制盐与盐化
工艺
化工工艺—钾盐生产
主讲：陈丽芳
天津科技大学
海洋科学与工程学院
制盐与盐化
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钾盐的主要品种：KCl（约占95%）、K2SO4(约占5%），其他少量KNO3等
钾盐的主要用途：肥料（约占95%）、其它用途如生产其他含钾化学品、
要用等
制取钾盐原料：
钾盐矿：在地壳中占第七位，总量1250亿吨，主
要集中在美、德、法、俄罗斯、加拿大等国，我国
很少；主要品种有钾石盐、光卤石等
含钾盐湖卤水：青海察尔汗、新疆罗布泊等
含钾地下卤水：四川、湖北江陵等地
海水系统：海水中含钾量占第六位、含量为
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苦卤是在晒盐过程中最后甩出的母液，随着水分的不断蒸发，KCl得到
富集，再经过复晒，一般含KCl量可达25g/l以上，是海水中KCl含量的70
倍，我国每年生产海盐3000万吨以上，每产1吨原盐相应排出300Be’的苦
卤为左右，由于渗透和输送过程等损失，我国每年的苦卤产量约为：
2000万m3，是提取钾盐的重要资源之一。
“苦卤”这一名称是由制盐母液中含有大量的具有苦味的镁盐而来的。
第一节第一节 海盐苦卤生产氯化钾海盐苦卤生产氯化钾
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• 苦卤的组成
一、苦卤的性质一、苦卤的性质
含量
苦卤的粘度
苦卤的比热容
苦卤中含有丰富的无机盐类，含量较多的有氯化钠、
氯化钾、硫酸镁、氯化镁、溴化镁，少量的钙盐、
锂盐、碘化物等 ，300Be’左右苦卤组成如下表：
60~110
NaCl
g/L20~2560~75150~180
单位 KClMgSO4MgCl2化学成分
一般来说，苦卤的浓度升高
时，NaCl含量降低，而KCl、
MgCl2、MgSO4的含量则升
高。
苦卤的粘度随着浓度的提高而显著增大。随着温
度的升高而显著降低。
一般卤水的比热小于纯水的比热，而且随着浓度
的升高而减小，随着温度的升高而增大。
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苦卤的沸点
苦卤的PH值
苦卤的沸点随苦卤的浓度的升高而升高，
随苦卤的浓度的降低而降低；随外界压
力的升高而升高，随外界压力的降低而
降低。常压下苦卤的沸点见下表：
一般卤水都是中性溶液，如300Be’的苦
卤其PH值大约在～之间，当苦卤
加热蒸发时，PH值随着苦卤浓度的增高
而减小，主要原因是在加热时有部分盐
类（如氯化镁）发生水解所致。
0Be’ 5 10 15 20 25 30 32 34 36
沸点
/℃
129
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0Be’/ ℃
苦卤化学组成（耶涅克指数值Z）
K+ 1/2Mg2+ 1/2SO42- Na+ H2O
二、苦卤中主要盐类的分离理论二、苦卤中主要盐类的分离理论
苦卤中主要含有NaCl、KCl、MgSO4、MgCl2、CaSO4、MgBr2等，因为
CaSO4和MgBr2含量较少，为便于分析问题，忽略这两种盐的含量，这时体
系就变成了Na+、K+、Mg2+//Cl-、SO4
2-——H2O五元交互体系。因此利用上述
体系的平衡相图来分析苦卤在不同温度下蒸发时的析盐规律。例：有一苦
卤的组成如表所示。
0Be’/ ℃ 相对密度
d
苦卤化学组成（g/L)
NaCl KCl MgCl2 MgSO4
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如何确定苦卤生产氯化钾的流程？？？
高温盐
蒸发
析盐
苦卤 兑卤蒸发
析盐析硫
酸镁
分离盐
固液
分离
高温固
液分离
冷却结晶 固液分离
浓厚卤
光卤石
分解
水
氯化钾
洗涤
水副生卤
已知原料组成
制盐与盐化
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苦
卤
低
温
蒸
发
（
苦
卤
低
温
蒸
发
（
0
℃
0
℃
）
相
图
分
析
）
相
图
分
析
Eps：MgSO4·7H2O
Car：KCl·MgCl2·6H2O
Bis：MgCl2·6H2O
1、相图分析析盐规律
制盐与盐化
工艺
苦卤低温蒸发（苦卤低温蒸发（00℃℃）相图分析结果）相图分析结果
阶段 体系点 液相点 固相点 过程情况
一 M —— —— NaCl析出
二 M M→L S NaCl、MgSO4·7H2O析出
三 M L→E0 S →S1 NaCl、MgSO4·7H2O、KCl析出
四 M E0 S1 →S2 NaCl、MgSO4·7H2O、Car析出
,KCl溶解（溶完）
五 M E0 →E1 S2 →S3 NaCl、MgSO4·7H2O、Car析出
六 M E1 S3 →M NaCl、MgSO4·7H2O、Car析出
制盐与盐化
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苦卤低温蒸发（苦卤低温蒸发（00℃℃）相图分析结论：）相图分析结论：
苦卤在低温蒸发时有氯化钾单独析出，但析出量很少，
而且继续蒸发氯化钾溶解，然后有两种含钾复盐Pic和Car析
出，且Pic最后完全转化为Car。
制盐与盐化
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苦
卤
常
温
蒸
发
（
苦
卤
常
温
蒸
发
（
25 25
℃ ℃
）
相
图
分
析
）
相
图
分
析
Eps：MgSO4·7H2O
Hex： MgSO4·6H2O
Pen：MgSO4·5H2O
Tet：MgSO4·4H2O
Kai：KCl·MgSO4·3H2O
Car： KCl·MgCl2·6H2O
Bis:MgCl2·6H2O
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苦卤低温蒸发（苦卤低温蒸发（2525℃℃）相图分析结果）相图分析结果
阶段 体系点 液相点 固相点 过程情况
一 M —— —— NaCl析出
二 M M→A Sn NaCl、Eps析出
三 M A→O Sn →S1 NaCl、Eps、Kai析出
四 M O S1 Eps脱水为Hex，其它盐不参与
五 M O →Q S1 →S2 NaCl、Kai析出，Hex溶解
六 M Q S2 Hex脱水为Pen，其它盐不参与
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苦卤低温蒸发（苦卤低温蒸发（2525℃℃）相图分析结果）相图分析结果
阶段 体系点 液相点 固相点 过程情况
七 M Q →S S2 → S3 NaCl、Pen、Kai析出
八 M S S3 Pen脱水为Tet，其它盐不参与
九 M S→U S3 →S4 NaCl、Tet、Kai析出
十 M U S4 →S5 NaCl、 Tet 、Car析出，Kai溶解
十一 M U →V S5 →S6 NaCl、 Tet 、Car析出
十二 M V S6 →M NaCl、 Tet 、Car、Bis析出
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苦卤常温蒸发（苦卤常温蒸发（2525℃℃）相图分析结论：）相图分析结论：
苦卤在常温蒸发时没有氯化钾单独析出，但有两种含钾
复盐Kai和Car析出，且kai最后完全转化为Car。
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苦
卤
高
温
蒸
发
（
苦
卤
高
温
蒸
发
（
110
110
℃ ℃
）
相
图
分
析
）
相
图
分
析
制盐与盐化
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33、苦卤高温蒸发（、苦卤高温蒸发（110110℃℃）相图分析（）相图分析（22））
苦卤高温蒸发过程析盐规律（110℃）
阶段 体系点 液相点 固相点 过程情况
一 M M —— NaCl析出
二 M M→L M1 NaCl、MgSO4·H2O共析
三 M L→E1 M1→S1 NaCl、MgSO4·H2O、Car共析
四 M E1（蒸干） S1→ M
NaCl、MgSO4·H2O、Car、
Bis共析
结论：苦卤在高温等温蒸发过程中，没有KCl析出，只有
KCl·MgCl2·6H2O（光卤石）一种含钾复盐析出。
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苦卤高温蒸发（苦卤高温蒸发（110110℃℃）相图分析结论：）相图分析结论：
苦卤在高温蒸发时没有氯化钾单独析出，只有一种含钾
复盐Car析出，且析盐具有明显的阶段性。
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相图分析结论：
低温（0℃）相图分析结论：
苦卤在低温蒸发到某一阶段后，虽有KCl结晶析出（伴随
着大量NaCl和MgSO4·7H2O析出），继续蒸发时KCl溶解，苦
卤中的KCl主要是以光卤石的形式析出。
常温（25℃）相图分析结论：
苦卤在常温蒸发时没有KCl析出，只有钾盐镁矾和光卤石两
种含钾复盐析出，而且随着蒸发过程的继续进行析出的钾盐
镁矾又完全溶解，最后以光卤石形式析出。
高温（100℃）相图分析结论：
苦卤在高温等温蒸发过程中，没有KCl析出，只有
KCl·MgCl2·6H2O（光卤石）一种含钾复盐析出。
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相图分析总结论：
综上所述，低温（0℃）、常温（25℃）以及高温（110℃）几种温度下
的相图分析可知：
⑴在不同温度下进行等温蒸发，其析盐规律各不相同。
⑵KCl只有在0℃蒸发时与其它盐一起析出，而在其他情况下均以含钾复盐
的形式析出，其复盐有Kai、Car两种，但最后都转化成光卤石。
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（1）苦卤常温蒸发实验：苦卤常温蒸发实验结果见下表和图：
0
Be’/℃
固相组成（%）
NaCl MgCl2 MgSO4 KCl H2O
30/30 0 0 0 0 0
2、苦卤中主要盐类分离的科学试验
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蒸发母液 分离盐类后母液组成 克/升 每段析
出盐量
（克）
析出盐类成分 %
/℃
体积
升
NaCl MgCl2 MgSO4 KCl NaCl MgCl2 MgSO4 KCl H2O
30/30 0 0 0 0 0 0
微
微
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苦卤常温蒸发实验结果：苦卤常温蒸发实验结果：
制盐与盐化
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苦卤常温蒸发实验结论苦卤常温蒸发实验结论
由表及图可以看出：
（1）苦卤蒸发至340Be’以前为NaCl单独析出阶;
（2）在34～ 0Be’有MgSO4大量析出，通过计算或固相鉴定，析出的固
相为MgSO4·7H2O；
（3）在35～之间有KCl和MgSO4大量析出，在此阶段KCl和MgSO4是结合成
KCl·MgSO4·3H2O形式析出；
（4）在～之间有MgCl2和KCl大量析出,且MgSO4不断溶解，在此阶段
为KCl·MgCl2·6H2O析出， KCl·MgSO4·3H2O溶解。
通过上面的分析可以看出：苦卤常温蒸发试验的析盐规律与25℃五元平
衡相图分析的结果基本符合。
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沸点℃ 比重d
高温液相组成（kg/m3）
NaCl析出率
（%）
MgSO4析
出率（%）KCl NaCl MgSO4 MgCl2
原料
’
/30℃
0 0
117
119
121
123
125
127
129
131
（2）苦卤高温蒸发分实验：高温蒸发实验结果见下表和图
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制盐与盐化
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苦卤高温蒸发实验苦卤高温蒸发实验
制盐与盐化
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苦卤高温蒸发实验结论：
从上述实验数据及有关图表可以得出：
（1）苦卤在高温蒸发时，温度在117℃以前主要为NaCl析出；
（2）117℃左右MgSO4·H2O开始饱和，117～121℃之间为
MgSO4·H2O的大量析出阶段；
（3）沸点在121℃时，NaCl和MgSO4的析出率在80%左右，沸点
在127℃时， NaCl和MgSO4的析出率已达到90%以上（即已充分
析出）；
（4）沸点在129℃左右时开始有钾盐析出。
这一试验结果与前面用110℃的五元平衡相图分析的结果
基本符合。
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苦卤低温蒸发：有KCl析出，但析出量很少；
常温蒸发：没有KCl析出，但有含钾复盐析出，Kai和Car
高温蒸发：析出Car
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通过相图分析和科学试验的分析：
（1）在苦卤的蒸发过程中，常温蒸发和高温蒸发时没有KCl的单独析出阶段，
只有钾的复盐（钾盐镁矾和光卤石）析出，低温蒸发时有KCl析出，但析
出率很低，且是与其他盐一起析出，因此用低温蒸发的方法从苦卤中直
接提取KCl是不可能的。
（2）在常温蒸发时有钾盐镁矾(Kai)和光卤石(Car)两种含钾复盐析出，且
KCl的析出率均在80%以上，因此这两种复盐都有可能成为提取KCl的中
间产品，那么选择哪一种更好呢？可以利用相图进行分析 ：
3、苦卤生产KCl原则流程的确定
制盐与盐化
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kaikai加水过程相图分析加水过程相图分析
结论：钾盐镁矾是一种
异成分复盐，加水分解，
析出另一种复盐软钾镁
矾。
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从上述相图分析可知：钾
盐镁矾
（KCl·MgSO4·3H2O）是
异成分复盐，加水分解得
到软钾镁矾
（K2SO4·MgSO4·6H2O) ，
软钾镁矾也是异成分复盐，
加水分解析出K2SO4，因此
不能作为生产氯化钾的中
间产品。
PicPic加水过程相图分析加水过程相图分析
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光卤石（Car：
KCl·MgCl2·6H2O）
是异成分复盐，加水
分解析出氯化钾，可
以作为生产氯化钾的
中间产品。
光卤石（Car）加水过程相图分析
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（3）由苦卤高温蒸发试验可以看出，在蒸发过程中各种盐类析
出有明显的阶段性:
沸点在117℃以前为NaCl单独析出;
在117～129℃之间为MgSO4·H2O大量析出阶段，此阶段有90%以
上析出，KCl进一步富集;
129℃左右开始有钾盐析出;
因此只要控制蒸发沸点在129℃之前（在钾盐析出前）进行
高温固液分离，即可以把绝大部分的固相NaCl、 MgSO4·H2O分
离出去，使KCl全部富集在母液中，再制取光卤石。
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（4）把25℃的五元相图与110℃时的五元相图进行比较可以
看出，在高温时结晶区扩大，光卤石结晶区缩小，而在低温
时恰好相反，这一点也说明高温蒸发时对分离等杂质盐类比
低温蒸发更有利；另外利用低温时光卤石结晶区扩大这一特
点，可以将苦卤在高温蒸发得到的清液进行冷却，必然有大
量光卤石析出。
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由以上的分析可以确定苦卤生产氯化钾的原则流程如下：
苦卤生产氯化钾的原则流程的确定：
高温盐
蒸发
析盐
苦卤 蒸发析盐
析硫酸镁
分离盐
固液
分离
高温固
液分离
冷却
结晶
固液
分离
浓厚卤
光卤石
分解
水
氯化钾
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苦卤生产氯化钾的工艺流程（框图）：Ⅰ效兑卤
固液
分离
氯化钾
蒸发析盐
析硫酸镁
洗涤
高温盐分离盐
固液
分离
浓厚卤
光卤石
分 解
水
蒸发
析盐
苦卤
高温固
液分离
冷却
结晶
去提溴
水
副生卤
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苦卤生产氯化钾的工艺流程（框图）：
效前兑卤
低温盐
（苦盐）
固液
分离
氯化钾
蒸发析盐
析硫酸镁
洗涤
高温盐
固液
分离
浓厚卤
光卤石
分 解
水
兑卤
苦卤
高温固
液分离
冷却
结晶
去提溴
水
副生卤
制盐与盐化
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小 结：
原 料 相图分析 室内实验
理论基础、确定
实验方案
理论基础、确定
中试原则流程
中 试
规模生产
放大
改进完善流程、
解决技术、设备
问题等
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三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
（一）原料卤水的预处理
用蒸发浓缩的方法从苦卤中提取氯化钾，首先是进行高温蒸发浓缩，
先把大量的水分、NaCl和分离出去，母液再进行冷却析出光卤石。一般
晒盐后的苦卤浓度多在280Be’左右，经明沟输送到化工厂附近时，由于稀
释其浓度一般为26～27 0Be’ ，这种低浓度的卤水含有大量水分和NaCl，
在高温蒸发过程中要蒸发大量的水分，燃料消耗很大，使其成本增高，而
且在蒸发过程中要析出大量的固相盐类，使固液比高达50%，使蒸发操作
和固液分离很困难，同时在固液分离过程中不可避免地要带失大量的母液，
从而造成钾盐损失很大，为此各生产厂非常重视原料卤水的处理。
制盐与盐化
工艺
卤
水
预
处
理
的
方
法
冬季除硫酸镁:利用冬季气温降低，
自然冷冻除MgSO4·7H2O，同时除去水
分和硫酸镁杂质。
化学方法:利用制碱厂排出的废液（含
大量CaCl2，与硫酸镁反应生成溶解度较
小的硫酸钙，达到除SO42-的目的。
复晒法:将苦卤重新送回盐田，利用太
阳能蒸发水分，同时析出大量NaCl，副
产部分盐，达到浓缩和除杂的目的。
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
项目
28 29 30 31 32
耗卤体积 72 70 66 60 47
蒸发水量
（吨）
36 31
耗煤量（吨）
蒸发析盐量
（吨）
以
‘为100% 100 106 112 123 143 175 197
生产1吨一级氯化钠的各种物料消耗比较表（生产统计数据）
0
Be’
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
复晒的作用：
苦卤浓度每提高10Be’，其各项经济指标如下：
1、节省燃料，每吨氯化钾可达吨煤；
2、设备生产能力提高%；
3、由于减少了高低温盐带失的澄清液，KCl提取率可提高%；
4、每吨KCl能在复晒过程副产的工业盐吨；
5、产品的成品约下降5～8%。
度
的
确
定
：
复
晒
终
止
浓
复晒过程不析出其他盐类，只由
NaCl析出：340Be’以前越高越好。
当地的气候条件，一般为31～
320Be’
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
25 —— —— —— —— 0
—— —— —— —— 8
—— —— —— 0 ——
—— —— —— —— 8
10 —— —— 0 10 16
—— 0 —— —— ——
0 —— 8 —— ——
12 9 52 49 ——
5 —— 41 —— 69 ——
（二）兑卤
MgSO4/MgCl2
MgCl2/KCl
苦卤蒸发钾盐损失与MgSO4/MgCl2、MgCl2/KCl比值的关系
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
NaCl MgCl2 MgSO4 KCl 单位
g/L
例如：苦卤组成如下(g/L)
M,在有钾析出区
？
增加MgCl2含量
加入氯化镁（固体）
加入浓厚卤（液体）
加入提溴废液（液体）
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
兑卤：是指苦卤、浓厚卤以及氯化钾生产过程的副生卤互相搀兑
兑卤比：苦卤体积与浓厚卤体积之比
兑卤的作用：
改变卤水组成，镁钾比值↑，镁镁比值↓，使卤水在蒸
发过程无钾盐析出；
降低蒸发过程卤水的固液比，有利于蒸发操作；
同离子效应，使氯化钠析出更充分。
兑卤比的弊病：
兑入的浓厚卤在生产过程中空运转，能耗增加，设备生产能力
降低。
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
兑卤比如何确定：
苦卤冬季除硫酸镁后兑卤比有何变化：
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
兑卤过程的计算：
物料 苦卤 浓厚卤 分解液 洗涤液
体积/m3 V1 V2 V3 V2
MgCl2含量（g/L) CM1 CM2 CM3 CM4
KCl含量（g/L) Ck1 Ck2 Ck3 Ck4
(1)苦卤体积计算：
(2)浓厚卤体积计算：未析出组分
(3)兑卤比计算
(4)兑卤流程：
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
1、蒸发的目的
浓缩——蒸发水分
使杂质盐（NaCl、MgSO4·H2O)充分析出
KCl和MgCl2富集
2、蒸发的要求
使杂质盐（NaCl、MgSO4·H2O)充分析出
Car恰好饱和，而又不析出 三盐共饱
（三）蒸发和高温固液分离
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
水 水
苦卤 蒸 发
NaCl
蒸 发
MgSO4·H2O、NaCl
高温固
液分离
澄清液
理论上对NaCl、
MgSO4·H2O、Car
三盐共饱
T保温T终
3、蒸发的终止沸点
制盐与盐化
工艺
五元交互体系，独立组分数C=5
三固一液，相数P=4
自由度F=C-P+1=5-4+1=2
两个自由变量
温度：保温温度T保温
某一组分含量：MgCl2/KCl
蒸发终止沸点T终：取决于操作压力和卤水（澄清液）浓度
海水系统卤水当压力一定时沸点与浓度有很好对应关系
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
保温温度
℃
液相组成克/100克溶液
MgCl2/KCl NaCl KCl MgCl2 MgSO4
90
100
不同温度和不同MgCl2/KCl比值时NaCl、MgSO4·H2O、Car三盐共饱溶液组成
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
不同温度和不同MgCl2/KCl比值时NaCl、MgSO4·H2O、Car三盐共饱溶液组成
/
保温温度
℃
液相组成克/100克溶液
MgCl2/KCl NaCl KCl MgCl2 MgSO4
110
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
不同温度和不同MgCl2/KCl比值时NaCl、MgSO4·H2O、Car三盐共饱溶液组成
/
保温温度
℃
液相组成克/100克溶液
MgCl2/KCl NaCl KCl MgCl2 MgSO4
120
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
表中可知：
T保温一定，MgCl2/KCl↑，澄清液中KCl的含量↓；
MgCl2/KCl一定， T保温↑，澄清液中KCl的含量↑。
因此：适当少兑浓厚卤（MgCl2/KCl稍低些） ，适当提高
保温温度对生产有利
蒸发终止
沸点
蒸发压力
澄清液浓度
保温温度T保温
MgCl2/KCl
制盐与盐化
工艺
蒸发终止沸点与保温温度、卤水镁钾比值的对应关系（常压）
/
保温温度
℃
终止沸点
℃
保温温度
℃
终止沸点
℃
90 110
90 110 131
90 110
90 110
100 120
100 129 120
100 120
100 120
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
/
蒸发终止沸点与保温温度、卤水镁钾比值的对应关系（常压）
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
4、蒸发效数和蒸发流程
蒸发效数：
例1：T0=℃, Tk=℃
氯化钾生产一般Δ=24+1+2=27℃
例2：T0=℃, Tk=℃
氯化钾生产一般Δ=24+1+2=27℃
氯化钾生产一般采用两效，三效蒸发
制盐与盐化
工艺
蒸发流程：
工艺要求高温排料（保温温度为100～110℃）
苦卤的粘度随着温度↓而大大↑
对于两效蒸发：？
对于三效蒸发：？？？
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
负压降温操作压力的确定
/
真空度/mmHg
负压降温器排
料温度/℃
0 128
310 113
415 105
520 97
610 84
680 72
721 58
740 53
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
为什么要负压降温？ 负压降温器及工作原理：
负压降温器排料温度=T保温+5～8℃（管
路损失）
制盐与盐化
工艺
高温盐洗涤：高温盐夹带大量母液（含钾量很高）
温度高（T保温）
问题：带失大量钾，收率↓
转鼓真空过滤
解决方法：洗涤
洗涤剂：低浓度苦卤（或者混合卤水
高温盐利用：冻硝
生产硫酸钾
分离：盐和硫酸镁
制盐与盐化
工艺
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
（四）冷却结晶
相图分析和实验可得其冷却过程析盐规律:
浓度/0Be MgSO4 MgCl2 KCl NaCl
36～ ～ 31～32 ～ ～
澄清液组成（w%）
开始冷却只有NaCl+MgSO4·H2O析出，光卤石（Car）从不饱
和到饱和；
冷却至某一温度时Car饱和，这时NaCl+MgSO4·H2O+Car析出
制盐与盐化
工艺
继续冷却至某一温度，液相点离开Car、MgSO4·H2O共饱线，进
入Car结晶区，此时MgSO4·H2O不饱和，只有NaCl+ Car析出，
以前析出的MgSO4·H2O返溶 ；
冷却至25℃时绝大部分Car已析出，继续冷却MgCl2·6H2O析出
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
冷却温度
T保温
Car饱和
MgSO4·H2O开始溶解
MgSO4·H2O溶完
75℃
50℃
25℃ MgCl2·6H2O开始析出
NaCl+ MgSO4·H2O析出
NaCl+ MgSO4·H2O+Car
析出
NaCl+ Car析出
制盐与盐化
工艺
如果冷却温度太高：
如果冷却温度太低：
适宜的冷却温度：
光卤石析出率
光卤石质量（纯度）
技术可能性
经济合理性
制盐与盐化
工艺
/
冷却温度/℃
光卤石析出率/%
MgCl
2
/KCl= MgCl
2
/KCl= MgCl
2
/KCl=
100 0 0 0
95 16
90
85
75 66
55
45
35
25
冷却终温的确定
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
冷却终温的确定
/
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
冷却至同一温度时，不同MgCl2/KCl卤水Car析出率不同，但
温度低于45℃时析出率相差不大；
冷却温度↓， Car析出率↑；
冷却至45℃时Car析出率已经≥90%, 25℃时Car析出率
≥95%,说明此时冷却温度↓，Car析出率增加很少。
另一方面：冷却温度↓，动力消耗↑
冷却终温：30℃～40℃
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
气温变化时，蒸发终止沸点、保温温度、冷却终温之间
如何调节？
正常情况下光卤石组成：
KCl：21%左右
MgCl2:31%左右
NaCl:7%左右
MgSO4：1%左右
NaCl含量偏高（10%)分析原因
MgSO4含量含量偏高分析原因
MgCl2含量含量偏高分析原因
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
冷却结晶流程及设备：
两级冷却？？？
真空结晶器：
风冷塔：
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
物料衡算： 例题：
物料名
称
浓度
/0Be
KCl NaCl MgCl2 MgSO4 H2O 单位
澄清液 g/L
浓厚卤 g/L
光卤石 —— W%
以1m3澄清液为基准，计算：
（1）光卤石析出量；
（2）得到浓厚卤量；
（3）冷却结晶过程蒸发水分量。
制盐与盐化
工艺
/
从澄清液中析出的光卤石，除含有KCl外，还含有NaCl和MgSO4
组分 NaCl MgCl2 KCl MgSO4 H2O
Wt% 5~8 30~32 18~22 ~ 34~42
光卤石的组成（wt%）
显然要从上述的光卤石中生产出符合质量标准的KCl产品，
必须将其中的杂质盐——MgCl2、NaCl和少量MgSO4的除去。
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
（四）分解洗涤——从光卤石中制取氯化钾
制盐与盐化
工艺
/
从光卤石制取氯化钾的方法：
一次加水一次分离——一次加水不仅使光卤水分解，而且使
氯化钠等杂质全部溶解；
二次加水二次分离——第一次分解加水使光卤水完全分解，
第二次加水使氯化钠全部溶解；
三次加水，三次分离——第一次加水使光卤石完全分解，第
二次、第三次为洗涤过程，生产优级氯化钾
从光卤石制取氯化钾的原理：
光卤石是一种异成分复盐，加水分解时析出另一固相KCl—
—分解原理。
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
/
从光卤石分解洗涤制取氯化钾过程的相图分析
组分 MgSO4 MgCl2 NaCl KCl H2O 备注
Wt%
g/100g·S
g/100g·S — 折算后
光卤石的组成（wt%）
由于光卤石中硫酸镁的含量很低，因此将硫酸镁的量
折算为氯化镁，此时可以用KCl-NaCl-MgCl2-H2O简单四元
体系进行相图分析。
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
/
一次加水，一次分离过程的相图分析
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
干基图：M+H2O→G（分解洗涤液）+KCl
水图： M’+H2O=M”→G+KCl
以100kg光卤石为基准，计算得：
加水量W=
KCl量=
制盐与盐化
工艺
不同温度下NaCl、KCl、MgCl
2
三盐共饱溶液数据/g/100gH
2
O
温度/℃ NaCl KCl MgCl
2
0
10
15
20
25
30
40
50
60
70
80
90
二次加水，二次方法的提出
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
/
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
三盐共饱溶液中
MgCl2的溶解度很大，
而NaCl很小
想除去NaCl势必
会溶解相当多KCl
制盐与盐化
工艺
/
不同温度下NaCl、KCl二盐共饱溶液数据
/g/100gH
2
O
温度/℃ NaCl KCl
0
10
20
30
40
50 22
60 24
70
80 30
90
100
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
两盐共饱溶液中NaCl的溶解
度很大，KCl较小
想除去NaCl容易
制盐与盐化
工艺
/
二次加水，二次分离流程
光卤石
水
KCl分 解
水
固液
分离
分 解
固液
分离
水
分解液 洗涤液
粗钾
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
四、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
/
二次加水，二次方法的相图分析
干基图：M+H2O→ H(粗钾)+F(分解液)
水图： M’+H2O=M”→ H’+ F’
干基图：H+H2O→ KCl(精钾)+ E（洗涤液）
水图： H’+H2O=H”→KCl+E’
第一次加水：分解加水
第二次加水：洗涤加水
制盐与盐化
工艺
/
分解洗涤过程氯化钾的单线取得率η
分解洗涤方法
得到KCl量
kg
分解洗涤加水量
kg
KCl单线取
得率%
一次加水一次
分离
二次加水、二
次分离
一次加水和二次加水的比较（以100kg光卤水为基准）
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
/
粗钾
中间钾
光卤石分解
固液分离
第一次洗涤
固液分离
第二次洗涤
固液分离
光卤石
分解液（回兑卤）
洗涤液（回兑卤）
水（过量）
循环液
产品KCl（含97%以上）（干基）
三
次
加
水
，
三
次
分
离
流
程
（
生
产
优
级
氯
化
钾
）
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
/
分解洗涤过程影响氯化钾单线取得率的因素：
光卤石中含NaCl%
理论加水量（重量）% 100 120
KCl单线取得率%
（1）光卤石中NaCl含量对取得率的影响
（2）分解洗涤时的温度对KCl单线取得率的影响
但应考虑到光卤石中含有一定的硫酸镁，硫酸镁的颗粒极细，浆液
粘度大，固液分离较困难，低温时尤为显著，因此当光卤石中硫酸
镁含量高时，分解温度应适当提高。
分解温度：低温较好
洗涤温度：低温较好
常温操作
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
/
分解洗涤过程加水量：
（1）分解加水量
依据：分解加水量以控制刚好将光卤石中的MgCl2全部溶解为限
W1——理论分解用水量（kg）G1
——光卤石重量（kg）
M1——每kg光卤石中MgCl2含量
（kg/kg光卤石）
H1——每kg光卤石中水含量
（kg/kg光卤石）
t1——分解时料液温度（℃）
——温度系数（1/℃）
控制参数：加水量为光卤石重
量的45%左右，分解液浓度31
—32
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
分解洗涤过程加水量：
（1）洗涤加水量
依据：洗涤加水量以控制刚好将粗钾中的NaCl全部溶解为限
W2——理论分解用水量（kg）
G2——粗钾质量（kg）
N——每kg粗钾中NaCl含量（kg/kg粗钾）
H2——每kg粗钾中水含量（kg/kg粗钾）
t2——洗涤时料液温度（℃）
——温度系数（1/℃）
控制参数：加水量
为光卤石重量的
45%左右，洗涤液
浓度27—28
三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析三、兑卤法生产氯化钾的工艺过程分析
制盐与盐化
工艺
兑卤法生产氯化钾总结
/
：该流程优点
（1）工艺技术成熟、可靠；
（2）对环境友好
：存在问题：
（1）工艺流程长，氯化钾的收率低60～70％；
（2）能耗高：每吨氯化钾消耗蒸汽17～20吨。
急需开发新的苦卤综合利用技术
