[发明专利]利用含硝酸盐的硫酸镁亚型卤水制取钾混盐矿及生产硝酸钾的方法

说明书

技术领域

本发明属于无机盐化工领域，特别涉及一种利用含Na⁺、K⁺、Mg²⁺/Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-等离子的六元体系晶间卤水（即含有硝酸盐的硫酸镁亚型盐湖晶间卤水，又称含硝酸盐的硫酸镁亚型卤水或六元体系含有硝酸盐的硫酸镁亚型晶间卤水）通过自然蒸发、兑卤等工序晒制硝酸钾含量较高钾混盐矿、生产硝酸钾的方法。 

背景技术

新疆是我国唯一拥有含硝酸钾固体及液体矿资源的地区，利用该资源制取硝酸钾，无论从当地还是从国家发展来看，意义重大。钾硝石矿及盐湖晶间卤水中富含Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-及微量的碘和硼，其可加工生产天然优质硝酸钾，该产品在我国和世界上都属紧缺产品，无论附加值和作用，比硫酸钾、氯化钾更优，是稀缺的优质绿色钾肥，在世界上属紧缺的二元绿色肥料，并且广泛的应用于各工业领域。 

目前，固体矿已经进行了数年的开采，方法是先在矿区进行矿石的浸取，浸取液盐田摊晒，除盐后制取硝酸钾含量较高的半成品——钾混盐，再进行精加工。由于固体矿储量日趋减少，所以急需开发利用液体矿—盐湖晶间卤水。原则上，液体矿的开发利用工艺流程与固体矿大体相同，即先将液体矿通过盐田摊晒、除盐制取硝酸钾半成品，再进行精加工；由于液体矿的组分比固体矿复杂，在实际开发利用过程中，液体矿的开发、利用难度远大于固体矿的开发、利用。 

无论固体矿溶浸后的卤水还是晶间卤水液体矿，在自然蒸发制取半成品—钾混盐时，部分K⁺与Mg²⁺、SO₄^2-以复盐形式析出，对K⁺的回收及提高K⁺附加值带来了很大的难度，许多研究者对其的解决方案主要有两种办法，一种是以石灰作为除镁剂在原卤阶段除镁将卤水矿中的Mg²⁺、SO₄^2-除去，然后再通过盐田摊晒、除盐制取含Mg²⁺、SO₄^2-较低的半成品—钾混盐，此法需要大量的石灰，无疑增加了产品的生产成本，再者，Mg²⁺、SO₄^2-与石灰反应生成的CaSO₄和Mg(OH)₂是很难回收利用，并且长期大量外置，势必造成环境的污染，且盐田析出的氯化钠也被硫酸钙污染，限制了副产品氯化钠的使用价值。另外一种是以芒硝做为除镁剂将卤水矿中的Mg²⁺、SO₄^2-除去，具体是原卤加入芒硝再通过高温蒸发，析出无水钠镁矾与钠镁矾除去Mg²⁺、SO₄^2-；此法需要外购芒硝，再者，高温蒸发也需要耗能，增加了产品的成本，设备腐蚀严重，设备投资加大，不利于此工艺的推广和应用。 

发明内容

本发明的目的在于提出一种可有效解决六元体系含有硝酸盐的硫酸镁亚型晶间卤水，常规自然蒸发，晒制的钾混盐矿中Mg²⁺、SO₄^2-含量太高的问题，通过兑卤、分段析盐、制取含Mg²⁺、SO₄^2-含量较低的半成品——钾混盐的方法，然后用该钾混盐制取工业级硝酸钾、副产品硫酸镁。 

利用含硝酸盐的硫酸镁亚型卤水制取钾混盐矿的方法，包括以下步骤： 

①将六元体系含有硝酸盐的硫酸镁亚型晶间卤水通过蒸发浓缩，析出废盐，卤水中K⁺含量（质量比）为2.0%～3.2%时，分离废盐，得高硫卤水；

②兑卤：按高硫卤水：析钾卤水（质量比）=1:0.8～1.6掺兑得兑卤混合液，再自然蒸发，析出氯化钠和硫酸镁，至卤水中K⁺含量（质量百分比）为3.2%～3.5%、Mg²⁺含量（质量百分比）为5.0%～5.5%时，分离氯化钠和硫酸镁，得钾饱和卤水；