本发明涉及一种以硫酸盐型卤水生产颗粒硫酸钾镁肥的方法，属于盐化工技术领域。
背景技术：
软钾镁矾(缩写为pic)的化学式为：mgso4·k2so4a·6h2o，是一种能为作物生长提供必需的钾、镁、硫等养分的优质肥料，称为硫酸钾镁肥。其原料钾混盐是从硫酸盐型卤水中蒸发日晒而得，是一种含石盐、泻利盐、钾石盐、软钾镁矾、钾盐镁矾等矿物的混合物。钾混盐矿经破碎球磨形成浆料，转化、浮选、固液分离、造粒干燥即得颗粒硫酸钾镁肥。硫酸钾镁肥是一种天然的矿物质肥料，被誉为农作物施肥的“白金钾”，是硫酸钾的换代品，是能为作物生长提供全面均衡的养分钾，镁，硫的天然绿色肥料。硫酸钾镁肥在传统硫酸钾产品功能的基础上增加了镁元素，大大促进了作物生长过程中的最重要的光合作用。镁元素对作物生长起着至关重要的作用，它是叶绿素的核心成分，作物的生长主要靠光合作用，而对光合作用起决定作用的正是叶绿素。
传统工艺，经两段转化制备硫酸钾镁肥，两段转化是指钾混盐矿经破碎加水、母液调浆加温50℃以上转化后过筛，筛上物为尾盐，筛下物过滤后固体物料进行二段加水、母液转化、冷却结晶，料浆分离得到硫酸钾镁肥。两段转化水耗量大，设备流程长，成本高，一转转化罐温度要求高，能耗大，产率和原料收率低，产品质量氯离子不好把控，对原料质量要求高，容易压罐，其尾盐管道容易堵塞，且具有产品易板结的问题。
技术实现要素：
鉴于现有技术洗涤工序中要加淡水，造成钾回收率的降低，粉末硫酸钾镁肥易板结问题，并且颗粒硫酸钾镁肥在造粒前烘干多余水分，造成能耗高的问题，本发明提供一种以硫酸盐型卤水生产颗粒硫酸钾镁肥的方法，本发明生产工艺简单，取消了洗涤工段、造粒前烘干工段，解决了粉末硫酸钾镁肥易板结的问题，二次回收利用母液和尾液，提高了钾离子回收率。
本发明采用的技术方案如下：
一种利用钾混盐矿制备颗粒硫酸钾镁肥的方法，包括以下步骤：
采用硫酸盐型卤水，经盐田滩晒蒸发得到钾混盐矿；
将钾混盐矿破碎，将破碎后的钾混盐矿与尾液、淡水按设定的调浆浓度进行球磨混合；
将球磨后的料浆加淡水在常温进行转化反应，然后加母液进行浮选，过滤后得到硫酸钾镁肥湿产品；
将浮选后的尾液料浆经尾盐料浆池进行沉降，将沉降得到的尾液返回球磨进口进行调浆利用；
将硫酸钾镁肥湿产品输送至露天料场堆高并自然沉降水分；
将自然沉降水分后的硫酸钾镁肥湿产品通过混料、压实、造粒、干燥，得到颗粒硫酸钾镁肥。
进一步地，所述将破碎后的钾混盐矿与尾液、淡水按设定的调浆浓度进行球磨混合，其中设定的调浆浓度为60-65％，球磨后在标准筛60目下的颗粒质量大于等于总颗粒质量的60％。
进一步地，所述将破碎后的钾混盐矿与尾液、淡水按设定的调浆浓度进行球磨混合，其中尾液加淡水调至钾离子约占2wt％，将该尾液和钾混盐在球磨机中进行混料。
进一步地，所述将球磨后的料浆加淡水在常温进行转化反应，是将球磨后的料浆加淡水在23℃±5进行转化反应。
进一步地，所述硫酸钾镁肥湿产品中水分约占12.5％，在露天料场自然沉降水分至水分含量≤6％。
进一步地，所述将自然沉降水分后的硫酸钾镁肥湿产品通过混料、压实、造粒、干燥，得到颗粒硫酸钾镁肥，其中造粒、干燥产生的粉料返回混料工段回收利用。
进一步地，所述钾混盐矿中包含：石盐、泻利盐、钾石盐、软钾镁矾、钾盐镁矾，离子组分为钾离子4.0-7.5wt％、硫酸根离子12-28wt％、镁离子4-7wt％、氯离子20-35wt％。
进一步地，所述颗粒硫酸钾镁肥的有效养分含量为：水溶性氧化钾的质量分数≥24％，镁的质量分数≥6.0％，硫的质量分数≥16％，氯离子的质量分数≤2.5％，钠离子的质量分数≤1.0％，游离水的质量分数≤1.5％，水不溶物的质量分数≤1.0。
本发明还提供一种根据上述方法制备的颗粒硫酸钾镁肥。
本发明生产成本低，一转转化温度比传统低，设备流程短，工艺易控制，可适应调整不同质量的钾混盐矿，取消洗涤工序，提高了钾回收率，解决了粉末硫酸钾镁肥容易板结得问题。具体来说，本发明与现有技术相比有以下优点：
(1)本发明工艺简单，对原料要求不高，包括钾离子4.0-7.5wt％、硫酸根离子12-28wt％、镁离子4-7wt％、氯离子20-35wt％区间的钾混盐都可生产颗粒硫酸钾镁肥。
(2)本发明取消了洗涤工序、造粒前的烘干工段，加入露天堆场自然沉降水分，降低了能耗，提高了钾回收率，节约了成本。浮选法生产硫酸钾镁肥粒度比较细，经过洗涤后粒度更细，分离时水分不好控制，本发明取消洗涤工段和造粒前的烘干工段，结合盐湖企业降水少及地质条件的优势，使其堆高自然沉降水分，使游离水渗入盐层中，堆场地表不会出现液体水。
(3)本发明解决了粉末硫酸钾镁肥易板结的问题。粉末硫酸钾镁肥容易吸收水分返潮而板结，本发明颗粒硫酸钾镁肥是高强度3.75±1mm颗粒，其颗粒达到99％，所以本发明制备的颗粒硫酸钾镁肥不易板结。
(4)母液和尾液都二次回收利用，整个系统钾离子回收率达到75％以上。
附图说明
图1是本发明方法的步骤流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面通过具体实施例和附图，对本发明做进一步详细说明。
本发明提供了一种利用含钾硫酸盐型矿生产颗粒硫酸钾镁肥的方法，以解决现有技术中的问题，如图1所示，包括以下步骤：
步骤1：硫酸盐型卤水经盐田滩晒蒸发脱石盐得到钾混盐矿。
步骤2：钾混盐矿破碎，将破碎后的钾混盐矿与尾液、淡水按调浆浓度为60-65％进行球磨混合，球磨出口粒度达到(标准筛)60目下≥60％，即在标准筛60目下的颗粒质量大于等于总颗粒质量的60％。
步骤3：将球磨后的料浆加淡水在23℃±5进行转化反应(转化反应是指将钾混盐转化为软钾镁矾产品即硫酸钾镁肥)，然后加母液进行浮选，然后进行带式过滤，即得到硫酸钾镁肥湿产品。浮选后尾液料浆中的尾液经尾盐料浆池沉降，尾液返回球磨进口进行调浆利用。
现有技术两段转化中钾混盐矿经破碎加水、母液调浆加温50℃以上转化后过筛，筛上物为尾盐，筛下物过滤后固体物料进行二段加水、母液转化、冷却结晶，料浆分离得到硫酸钾镁肥。而本发明中钾混盐矿破碎后，加母液球磨、料浆经常温转化后经浮选,浮选料浆分离即得硫酸钾镁肥。
步骤4：步骤3得到的硫酸钾镁肥湿产品中水分约占12.5％，输送至露天料场堆高，自然沉降水分至≤6％。
现有技术在得到硫酸钾镁肥湿产品后，不是输送至露天料场堆高自然沉降水分，而是进行洗涤工序，以洗去产品中多余的氯离子，且硫酸钾镁肥在造粒前烘干多余游离水。本发明取消了洗涤工序和硫酸钾镁肥在造粒前的烘干装置，加入露天堆场自然沉降水分，降低了能耗，提高了钾回收率，节约了成本。
步骤5：将水分在≤6％的湿产品通过混料、压实、造粒，干燥即得到颗粒硫酸钾镁肥，造粒、干燥产生的粉料返回混料工段回收利用。
本发明生产的颗粒硫酸钾镁肥，产品质量符合国家gb/t20937-2018一等品标准。
本发明的一个具体实施例中，该利用钾混盐矿制备颗粒硫酸钾镁肥的方法包括以下步骤：
(1)本实施例中钾混盐矿中各组成及化学式为：石盐(naci)、泻利盐(mgso·7h2o)、钾石盐(kc1)、软钾镁矾(k2so4·mgso4·6h2o)、钾盐镁矾(kmg(so4)cl·3h2o)，离子组分为钾离子4.0-7.5wt％、硫酸根离子12-28wt％、镁离子4-7wt％、氯离子20-35wt％。
(2)钾混盐矿破碎后，尾液加淡水调至钾离子约2wt％，此尾液和钾混盐在球磨机进口混料，调整球磨机出口料浆浓度为60-65％，球磨机出口粒度达到总颗粒质量中(标准筛)60目下≥60％。
(3)球磨机出口料浆输送至转化罐在常温下搅拌转化45分钟，转化后料浆经浮选，浮选选出的泡沫料浆经带式过滤机脱水即得含水分约12.5％硫酸钾镁肥湿产品。带式过滤机脱水后的母液输送至浮选槽，调整浮选槽料浆作业浓度为35％，浮选后的尾矿料浆输送至尾盐料浆池经沉降，沉降后尾液一部分输送至盐田滩晒钾混盐矿，一部分尾液调整钾离子为2wt％后输送至球磨机进口用于调浆。
(4)含水分约12.5％的硫酸钾镁肥湿产品输送至露天堆场自然沉降水分至≤6％，再经混料、压实、造粒，干燥包装即得颗粒硫酸钾镁肥产品，产品质量符合国家gb/t20937-2018一等品标准。其有效养分含量为水溶性氧化钾(k2o)质量分数≥24％，镁(mg)的质量分数≥6.0％，硫(s)质量分数≥16％，氯离子(cl-)的质量分数≤2.5％，钠离子(na )的质量分数≤1.0％，游离水(h2o)的质量分数≤1.5％，水不溶物的质量分数≤1.0，该产品平均粒径达3.75mm，解决了粉末硫酸钾镁肥易板结的问题。
以上公开的本发明的具体实施例，其目的在于帮助理解本发明的内容并据以实施，本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的。本发明不应局限于本说明书的实施例所公开的内容，本发明的保护范围以权利要求书界定的范围为准。
1.一种利用钾混盐矿制备颗粒硫酸钾镁肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
采用硫酸盐型卤水，经盐田滩晒蒸发得到钾混盐矿；
将钾混盐矿破碎，将破碎后的钾混盐矿与尾液、淡水按设定的调浆浓度进行球磨混合；
将球磨后的料浆加淡水在常温进行转化反应，然后加母液进行浮选，过滤后得到硫酸钾镁肥湿产品；
将浮选后的尾液料浆经尾盐料浆池进行沉降，将沉降得到的尾液返回球磨进口进行调浆利用；
将硫酸钾镁肥湿产品输送至露天料场堆高并自然沉降水分；
将自然沉降水分后的硫酸钾镁肥湿产品通过混料、压实、造粒、干燥，得到颗粒硫酸钾镁肥。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将破碎后的钾混盐矿与尾液、淡水按设定的调浆浓度进行球磨混合，其中设定的调浆浓度为60-65％，球磨后在标准筛60目下的颗粒质量大于等于总颗粒质量的60％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将破碎后的钾混盐矿与尾液、淡水按设定的调浆浓度进行球磨混合，其中尾液加淡水调至钾离子约占2wt％，将该尾液和钾混盐在球磨机中进行混料。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将球磨后的料浆加淡水在常温进行转化反应，是将球磨后的料浆加淡水在23℃±5进行转化反应。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫酸钾镁肥湿产品中水分约占12.5％，在露天料场自然沉降水分至水分含量≤6％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将自然沉降水分后的硫酸钾镁肥湿产品通过混料、压实、造粒、干燥，得到颗粒硫酸钾镁肥，其中造粒、干燥产生的粉料返回混料工段回收利用。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钾混盐矿中包含：石盐、泻利盐、钾石盐、软钾镁矾、钾盐镁矾，离子组分为钾离子4.0-7.5wt％、硫酸根离子12-28wt％、镁离子4-7wt％、氯离子20-35wt％。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述颗粒硫酸钾镁肥的有效养分含量为：水溶性氧化钾的质量分数≥24％，镁的质量分数≥6.0％，硫的质量分数≥16％，氯离子的质量分数≤2.5％，钠离子的质量分数≤1.0％，游离水的质量分数≤1.5％，水不溶物的质量分数≤1.0。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述颗粒硫酸钾镁肥的平均粒径为3.75mm。
10.根据权利要求1～9中任一权利要求所述方法制备的颗粒硫酸钾镁肥。
技术总结