三元体系KCl+CaCl2+H2O在278.2 K及308.2 K下的稳定相平衡研究

姚智豪，孟浩, 2，于旭东，陈帅，罗军

1. 成都理工大学 材料与化学化工学院，四川 成都 610059；2. 青海盐湖工业股份有限公司，青海 格尔木 816099

引 言

钾盐是我国粮食安全的重要保障和基石。我国钾盐需求量大，钾肥对外依存度高达50%[1-2]。中国已查明的KCl资源储量为11亿t，其中卤水钾资源占比77%，约8.5亿t[3]，主要分布在青海柴达木盆地和新疆罗布泊地区。我国最大的钾肥生产基地察尔汗盐湖，采用“反浮选—冷结晶法”“冷结晶—正浮选法”“冷分解—正浮选法”等方法生产氯化钾。但由于察尔汗盐湖地质构造不同，采区晶间卤水中各离子含量不同，经盐田工艺摊晒制取出的光卤石矿原料中存在不同含量的钙，如不进行除钙，则随着生产的进行，钙逐步富集至后期加工系统，使得粗钾产品中夹杂钙而导致钾盐产品纯度较低[4]。现有氯化钾生产工艺路线制订，多以传统的Na+、K+、Mg2+//Cl--H2O四元体系相图为理论指导，对于Ca2+存在对工艺的影响考虑较少。基于此，为实现含钙卤水中钾盐的高效分离，结合察尔汗盐湖湖区温度情况，拟从三元体系KCl+CaCl2+H2O着手，开展该体系278.2 K、308.2 K相平衡研究，为卤水提钾工艺进一步优化提供数据支撑。

针对含钙水盐体系，已有部分学者开展了研究工作，POTTER II R W等[5]、LI D D等[6]开展了二元体系CaCl2+H2O的相平衡研究，研究发现氯化钙存在多种结晶形式，且结晶水数量随温度升高减少。丁秀萍等[7]、YANG J M等[8]开展了三元体系NaCl+CaCl2+H2O 298.2 K、348.2 K的相平衡研究，研究体系均为简单三元体系，无复盐或固溶体生成。LI D C等[9]、毕玉敬等[10]、GUO L J等[11]、HAN H J等[12]开展了三元体系CaCl2+SrCl2+H2O 288.2 K、298.2 K、323.2 K相平衡研究，发现氯化钙和氯化锶易形成固溶体，且温度对氯化钙结晶形式影响较大。……