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巴仑马海湖卤水自然蒸发试验

2020-09-10李加迎

看世界·学术下半月 2020年6期

李加迎

摘要:根据巴仑马海湖卤水的组成,进行自然蒸发试验,获得自然蒸发数据,对生产和综合利用提供依据。

关键词:自然蒸发;光卤石;钾石盐

一、前言

氯化钾是化学工业中重要的工业原料,也是农业中不可缺少的钾肥,随着我国家业的发展,对钾肥的需求量逐年增加,而我国我的钾肥生产量远远不能满足国内需求,尚需进因此,寻求好的氯化钾生产方法很有意义。

巴仑马海湖是氯化物型的盐湖,其卤水含钾量低而钙含量较高,此次实验的卤水采自巴仑马海西侧5#钠盐池的卤水,氯化钾含量已相对富集。此次实验是以Na+、K-、Mg2+//Cl-、SO42-—H2O五元水系相图为依据,利用巴仑马海当地气候,自然蒸发,其主要蒸发析盐规律为:氯化钠、钾石盐、光卤石、硫酸镁、老卤。

二、相图计算:

此次试验于8月25日取5#钠盐池卤水中各种化全物含一含量,见表1。

将卤水组成绘于Na+、K+、Mg2+//Cl—H2O四元水系相图上,如图1所示,位于M点。以相图为依据指导蒸发,结晶蒸发路线为:首先蒸发部分水分,等卤水饱合,析出氯化钠,其次是钾石盐、光卤石伴随着硫酸镁析出,最后结晶析出氯化镁和硫酸镁。

根据相图M点组成工艺计算,其物料平衡结果如图2所示。

三、分析方法:

银量法测定氯离子,四苯硼钠容量法测定钾离子,硫酸钡重量法测定硫酸根离子,EDTA络合滴定法测定镁、钙离子,烘干重量法测固相中的水分。

○卤水蒸发各阶段M点在相图上的位置

四、试验方法:

自然蒸发采用搪瓷盆(盆口直径52.0cm,盆高16.0cm),温度计、比重计、50kg电子秤、(感量50g),1000ml量筒、200g台式天平(感量0.1g),50倍方大镜。

用50kg电子秤称取卤水25.00kg,放入盆中,水深12.3cm。在室外进行自然蒸发,每天早上记录气温、卤水温度、卤水比重,用肉眼观察卤水中结晶物的变化。如有新固相析出时,进行固液分离,测卤水密度,并取固样进行化学分析。用布氏漏斗抽滤进行固液分离。分析结果见表2。

五、结果讨论:

1) 巴仑马海卤水蒸发前期以Na+、K+、Mg2+//Cl—H2O四元水系相图、 Na+、K+、Mg2+//Cl、SO4—H2O五元水系相图做依据计算物料平衡基本符合。

2) 实验获得了自然蒸发各阶段的固液分离点,物料分布关系,可做为盐田生产指导。

3) 通过流程图计算,10t卤水可生产0.79t钾石盐和0.66t光卤石矿,钾石盐矿在日晒池中不分离,那么,生产1t光卤石需卤水6.91t。

4) 钾石盐矿阶段在日晒池中不分离,继续蒸发生长光卤石,卤水组成在光卤石点不变,钾石盐矿会在日晒池中轉化为光卤石矿,当钾石盐矿在日晒池中转变完后,卤水蒸发组成点在相图上开始移动。

5) 对氯化物型卤水,MgCl2:KCl<7.71时,说明有钾石盐析出;当MgCl2:KCl>7.71时,只有光卤石析出。