冷卻溶析-反應萃取耦合結晶法生產氯化鉀的過程研究.pdf

1、鉀是農作物生長必需的三大要素之一。鉀肥對農作物的主要作用是平衡氮、磷和其它營養(yǎng)元素，以達到改善作物的質量，使作物增產的目的，其中鉀肥產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晶和反應萃取結晶兩步新結晶工藝，生產出符合工業(yè)要求的氯化鉀產品，并對其形態(tài)學、雜質對氯化鉀晶體形態(tài)的影響、結晶熱力學、結晶動力學、耦合結晶過程的模擬，進而實現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-反應萃取耦合結晶生產氯化鉀的新工藝。 ⑵對氯化鉀晶體的形態(tài)學（晶體微觀結構及晶習），以及雜質對氯化鉀晶體形態(tài)的影響進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行的結構解析，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實驗研究了反應萃取結晶過程體系中氯化鉀的熱力學性質，采用動態(tài)法測定不同溫度下氯化鉀在該結晶過程中的溶

3、解度數據并進行了關聯，同時測定了不同溫度下反應萃取結晶法生產氯化鉀的介穩(wěn)區(qū)。 ⑷通過細致的實驗研究與模型模擬，建立了反應萃取結晶法生產氯化鉀的結晶動力學方程組，確定了耦合結晶過程中晶體成核、生長以及聚結速率方程中的相關參數；以粒數恒算方程為基礎，結合質量恒算和動力學方程，建立了反應萃取法制取氯化鉀的結晶過程數學模型。 ⑸依據晶體生長習性，介穩(wěn)區(qū)特性，結晶動力學，以及物料性質，研究了操作變量如降溫速率、攪拌速率和最終溫度對