冷卻溶析-反應(yīng)萃取耦合結(jié)晶法生產(chǎn)氯化鉀的過程研究.pdf

1、鉀是農(nóng)作物生長必需的三大要素之一。鉀肥對農(nóng)作物的主要作用是平衡氮、磷和其它營養(yǎng)元素，以達(dá)到改善作物的質(zhì)量，使作物增產(chǎn)的目的，其中鉀肥產(chǎn)品主要以氯化鉀為主。本文針鉀鎂鹽礦的實際狀況，開發(fā)出以熱溶浸液為原料的冷卻溶析結(jié)晶和反應(yīng)萃取結(jié)晶兩步新結(jié)晶工藝，生產(chǎn)出符合工業(yè)要求的氯化鉀產(chǎn)品，并對其形態(tài)學(xué)、雜質(zhì)對氯化鉀晶體形態(tài)的影響、結(jié)晶熱力學(xué)、結(jié)晶動力學(xué)、耦合結(jié)晶過程的模擬，進(jìn)而實現(xiàn)了該新工藝的全程優(yōu)化。 ⑴針對鉀鎂鹽礦的實際情況，試驗篩選提

2、取氯化鉀的工藝及其操作時間表，建立了冷卻溶析-反應(yīng)萃取耦合結(jié)晶生產(chǎn)氯化鉀的新工藝。 ⑵對氯化鉀晶體的形態(tài)學(xué)（晶體微觀結(jié)構(gòu)及晶習(xí)），以及雜質(zhì)對氯化鉀晶體形態(tài)的影響進(jìn)行了較為深入的探討。通過采用X射線單晶衍射儀對氯化鉀進(jìn)行的結(jié)構(gòu)解析，并研究了SO42+、Na+、Mg2+、Ca2+等離子對氯化鉀晶體形態(tài)及晶體生長速率的影響。 ⑶實驗研究了反應(yīng)萃取結(jié)晶過程體系中氯化鉀的熱力學(xué)性質(zhì)，采用動態(tài)法測定不同溫度下氯化鉀在該結(jié)晶過程中的溶

3、解度數(shù)據(jù)并進(jìn)行了關(guān)聯(lián)，同時測定了不同溫度下反應(yīng)萃取結(jié)晶法生產(chǎn)氯化鉀的介穩(wěn)區(qū)。 ⑷通過細(xì)致的實驗研究與模型模擬，建立了反應(yīng)萃取結(jié)晶法生產(chǎn)氯化鉀的結(jié)晶動力學(xué)方程組，確定了耦合結(jié)晶過程中晶體成核、生長以及聚結(jié)速率方程中的相關(guān)參數(shù)；以粒數(shù)恒算方程為基礎(chǔ)，結(jié)合質(zhì)量恒算和動力學(xué)方程，建立了反應(yīng)萃取法制取氯化鉀的結(jié)晶過程數(shù)學(xué)模型。 ⑸依據(jù)晶體生長習(xí)性，介穩(wěn)區(qū)特性，結(jié)晶動力學(xué)，以及物料性質(zhì)，研究了操作變量如降溫速率、攪拌速率和最終溫度對