一种食品级氯化钾生产工艺探索

史忠录，马 珍，俞秋平，杜佩英，王振亚

(青海盐湖工业股份有限公司，国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心，青海省盐湖资源综合利用重点实验室，青海 格尔木 816000)

1 前言

食品级氯化钾广泛应用于农产品、水产品、畜产品、发酵品、调味品、方便食品的调味剂等，市场发展潜力大。目前食品级氯化钾生产在西部地区尚未形成规模，有较大的市场空间。钾肥产业是青海省的传统产业，也是支柱产业，钾盐产品的多元化、高值化开发可促进盐湖钾产业的可持续健康良性发展，同时延长了盐湖钾产业的产业链，使盐湖资源不仅在工业、农业领域发展，同时可以通过提高附加值向食品领域发展。

现有食品级氯化钾的制备技术是以工业氯化钾为原料，通过在热溶—冷结晶过程中耦合化学除杂法，加入碱液除去钙离子、镁离子，随后通过氧化或吸附或高温加热的方式去除浮选药剂，经过多步骤精制过程最终实现深度除杂，工艺复杂、生产成本较高。

2 原料组分

钾肥生产过程排放尾盐组分见表1。

表1 尾盐组分

3 工艺原理

钾石盐的主要组分为氯化钾和氯化钠，由于氯化钾和氯化钠在不同温度条件下的溶解度存在差异，NaCl的溶解度几乎不随温度变化而变化，而KCl的溶解度却随温度升高而显著增大，这种情况在两盐共饱和时更为显著。该工艺正是利用氯化钾和氯化钠之间的溶解度差异进行分离，达到分离氯化钾和氯化钠，生产氯化钾的目的。在高温下热解钾石盐氯化钾全部转入液相，通过冷却结晶得到产品氯化钾；氯化钠以固相的形式存在，通过固液分离即可将氯化钠分离出来。该工艺得到的氯化钾产品纯度高、粒度大。氯化钾和氯化钠的溶解度见表2。

表2 氯化钾、氯化钠溶解度表

4 相图分析(图1)

图1 15 ℃ K+、Na+、Mg2+∥Cl-—H2O四元水盐体系干基相图

首先是KCl·MgCl2·6 H2O和NaCl共溶及夹带母液的稀释，稀释初始液相点为老卤点F点，溶解初期液相点落在曲线FE上，并且随着加水量的增加沿FE向E点逐渐移动，当液相点落在E点时，尾盐组分中KCl·MgCl2·6H2O完全溶解，此时固相点从O点移动到h点。由于KCl·MgCl2·6H2O是一种异成分复盐，加水分解过程中因为同离子效应光卤石分解的同时会有一部分氯化钾以固相形式析出。

其次为KCl和NaCl的共溶过程，当液相点到达k点后继续加水，此时的液相点沿Ek向k点移动，当液相点落在k点时，尾盐组分中的KCl完全溶解，此时的固相点为h点。此时系统中的固相为纯NaCl，继续加水就是NaCl的溶解过程。此时的液相点即为所需要的钾石盐滩晒的液相点。

最后，再将k点卤水在盐田滩晒，通过盐田滩晒卤水蒸发水分，液相点从k点逐渐转移到E点，此过程析出钾石盐固相即为生产食品级氯化钾的原料。液相点到达E点后母液转入光卤石滩晒池滩晒光卤石用于浮选法生产氯化钾的原料。当液相点到达F点时将母液排出系统进行镁溶剂的配置。

5 工艺流程

首先将察尔汗地区浮选工艺生产排放的尾盐，通过洗盐的方式将尾盐中的固相氯化钾转化为液相(含钾卤水)，含钾卤水泵入盐田滩晒钾石盐为生产食品级氯化钾的原料；洗涤后的固相氯化钠稀释后做为钠溶剂注入采区进行固液转化溶解低品位固体钾矿。盐田滩晒的钾石盐通过机械采出后进行热溶解，得到饱和的含钾母液，热溶解钾石盐后在保温的前提下进行固液分离，固相即为氯化钠固体可以进行洗涤当做纯碱生产原料也可以作为钠溶剂，液相通过真空结晶蒸发即可达到高品位的氯化钾产品，氯化钾产品进一步精细除杂精制即可达到食品级氯化钾产品。

6 结论及建议

1)通过对浮选尾盐的洗涤不仅可以回收尾盐组分中的氯化钾，同时可以回收尾盐组分中的氯化钠，实现真正意义上的资源综合利用的目的。

2)利用浮选尾盐生产食品级氯化钾产品，可以缩短工艺流程，起到节能降耗的目的。

3)氯化钾的精制除杂需要考虑在结晶前除杂还是结晶后除杂，需要通过实践和生产成本综合考虑进一步优化确定。