[發明專利]加工硫酸鉀和硫酸鎂溶液的方法、生產硫酸鉀的方法和相關系統

有效

• 申請號: 201380056997.6
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN104755426B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: S·L·查斯頓;M·J·莫里森;R·W·查斯頓;D·M·費爾頓;T·H·紐曼
• 申請（專利權）人: 洲際鉀肥公司(美國)
• 主分類號: C01F5/40
• 分類號: C01F5/40;C01D1/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 汪宇偉

優先權要求

本申請要求以Chastain等人的名義、標題為“METHODS OF PROCESSING SOLUTIONS OF POTASSIUM SULFATE AND MAGNESIUM SULFATE,METHODS OF PRODUCING POTASSIUM SULFATE,AND RELATED SYSTEMS的于2012年9月12日提交的美國臨時專利申請序列號61/699,917的權益。

技術領域

本發明通常涉及加工堿金屬和堿土金屬復合物的水溶液以生產鉀堿的硫酸鹽(sulfate of potash)、無水鉀鎂礬和/或其它含有堿金屬和堿土金屬的產物。

發明背景

雜鹵石是具有式K₂Ca₂Mg(SO₄)₄·2H₂O的礦物，其天然存在于例如德克薩斯州、新墨西哥州、烏克蘭和德國的沉積層中。由于雜鹵石不具有足夠的水溶性以允許礦床被經濟地以溶浸法開采，因此礦床常規地經地下開采以生產巖石或大塊形式的礦石。

雜鹵石可用于生產多種鹽，諸如硫酸鉀(也稱為鉀堿的硫酸鹽或SOP)、硫酸鎂鉀、硫酸鈣鉀、氫氧化鉀、硫酸鎂等。一些鉀鹽是化肥和用于多種工業過程的原料中的重要成分。

在不經煅燒(即，加熱至雜鹵石至少部分離解的溫度)的情況下，雜鹵石在水溶液中是可溶的或可浸出的，但是溶解相對緩慢。加工雜鹵石礦的幾種方法是已知的，諸如在JohnΕ.Conley和Everett P.Par tridge,"Potash Salt from Texas-New Mexico Polyhalite Deposits:C ommercial Possibilities,Proposed Technology,and Pertinent Salt-Sol ution Equilibria,"U.S.Dept.of the Interior Bureau of Mines Bullet in 459(1944)中描述的那些。例如，雜鹵石可以通過本領域已知的方法煅燒，并且K₂SO₄和MgSO₄可以通過熱水、冷水或其它方法提取。所產生的液體可以經歷多種工藝以產生產物，諸如硫酸鉀(SOP或K₂SO₄)、鉀鎂礬(K₂SO₄MgSO₄·4H₂O)、軟鉀鎂礬(K₂SO₄MgSO₄·6H₂O)、無水鉀鎂礬(K₂SO₄·2MgSO₄)、水鎂礬(MgSO₄·H₂O)、瀉利鹽(MgSO₄·7H₂O)等。

加工雜鹵石礦的已知方法通常需要大量的功率和/或蒸汽投入，并且可能具有加工限制。例如，在一些方法中，K₂SO₄可以以約86％的效率回收，但是可能不為常規地用作化肥的形式(例如，晶型、純度等)。在一些方法中，鉀可以完全作為SOP制備，但是效率可能僅為約74％，并且蒸汽和功率需求可能相對較高。在其它方法中，K₂SO₄效率可以高達95％，但是具有更高的蒸汽和功率需求。一些方法可以以不理想的比例(即，以不能使產品的經濟值最大化的比例)產生含硫酸鹽的產品。因此，提供使這些缺點最小化或減輕的加工雜鹵石的方法是有利的。

發明內容

在一些實施方案中，加工含有硫酸鉀和硫酸鎂的水溶液的方法包括使循環晶體與水溶液混合、使硫酸鉀結晶和使循環晶體結晶。所述循環晶體可包括鉀鎂礬和/或軟鉀鎂礬以及任選地硫酸鉀。

加工含有硫酸鉀和硫酸鎂的浸出鹵水的其它方法包括使循環晶體與浸出鹵水混合、使硫酸鉀從濃縮溶液中結晶以形成第一貧鉀液體、使所述循環晶體從所述第一貧鉀液體中結晶以形成第二貧鉀液體，和使無水鉀鎂礬從所述第二貧鉀液體中結晶。所述循環晶體可以是鉀鎂礬或鉀鎂礬、軟鉀鎂礬和任選地硫酸鉀的混合物。循環晶體還 可包括其它物料，諸如含鈣鹽。