二次转化所制软钾镁矾热溶冷结晶的实验分析

韩秀珍（国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司，新疆维吾尔自治区 哈密 839000）



二次转化所制软钾镁矾热溶冷结晶的实验分析

韩秀珍
（国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司，新疆维吾尔自治区 哈密 839000）

摘 要：软钾镁矾的生产是通过二次转化形成的，如果不利用机械进行造粒的情况下，则会出现产品的受潮以及结块现象，影响其储藏和使用；此外，由于其中少量的不容性物质会影响肥料进行喷灌使用，从而降级了化肥的使用范围。所以采用结晶技术进行大颗粒软钾镁矾的生产具有积极的意义。

关键词：软钾镁帆；二次转化；热溶冷结晶；实验

近年来，随着国家对粮食生产的重视，粮食产量出现了连年上升的态势，然而土壤中却出现了钾元素逐渐减少的问题。在传统肥料使用中，由于硫酸钾镁肥富含钾和镁元素，因而被大量在农业生产中使用。而软钾镁矾虽然也有足量的钾和镁元素的含量，但其相关的结块现象阻碍了正常的推广，那么，积极对软钾镁矾晶体肥料的结块现象进行防范就非常重要了，因此，文章重点对二次转化所制软钾镁矾热熔冷结晶的实验室方法展开了分析。

1 软钾镁矾的经济效益

在我国广阔的青藏高原上，存在盐湖的地方就有大量的复盐，如某盐湖的卤水中就富含着亚型硫酸镁，这种复盐在阳光的照耀下会形成大量的软钾镁矾，同时还会形成硫酸镁以及氯化钠等，用相关的工艺对以上物质进行加工就形成了品质上成的软钾镁矾。现阶段，由于无氯钾肥对植物所具有的促进作用，使得农业生产对无氯钾肥的需求量在逐年增加，从其在化肥市场的销量就能看出软钾镁矾的发展前景。之所以其能够如此畅销，原因在于：其一，能够协调植物对养分的需要。即该化肥中的镁能够补充植物体内的叶绿体，而其所含有的硫又可补充植物的蛋白质，这两者都是植物必不可少的组成部分。其二，能够降低农业的资金投入。通过大量农作物对该化肥的使用发现，既能改善植物的生长状况，又可降低投入成本。在化肥市场上，国外的相关钾肥价格比国产同等化肥要高出近一倍，在这种情况下，加大对我国钾肥产品的开发具有积极的意义，若能对国内廉价的资源进行开发和利用，不但能够节省外汇储备，同时又增加了国内资源的附加值，这种利国利民的项目若能得到相关部门的充分重视，那么，我国经济的发展必将产生新的活力。

2 二次转化技术制造软钾镁矾

2.1二次转化技术

现阶段，我国的化肥企业在生产硫酸钾镁化肥时，还沿用着较为传统的方法进行生产，具体的步骤如下：①从盐湖中抽出卤水；②将卤水进行晾晒，最后形成以钾盐镁矾和钾石盐为主的混盐晶体。③用相关的两段法进行软钾镁矾的生产：首先经过相关的工艺形成钾镁混盐，然后用钾镁混盐和水的混液经过相关的工艺，最后形成软钾镁矾。

2.2二次转化所制软钾镁矾的结晶现象

2.2.1二次转化所制软钾镁矾的结晶问题分析

由于无机盐大多具有吸潮和结块的性能，而这种性能给该种产品的储藏和运输带来了困难。某化肥企业在没有采用机械造粒工艺之前生产的软钾镁矾就存在上述问题。到现阶段为止，各界科研部门已对该问题做出了突破性的研究，且形成了许多较为成熟的理论解决。当前多数用晶体架桥理论以及毛细管吸附理论作为该方面的理论解释依据，但不管用那种理论进行解释，对结块问题的成因均认为是由于表面受潮所致。由于我国政府对农业生产的高度重视，使得当前我国农业科技水平快速提高，如喷灌施肥就是新型技术在农业生产中的运用，该技术不但能够改善农产品的质量，同时还可以提高其产量。而某些化肥中水不容物的存在为喷灌施肥带来了不便。以上提到的某化肥企业在开始生产软钾镁矾时，由于生产工艺不到位，使得生产的产品存在吸潮现象，如此一来，就出现了产品的变异，从而影响肥料的正常使用，而且因其中含有一定量的水不容物，所以就限制了喷灌施肥对该化肥的使用。可是现在使用了二次转化工艺之后，相关问题已得到了有效解决，由此可见，在生产软钾镁矾化肥时应采用结晶法制造大颗粒产品，从而最大限度的提升产品质量，满足农业生产的需要。

2.2.2二次转化所制软钾镁矾的结晶过程测试

专业人员对软钾镁矾的结晶过程通过相关的系统进行分析，且已有一定的突破性发现。具体如下：①在相关的结晶过程中，通过在线观察系统的图像分析，总结出晶体在具体形成过程中的成型机理。②通过在线观察系统对蛋白质的结晶过程进行观察，同时了解晶体的形成过程。利用系统的图像变化能够掌握晶体的生长变化速度，依据此就能够详细的对蛋白质晶体在形成过程中的形态变化进行掌握。③由于对相关图像系统的利用，使得蔗糖生产在具体结晶过程中，检测人员进行检测的工艺水平得到较大的提高，通过系统可以得到相关的结晶详细数据，然后按照这些数据在系统中进行设置，从而完成自动检测的目的。自动检测系统在在蔗糖生产中的应用最大限度的降低了工作人员的劳动量。④利用相关系统对某药物晶体的生长过程进行观察。观察的重点是在不同温度和不同浓度情况下，结晶颗粒的体貌变化特征，从而掌握了晶体的形成机理。⑤影响结晶的表面活性物质主要从以下两方面进行干扰：其一，活性物质进入晶体以杂质状态影响结晶；其二，以常态化的具有选择性的吸附在晶体表面。因为其有选择性的吸附在相关晶体表面，对晶体的外貌造成了影响，同时也可能使溶液内的相关晶体向晶体表面进行聚集，如此一来就对结晶过程造成了影响⑥研究超声波对钾明矾的结晶过程的影响。试验发现超声波不但会降低晶体的饱和度，而且能够改变晶体的形状。另外，因为超声波对晶体具有研磨作用，所以在结晶过程中通过增加超声波的功率就可以实现将晶粒变小的目的。⑦在结晶过程中，因工艺参数的不同会对结晶体的形成产生一定的影响，具体的参数种类有：过饱和度、搅拌速度、溶液的PH值、温度等，经过试验发现主要影响结晶的因素是PH值和过饱和度，如溶液的PH值处在相关规定的范围时，则结晶的生长速率不但会跟随PH值的上升而上升，而且会更随温度的上升而上升，另外，钠元素和氯元素的浓度以及搅拌速度也能改变晶体生长速率的变化。上述可见，通过相关的观察系统能够直觉的对结晶过程进行了解，利用掌握的相关数据就可以准确的对结晶过程进行有效控制，从而形成对相关工艺的指导作用。

3 二次转化所制软钾镁矾热溶冷结晶的实验分析

3.1热溶结晶工艺原理

在提纯钾石盐进行氯化钾的制取时，通常会用热熔冷结晶工艺进行提取，改工艺也就是通过温度的变化达到相关变化的目的。下图1是氯化钾和氯化钠的水溶度随温度的改变而形成的规律性。从图中可以清楚的发现，当提高水温时，氯化钠的溶解度的变化极小，而氯化钾的溶解度则大幅度上升。利用以上原理就可以对钾石盐进行加水高温溶解，然后又对溶液进行降温处理，这样纯净的氯化钾就自然形成了结晶。

图1 KCl和NaCl在淡水中的溶解度随温度的变化规律

3.2热溶冷结晶的实验分析

3.2.1实验目的

用热熔冷结晶工艺的同时，应具有添加剂、活性剂和部分晶种的情况下进行大颗粒相关产品的制取，而且要认真观察活性剂的用量变化对结晶形成的干扰程度。

3.2.2实验准备

原料是经过二次转化生产的成品软钾镁矾，设备是两千毫升和五千毫升烧杯各一个、一台可变速的搅拌机、一套具有水浴功能的加热装置以及标准筛三个，标准筛的型号：40目、20目和10目。

3.2.3实验步骤

①调制相关浓度的常温母液；②对常温母液进行加热从而形成热母液；③对加热后的相关溶液添加适量的添加剂和表面活性剂，然后制成颗粒较小的软钾镁矾晶种；④对已经热熔的饱和性软钾镁矾溶液再加入适量的添加剂和软钾镁矾晶种，然后采用一定的工艺进行大颗粒的相关产品的制造。

3.2.4操作条件

在具体实验中对条件有一定的要求，如冷母液和热母液的浓度均需按照钾在其中的规定含量数值进行控制，热溶液的温度应控制在75℃～80℃这个范围，而结晶温度应保持在50℃～55℃这个区间，具体最佳的恒定温度的选择需要跟随热溶液过饱和度的实际情况进行确定，在恒温过程加入的添加剂以及晶种数量需要进行相关的计算才能确定，当添加完成后一小时左右就可缓慢进行降温，待降至常温时根据实际情况对晶体进行相关的搅拌工艺，搅拌时间需要保持在10小时左右即可。

3.2.5实验结果

通过实验发现，添加剂以及表面活性剂的用量对晶种的生产过程具有较大的影响力，如果用量较大就会出现晶体结构松散，且形状不规则；而用量较小时则出现晶粒纤细现象。实验证明，不论是添加剂还是表面活性剂均需按照相关的要求剂量进行添加，就会形成方形、光鲜以及硬度较好的晶体产品。除了以上外，在确定恒温结晶温度时如上文所述，应根据热母液的饱和度的实际情况进行确定，在溶液的饱和浓度不变的情况下，若恒温温度定的太高，当加入晶种后会出现晶核细小的现象，不利于晶体的成长；若温度太低，则会在加入晶种前就形成了大量的小晶核，这些小晶核存在会严重影响晶体的整体质量，使产品形状大小不均。通过对试验产品进行称重发现，40目以上晶体的产率以及钾收率均高于低目号的相关数值。

4 结束语

本文采用热熔冷结晶工艺，且在添加晶种和添加剂的情况下进行二次转化，从而形成了大颗粒的相关产品。通过以上的试验结果说明，利用热熔冷结晶工艺与其它方法进行有机结合，进行软钾镁矾的制取是值得推广的，这种方法对提高产品质量，做好科学储运和提高使用效率具有重要作用，同时也可以在一定程度上解决我国存在的土壤问题，使软钾镁钒真正成为提高农作物产量的理想肥料。

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Analysis of the Two Conversion System of Picromerite Hot-melt Cold Crystallization Experiments

Han Xiuzhen
（SDIC Xinjiang Lop Nor Salt Co.Ltd. the Xinjiang Uygur Autonomous Region ，Hami 839000，China）

Abstract:The production of schoenite is formed through the second transformation， if not by mechanical granulation of， damp and caking phenomenon， affecting the storage and use； in addition， because of the small amounts of not material will affect the fertilizer for spray irrigation use， thus relegating the fertilizer use range. Has a positive meaning so by crystallization technology of large particles of picromerite production.

Key words:soft potassium magnesium sail； two hot cold crystallization experiment； transformation；

作者简介：韩秀珍（1986-），女，汉族，甘肃张掖人，本科，助理工程师；研究方向：硫酸镁亚型卤水制取硫酸钾。