钾盐生产工艺中结晶器母液波美度的测量

丁晓姜吴亚洲

1 中化地质矿山总局地质研究院，北京 100101

2 青海盐湖工业股份有限公司，青海 格尔木 816000

氯化钾既是一种重要的钾肥，又是重要的化工原料。世界上用于生产氯化钾的原料绝大多数是水溶性的钾盐矿[1]，国内钾盐资源主要分布在我国青海、西藏、新疆、云南等十多个省区，以盐湖型卤水钾盐矿为主[2]，主要赋存在青海柴达木盆地、新疆罗布泊、西藏等盐湖卤水中[3-5]。

目前氯化钾生产有多种工艺，青海盐湖采用的反浮选-冷结晶工艺生产氯化钾产品是较为先进的生产工艺，已成功应用于100 万t 生产线[6]，其中光卤石的分解结晶是生产技术的关键[7]。结晶器分解液氯化镁的含量是控制光卤石分解结晶速度的关键因素，而分解液浓度、盐度随时间变化规律与氯化镁含量随时间变化规律基本一致[8]。分解液浓度过低，分解速度过快，氯化钾很快达到过饱和度，产生大量细晶，晶核来不及长大，影响了产品的粒度；相反分解液浓度过大，分解速度太慢，结晶速度也慢，影响了最终产率。实际生产中常检测分解液浓度或盐度来反映溶液中镁离子的含量[8]。

波美度是表示溶液浓度的一种方法，是结晶器控制过程中的重要指标[9]，生产中常使用波美度计测量溶液波美度，来获得结晶器分解液浓度指标。因此准确测量结晶器母液的波美度，对优化结晶器的控制过程、获得良好生产技术经济指标具有重要意义。

1 试验过程

试验器材：波美度计两支，取样桶两个，秒表一块。

试验步骤：

①两个取样桶同时在结晶器中取样，将A、B两支波美度计同时分别放入两个取样桶，并开始计时，每3min 读取示数，记录十组数据。

②1h 后两个取样桶在同一结晶器中再次取样，将A、B 两支波美度计同时分别放入两个取样桶，并开始计时，每3min 读取示数，记录十组数据。

试验数据：两次试验数据分别见表1。

表1 波美度随时间变化试验结果 Table 1Baume test results change over time

续表1

2 试验分析

根据表1 试验数据，可以分别作出两组试验波美度计A 和波美度计B 的测量趋势图，如图1所示。

图1试验波美度计A 和B 的测量趋势图 Fig.1Test trend charts of baumeter A and B

图1 结果说明两支波美度计测量值存在系统误差，且在刚开始测量的一段时间内波美度变化较快，6min 之后趋于稳定，此时可读取波美度数值，且时间越长误差越小。

根据两组试验里同一波美度计的测量数据，可以分别作出波美度计A 和波美度计B 的测量趋势图，如图2 所示。

图2波美度计A、B 在两组试验的测量趋势 Fig.2Measurement trend of baumeter A and B in two groups of tests

由图2 的曲线可以看出，两支波美度计分别在第一组和第二组试验中所测得的波美度变化趋势是一致的。对同一结晶器的母液，同一支波美度计可以较准确的反映其波美度。

根据波美度计A 第一组试验测得数据与波美度计B 第二组试验测得数据作对比，如图3 所示。波美度计A 第二组试验测得数据与波美度计B 第一组试验测得数据做对比图，如图4 所示。

图3 波美度计A（第一组）和波美度计B（第二组）的测量对比图 Fig.3 Comparison of measurements of baumeter A (Group I) and B (Group II)

图4 波美度计A（第二组）和波美度计B（第一组）的测量对比图 Fig.4 Comparison of measurements of baumeter A (Group II) and B (Group I)

从图3、图4 可以看出，两个图中的两条曲线均没有确切的比例关系，但它们的整体走势是一致的。

3 讨论

（1）结晶器母液中含有大量悬浮的微小固体颗粒，对测定母液波美度会产生较大的干扰，刚开始所测波美度数值较大，随着固体颗粒的逐步沉淀，干扰逐步降低，所测波美度数值也逐步降低并趋于平稳，此时所测数值可作为母液波美度的近似值。

（2）不同波美度计测量同一母液时有一定的系统误差，采用同一波美度计测量同一结晶器母液的波美度时可以降低系统误差的影响，因此实际生产中最好固定使用一支波美度计对一个结晶器母液进行测量。

4 结论

（1）分解结晶是光卤石反浮选-冷结晶生产工艺的重要工序，结晶器中分解液的浓度是影响分解结晶速度的关键因素。波美度是表示溶液浓度的一种方法，准确测量结晶器母液的波美度，对优化结晶器的控制过程、获得良好生产技术经济指标具有重要意义。

（2）在结晶器母液的波美度测量中，不能立即读数，测量时间越长读数越接近实际值，且在6min后变化变缓，可以将其读数作为实际波美度的近似值，因此生产中，应在6min 之后读取波美度数值。

（3）同一支波美度计在不同的时间测同一个结晶器可以反映出此结晶器中波美度的变化，但两个结晶器波美度的测量中波美度计不能混用，如果混用，会使测量结果没有可比性。

（4）建议在波美度的测量中只使用一支波美度计，或每个结晶器各固定使用一支波美度计，以正确反映波美度的变化。