光卤石粒度分布和不同粒度的化学组成分布规律研究

魏智慧

（天津长芦汉沽盐场有限责任公司，天津300480）

光卤分解制取氯化钾产的研究报告较多[1～3]，光卤石的质量直接影响下游氯化钾产品的收率和质量。为了进一步了解汉沽盐场现有光卤石结晶装置所产出的光卤石质量，本文以生产过程中的中间产物光卤石为原料，通过手工湿筛、旋振筛湿筛等对其进行粒度筛分，测定不同粒度光卤石的含量和组成情况，确定光卤石的粒度分布规律，及其中氯化钠、硫酸镁等杂质组分含量随光卤石粒径大小的变化关系，为装置升级改造奠定基础。

1 实验方法与讨论

1.1 手工湿筛

实验原料为原有光卤石装置生产的离心后光卤石，较湿，使用前在实验室内再次离心，并测定其组成情况，结果见表1。取厂区内露天老卤池内老卤（0℃左右，由于其内含可见杂物较多，使用前滤纸抽滤），并测定其组成情况，结果见表2。

表1 离心后光卤石的组成（筛分前样品）

表2 过滤后老卤组成

实验过程为每次称取约100 g 上述离心后光卤石，置于40 目不锈钢筛内，并将筛放入约1.5 L的老卤中，液面超过光卤石表面即可，手动晃动筛子至筛内固体质量不再减小为止；将筛内光卤石（40 目上）转移出来并抽滤，称量其质量；40 目筛下物料依次用 60 目、80 目、100 目、120 目不锈钢筛进行如上过程的手动筛分，所得筛上固相分别抽滤、称重。

通过对筛分后不同粒度光卤石进行称重计量，确定了光卤石的粒度分布情况，见表3。对筛分后的不同粒度光卤石进行组成分析，其组成情况见表4。

表3 离心后光卤石手工湿筛后粒度分布情况

通过表3 数据可知，通过对筛分后不同粒度的光卤石进行称重分析，确定了光卤石的粒度分布情况。光卤石粒度分布基本符合正态分布，粒度在40～100 目之间光卤石占总量的70%左右。通过实验可得手工湿筛能够实现光卤石的有效筛分，不同粒度的光卤石之间能够得到充分分离。

通过表4 实验数据可知：筛分后不同粒度的光卤石外观特征区别明显，实验的重复性较好，实验数据稳定，能够充分反应光卤石的粒度分布和组成情况。手工湿筛实验中，40 目上光卤石中氯化钠含量为0.52%，40～60 目的光卤石中氯化钠含量为0.73%，均在1%以下。60～80 目的光卤石中氯化钠含量为1.17%，80～100 目的光卤石中氯化钠含量为1.86%，均在2%以下。

表4 湿筛后不同粒度光卤石组成情况（质量分数）

1.2 旋振筛湿筛

原料为原有光卤石装置生产的光卤石料浆（取自生产过程中进入离心机前的物料，固含量约50%），不经任何处理，直接使用。老卤取自厂区内露天老卤池，取卤口尽量避开有较多杂物的地方，由于需求量较大，不经任何处理，直接使用。

每次取光卤石料浆约1.5L，向其中加入约4.5L 老卤，V（光卤石料浆）∶V（老卤石）=1∶3，充分搅拌均匀后，缓慢倒入60 目旋振筛内进行机械旋振筛分，当筛上光卤石量不再变化时（筛下含小颗粒光卤石的老卤收集静置后，取上层清液作为老卤循环使用），将其取出，并再次加入4.5L 老卤，充分搅拌后再次倒入筛内筛分，共计筛分三次，最后得到的筛上光卤石（60 目上）离心分离，并测定其组成情况。

旋振筛湿筛实验共持续两周，共计筛分出60目上优质光卤石约120kg（粒径＞250μm），对其组成情况进行了分析，结果详见表5。未经筛分的光卤石中氯化钠含量为6.24%。

表5 60 目上光卤石组成 单位：%

通过表5 实验数据可知：旋振筛湿筛实验中，60 目上（理论上包括 40 目上、40～60 目两个粒度区间）的光卤石中氯化钠含量在1.7%左右，硫酸镁含量在0.5%以下，主成分氯化钾含量在23%以上，为优质光卤石。

1.3 其它筛分方法研究

实验中还研究了振动筛湿筛、振动筛干筛、旋振筛干筛三种筛分方式对汉沽盐场光卤石的筛分效果。但在实验过程中发现以此几种筛分方式进行筛分时，光卤石在筛网表面团聚严重，不同粒度的光卤石无法得到充分分离，实验结果偏差较大。

2 结论与建议

通过湿筛实验得出以下结论：

2.1 手工湿筛、旋振筛湿筛均能够实现光卤石的有效筛分，手工湿筛对光卤石的筛分最为彻底，适用于实验室小试和理论研究；旋振筛湿筛亦能达到较好的筛分效果，适用于工艺研究。

2.2 通过对筛分后不同粒度的光卤石进行组成分析，确定了光卤石中氯化钠、硫酸镁等杂质组分含量与光卤石粒径之间的关系。粒径大的光卤石，其中杂质含量较低，60 目筛上的光卤石（粒径＞250μm）中氯化钠含量基本维持在2%以下，硫酸镁含量在0.5%以下，主成分氯化钾含量在23%以上，为优质光卤石。

综上所述，60 目以上的光卤石（粒径＞250μm）中杂质含量较低，但现有装置生产的光卤石，60 目以上质量分数占34%左右，需要对产业化设备进行升级改造。