 是一种氯化钾细晶溶解强化方法。 【背景技术】
     氯化钾既是一种重要的钾肥, 又是重要的化工原料。 我国钾盐矿藏资源相对匮乏, 仅占世界总储量的 0.2%左右, 多以氯化物和硫酸盐型化合物赋存于盐湖卤水之中 ( 约占 钾盐的 92% ), 其中察尔汗盐湖作为近代化学沉积氯化物型矿床, 是我国最大的可溶性钾 镁盐矿床, 也属世界特大型盐湖矿床之一, 各种盐类矿物探明总储量 600 多亿吨。在氯化钾 生产的众多方法中, 采用反浮选 - 冷结晶工艺生产氯化钾是国内外的先进的生产工艺, 其 生产过程中不可避免产生大量小粒子, 大量小颗粒氯化钾作为晶种造成氯化钾粒度小, 分 离后母液夹带量大, 对后续操作带来困难, 如干燥过程能耗较高等问题。
     国内外有关反浮选 - 冷结晶工艺中消除部分小粒子的方法主要有 : 中国专利公开 号 CN101066769A 公开了一种在反浮选 - 冷结晶氯化钾生产中采用细晶消除与膜耦合相结 合的方法, 其主要技术路线为通过微滤膜过滤回收氯化钾细晶、 溶解回流到氯化钾结晶器 中进行二次结晶生产氯化钾, 这种方法氯化钾的生产收率达到 80%以上, 氯化钾的结晶粒 度较大, 但在实际工业生产中通过细晶的微滤膜过滤成本较高, 不利于操作。 青海盐湖工业 集团股份有限公司钱晓杨、 汪贵元等提出控制结晶器中波美度来控制小颗粒的产生, 可以 减少部分小颗粒, 成品氯化钾粒度> 0.2mm, 但不能从根本上消除多余的小颗粒。青海盐湖 工业集团股份有限公司采用细晶溶解消除多余的细晶, 通过上述方法虽然在一定程度上消 除了部分小颗粒细晶, 提高了氯化钾产品粒度, 采用机械搅拌方式促进细晶的溶解, 但实际 运行情况并不理想, 大量的细晶没有得到充分溶解就返回结晶器中, 未能起到消除细晶的 作用。 【发明内容】
     本发明的目的在于克服现有技术的不足, 提供一种氯化钾细晶溶解强化方法。
     本发明的目的是通过以下技术方案来实现的 :
     一种氯化钾细晶溶解强化方法, 具体步骤为 : 将卤水与淡水通过细晶溶解强化设 备进行混合, 混合后形成的液体相对于氯化钾细晶处于不饱和状态, 氯化钾细晶进行溶解 消除 ;
     所述的卤水与淡水的体积比为 5 ∶ 1 ~ 7 ∶ 1
     所述的卤水为含氯化钾细晶的氯化钾结晶溢流卤水 ;
     所述的细晶溶解强化设备由螺旋作用单元和波纹片混合作用单元间隔装在一个 圆管内组成 ;
     所述的螺旋作用单元和波纹片混合作用单元的结构, 在一个混合机构单位, 包括 了旋流机械分割、 分散混合、 重新汇合三个过程 ;
     所述的螺旋作用单元由 2 ~ 4 个单孔道螺旋片组焊而成, 螺旋片由一长方形金属片两端扭曲 180°组成, 螺旋片的长度为管径的 1.2 ~ 1.8 倍 ; 长方形金属片扭曲时有左旋 和右旋两种, 相邻的螺旋片必须是一个右旋、 一个是左旋 ; 相邻螺旋片之间 90°安装, 对流 体形成分流作用, 可以有效促进径向扩散混合, 强化对流传质过程, 所形成的高剪切力作用 可以强化小颗粒的溶解过程 ;
     所述的波纹片混合作用单元由压成波纹的两个丝网片排列而成, 波纹片倾角 30° 或 45°, 相邻两波纹片方向相反, 在塔内填装时, 上下两盘填料交错 90°叠放。
     与现有技术相比, 本发明的积极效果是 :
     本发明通过设置交替排列的螺旋作用单元和波纹片混合作用单元, 可以实现切割 分流、 交叉混合和旋涡反向旋转共同作用, 已于实现微观混合, 增加不同流体间的界面面积 并不断更新, 加强了分子扩散作用, 极大的强化了传质过程, 显著强化了溶解效率, 缩短溶 解所需时间 ; 本发明的细晶溶解强化设备具有结构简单、 已集成、 混合效率高、 压降低的特 点。 【附图说明】
     图 1 本发明的细晶溶解强化设备的结构示意图。 【具体实施方式】 以下提供本发明一种氯化钾细晶溶解强化方法的具体实施方式。
     实施例 1
     一种氯化钾细晶溶解强化方法, 具体步骤为 : 将卤水与淡水通过细晶溶解强化设 备, 进行混合, 混合后的形成的液体相对于氯化钾细晶处于不饱和状态, 氯化钾细晶进行溶 解消除 ;
     所述的卤水与淡水的体积比为 6 ∶ 1 ;
     所述的卤水为含氯化钾细晶的氯化钾结晶溢流卤水 ;
     所述的细晶溶解强化设备由螺旋作用单元和波纹片混合作用单元间隔装在一个 圆管内组成 ; 请参见附图 1 ;
     所述的螺旋作用单元和波纹片混合作用单元的结构, 在一个混合机构单位, 包括 了旋流机械分割、 分散混合、 重新汇合三个过程 ;
     所述的螺旋作用单元由 4 个单孔道螺旋片组焊而成, 螺旋片由一长方形金属片两 端扭曲 180°组成, 螺旋片的长度为管径的 1.6 倍 ; 长方形金属片扭曲时有左旋和右旋两 种, 相邻的螺旋片必须是一个右旋 3、 一个是左旋 5 ; 相邻螺旋片之间 90°安装, 对流体形成 分流作用, 可以有效促进径向扩散混合, 强化对流传质过程, 所形成的高剪切力作用可以强 化小颗粒的溶解过程 ;
     所述的波纹片混合作用单元由压成波纹的两个丝网片排列而成, 波纹片 4 倾角 30°或 45°, 相邻两波纹片方向相反, 在塔内填装时, 上下两盘填料交错 90°叠放。
     具体过程为 : 将携带一定量的氯化钾细晶的氯化钾结晶溢流卤水通过细晶溶解强 化设备进口 1, 与之对应比例的淡水通过进口 2, 通过强化设备螺旋作用单元和波纹片混合 作用单元间, 结晶溢流卤水与淡水经过设备切割分流、 交叉混合和旋涡反向旋转共同作用, 实现溢流卤水与淡水在瞬时内的有效微观混合, 混合后的形成的液体相对于氯化钾细晶处
     于不饱和状态, 氯化钾细晶可以溶解消除。采用 FBRM 监测细晶的溶解情况发现, 通过设备 2 ~ 3 秒, 可以实现氯化钾细晶 98%的颗粒得到有效溶解, 细晶得到有效溶解的液体返回结 晶器, 得到的氯化钾产品中大于 0.2mm 的氯化钾颗粒由原来的 47.7%, 提高到 90%以上, 工 业实施效果明显。
     本发明采用新型细晶溶解强化设备细晶溶解器强化细晶的有效溶解, 缩短溶解时 间, 减少结晶器中晶种数量, 能够显著提高氯化钾产品粒度, 使最终得到的氯化钾平均粒度 提高到 0.3 ~ 0.7mm, 且大于 0.2mm 的粒子体积达到 90%以上。本方法所采用细晶溶解强 化设备溶解性能好、 结构简单、 体积小、 能耗低, 易于工业上操作。
     以上所述仅是本发明的优选实施方式, 应当指出, 对于本技术领域的普通技术人 员, 在不脱离本发明构思的前提下, 还可以做出若干改进和润饰, 这些改进和润饰也应视为 本发明的保护范围内。

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资源描述

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1、10申请公布号CN102070161A43申请公布日20110525CN102070161ACN102070161A21申请号201010553545722申请日20101122C01D3/1420060171申请人华东理工大学地址200237上海市徐汇区梅陇路130号72发明人宋兴福于建国孙淑英路贵民孙玉柱孙泽74专利代理机构上海三和万国知识产权代理事务所31230代理人朱小晶54发明名称一种氯化钾细晶溶解强化方法57摘要本发明涉及一种氯化钾细晶溶解强化方法,具体步骤为将卤水与淡水通过细晶溶解强化设备进行混合,混合后形成的液体相对于氯化钾细晶处于不饱和状态,氯化钾细晶进行溶解消除,细晶溶解强。

2、化设备由螺旋作用单元和波纹片混合作用单元间隔装在一个圆管内组成。本发明的优点细晶溶解强化设备强化细晶的有效溶解,缩短溶解时间,减少结晶器中晶种数量,可以显著提高氯化钾产品粒度,使最终得到的氯化钾平均粒度提高到0307MM,且大于02MM的粒子体积达到90以上;所采用细晶溶解强化设备溶解性能好、结构简单、体积小、能耗低,易于工业上操作。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN102070164A1/1页21一种氯化钾细晶溶解强化方法,其特征在于,具体步骤为将卤水与淡水通过细晶溶解强化设备进行混合,混合后形成的液体相对于氯化钾细晶处于不饱和。

3、状态,氯化钾细晶进行溶解消除。2如权利要求1所述的一种氯化钾细晶溶解强化方法,其特征在于,所述的卤水与淡水的体积比为5171。3如权利要求1所述的一种氯化钾细晶溶解强化方法,其特征在于,所述的卤水为含氯化钾细晶的氯化钾结晶溢流卤水。4如权利要求1所述的一种氯化钾细晶溶解强化方法,其特征在于,所述的细晶溶解强化设备由螺旋作用单元和波纹片混合作用单元间隔装在一个圆管内组成。5如权利要求4述的一种氯化钾细晶溶解强化方法,其特征在于,所述的螺旋作用单元和波纹片混合作用单元的结构,在一个混合机构单位,包括了旋流机械分割、分散混合、重新汇合三个过程。6如权利要求4所述的一种氯化钾细晶溶解强化方法,其特征在。

4、于,所述的螺旋作用单元由单孔道螺旋片组焊而成。7如权利要求6所述的一种氯化钾细晶溶解强化方法,其特征在于,所述的单孔道螺旋片的数目为24个。8如权利要求6所述的一种氯化钾细晶溶解强化方法,其特征在于,所述的螺旋片由一长方形金属片两端扭曲180组成,螺旋片的长度为管径的1218倍。9如权利要求8所述的一种氯化钾细晶溶解强化方法,其特征在于,所述的长方形金属片扭曲时分为左旋和右旋两种,相邻的螺旋片为一个右旋、一个是左旋;相邻螺旋片之间90安装。10如权利要求4所述的一种氯化钾细晶溶解强化方法,其特征在于,所述的波纹片混合作用单元由压成波纹的两个丝网片排列而成,波纹片倾角30或45,相邻两波纹片方向。

5、相反,在塔内填装时,上下两盘填料交错90叠放。权利要求书CN102070161ACN102070164A1/3页3一种氯化钾细晶溶解强化方法【技术领域】0001本发明涉及氯化钾溶解技术领域,具体地说,是一种氯化钾细晶溶解强化方法。【背景技术】0002氯化钾既是一种重要的钾肥,又是重要的化工原料。我国钾盐矿藏资源相对匮乏,仅占世界总储量的02左右,多以氯化物和硫酸盐型化合物赋存于盐湖卤水之中约占钾盐的92,其中察尔汗盐湖作为近代化学沉积氯化物型矿床,是我国最大的可溶性钾镁盐矿床,也属世界特大型盐湖矿床之一,各种盐类矿物探明总储量600多亿吨。在氯化钾生产的众多方法中,采用反浮选冷结晶工艺生产氯化。

6、钾是国内外的先进的生产工艺,其生产过程中不可避免产生大量小粒子,大量小颗粒氯化钾作为晶种造成氯化钾粒度小,分离后母液夹带量大,对后续操作带来困难,如干燥过程能耗较高等问题。0003国内外有关反浮选冷结晶工艺中消除部分小粒子的方法主要有中国专利公开号CN101066769A公开了一种在反浮选冷结晶氯化钾生产中采用细晶消除与膜耦合相结合的方法,其主要技术路线为通过微滤膜过滤回收氯化钾细晶、溶解回流到氯化钾结晶器中进行二次结晶生产氯化钾,这种方法氯化钾的生产收率达到80以上,氯化钾的结晶粒度较大,但在实际工业生产中通过细晶的微滤膜过滤成本较高,不利于操作。青海盐湖工业集团股份有限公司钱晓杨、汪贵元等。

7、提出控制结晶器中波美度来控制小颗粒的产生,可以减少部分小颗粒,成品氯化钾粒度02MM,但不能从根本上消除多余的小颗粒。青海盐湖工业集团股份有限公司采用细晶溶解消除多余的细晶,通过上述方法虽然在一定程度上消除了部分小颗粒细晶,提高了氯化钾产品粒度,采用机械搅拌方式促进细晶的溶解,但实际运行情况并不理想,大量的细晶没有得到充分溶解就返回结晶器中,未能起到消除细晶的作用。【发明内容】0004本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种氯化钾细晶溶解强化方法。0005本发明的目的是通过以下技术方案来实现的0006一种氯化钾细晶溶解强化方法,具体步骤为将卤水与淡水通过细晶溶解强化设备进行混合,混合后形成。

8、的液体相对于氯化钾细晶处于不饱和状态,氯化钾细晶进行溶解消除;0007所述的卤水与淡水的体积比为51710008所述的卤水为含氯化钾细晶的氯化钾结晶溢流卤水;0009所述的细晶溶解强化设备由螺旋作用单元和波纹片混合作用单元间隔装在一个圆管内组成;0010所述的螺旋作用单元和波纹片混合作用单元的结构,在一个混合机构单位,包括了旋流机械分割、分散混合、重新汇合三个过程;0011所述的螺旋作用单元由24个单孔道螺旋片组焊而成,螺旋片由一长方形金属说明书CN102070161ACN102070164A2/3页4片两端扭曲180组成,螺旋片的长度为管径的1218倍;长方形金属片扭曲时有左旋和右旋两种,相。

9、邻的螺旋片必须是一个右旋、一个是左旋;相邻螺旋片之间90安装,对流体形成分流作用,可以有效促进径向扩散混合,强化对流传质过程,所形成的高剪切力作用可以强化小颗粒的溶解过程;0012所述的波纹片混合作用单元由压成波纹的两个丝网片排列而成,波纹片倾角30或45,相邻两波纹片方向相反,在塔内填装时,上下两盘填料交错90叠放。0013与现有技术相比,本发明的积极效果是0014本发明通过设置交替排列的螺旋作用单元和波纹片混合作用单元,可以实现切割分流、交叉混合和旋涡反向旋转共同作用,已于实现微观混合,增加不同流体间的界面面积并不断更新,加强了分子扩散作用,极大的强化了传质过程,显著强化了溶解效率,缩短溶。

10、解所需时间;本发明的细晶溶解强化设备具有结构简单、已集成、混合效率高、压降低的特点。【附图说明】0015图1本发明的细晶溶解强化设备的结构示意图。【具体实施方式】0016以下提供本发明一种氯化钾细晶溶解强化方法的具体实施方式。0017实施例10018一种氯化钾细晶溶解强化方法,具体步骤为将卤水与淡水通过细晶溶解强化设备,进行混合,混合后的形成的液体相对于氯化钾细晶处于不饱和状态,氯化钾细晶进行溶解消除;0019所述的卤水与淡水的体积比为61;0020所述的卤水为含氯化钾细晶的氯化钾结晶溢流卤水;0021所述的细晶溶解强化设备由螺旋作用单元和波纹片混合作用单元间隔装在一个圆管内组成;请参见附图1。

11、;0022所述的螺旋作用单元和波纹片混合作用单元的结构,在一个混合机构单位,包括了旋流机械分割、分散混合、重新汇合三个过程;0023所述的螺旋作用单元由4个单孔道螺旋片组焊而成,螺旋片由一长方形金属片两端扭曲180组成,螺旋片的长度为管径的16倍;长方形金属片扭曲时有左旋和右旋两种,相邻的螺旋片必须是一个右旋3、一个是左旋5;相邻螺旋片之间90安装,对流体形成分流作用,可以有效促进径向扩散混合,强化对流传质过程,所形成的高剪切力作用可以强化小颗粒的溶解过程;0024所述的波纹片混合作用单元由压成波纹的两个丝网片排列而成,波纹片4倾角30或45,相邻两波纹片方向相反,在塔内填装时,上下两盘填料交。

12、错90叠放。0025具体过程为将携带一定量的氯化钾细晶的氯化钾结晶溢流卤水通过细晶溶解强化设备进口1,与之对应比例的淡水通过进口2,通过强化设备螺旋作用单元和波纹片混合作用单元间,结晶溢流卤水与淡水经过设备切割分流、交叉混合和旋涡反向旋转共同作用,实现溢流卤水与淡水在瞬时内的有效微观混合,混合后的形成的液体相对于氯化钾细晶处说明书CN102070161ACN102070164A3/3页5于不饱和状态,氯化钾细晶可以溶解消除。采用FBRM监测细晶的溶解情况发现,通过设备23秒,可以实现氯化钾细晶98的颗粒得到有效溶解,细晶得到有效溶解的液体返回结晶器,得到的氯化钾产品中大于02MM的氯化钾颗粒由。

13、原来的477,提高到90以上,工业实施效果明显。0026本发明采用新型细晶溶解强化设备细晶溶解器强化细晶的有效溶解,缩短溶解时间,减少结晶器中晶种数量,能够显著提高氯化钾产品粒度,使最终得到的氯化钾平均粒度提高到0307MM,且大于02MM的粒子体积达到90以上。本方法所采用细晶溶解强化设备溶解性能好、结构简单、体积小、能耗低,易于工业上操作。0027以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。说明书CN102070161ACN102070164A1/1页6图1说明书附图CN102070161A。

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