探析光卤石分解过程分解液浓度特性及动力学研究

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1、天津科技大学硕士学位论文光卤石分解过程分解液浓度特性及动力学研究姓名：张开勇申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：唐娜201001摘要光卤石冷分解制取KCl结晶过程控制是决定KCl产品粒度和纯度的关键。可通过分解液中M矿+浓度监测，来控制光卤石喂料量、加水量以及KcI产品的排料量，从而实现KCl产品质量的控制。实验研究了光卤石分解间歇结晶过程分解液的特性规律。分解温度及分解液中MgCl2浓度对低钠光卤石的分解速率影响明显，分解温度越高，低钠光卤石分解越快，分解液中Mgcl2浓度越高，低钠光卤石分解越

2、慢。分解液中Mgcl2浓度分别为17叭．％和l咖．％，当分解温度为25℃时，光卤石完全分解的时间分别为lmin和2min；分解温度为．10℃时，光卤石完全分解的时间分别为3min和4min。低钠光卤石分解过程中分解液密度与分解液中MgCl2浓度、分解液盐度与分解液中Mgcl2浓度呈线性关系，且随分解温度的升高，线性方程斜率减小；随分解液中MgCl2浓度的提高，线性方程斜率减小。如采用MgCl2浓度为17叭．％的分解液分解光卤石，当分解温度为．10℃时，分解液盐度(y)与分解液中MgCl2浓度(x)的关系

3、为y=15．104x+50．778；25℃时，y=9．2055x+152．25。当分解温度为．10℃时，采用MgCl2浓度为19叭．％的分解液分解光卤石，分解液盐度(y)与分解液中MgCl2浓度(x)的关系为v=11．362x+129．3l。分解温度对光卤石分解液电流及电压的影响显著，且呈良好的线性关系。一定电压下，分解液温度越高，导电性越好。在初始电压为2V时，分解液电流(y)与分解温度(x)的关系为y=O．0069x+O．5582。分解液电压(y)与分解温度(x)的关系为y=．0．0135x+1．8

4、414。晶浆悬浮密度越大，分解液导电性越好，分解液电流减小值(y)(相同电压，分解液呈晶浆悬浮状态与澄清状态下电流变化值)与晶浆悬浮密度(x)的关系为y=O．646lx．O．0323。分解液浓度对电信号无显著影响，故光卤石溶解结晶过程，有分解温度和晶浆悬浮密度改变的情况下，分解液电信号变化规律性不明显。低钠光卤石溶解过程受扩散和表面反应联合控制。在有搅拌的情况下，溶解过程主要受表面反应控制。不同分解温度下，分别用MgCl2浓度为17叭．％、19叭．％分解液溶解光卤石，M矿+浓度随时问变化拟合的stu姗方

5、程分别为：．10℃时，(1c／df=4．0092(5．6533．c)1·8916、dc／dt=3．5601(5．9068．c)2·7239；O℃时，dc／dt=4．4769(5．7058．c)1．803l、dc／dt=3．8981(5．9091．c)2·4282；lO℃时，dc／dt=5．7452(5．7261．c)1·73髓、dc／dt=3．7778(6．0233．c)2-2鲫；25℃时，dc／dt=5．7429(5．7429．c)1·5862、dc／dt=4．0554(6．0488．c)2·0845

6、。低钠光卤石分解制取KCl的晶体成核速率和生长速率随分解温度的增加而增大。KCl成核速率随晶种粒径的增大而增大。分解温度和晶种粒度对KCl成核速率和生长速率影响的方程分别为：Bo=8．906×1013exp(一2．44×104／RT)△C1_8762L1·4347；G=5．192×10。5exp(一2．376×104／RT)△Co·7622。关键词：光卤石；氯化钾；分解液；结晶ABSTRACTThecrystallizerprocesscontrolofKClproductionbycamallitec

7、old—decompositionmethodisthekeyofpmductsize锄dpurity．Inordert0aChieVethehighqualityKClproduction，itisnecessa眄t0monitortheM旷+concentrationindecomposition，th锄c锄aIlitef．eed，wateraddedandVolumenu)【ofKClslunywillbecon仃olledaccordin酉y．Camallitedecompositionliqu

8、idcharacteristicswe佗stlldiedincold—decomposition觚dbatch—cryStallizationprocess．Thee毹ctofdeC0mpositiontemperatu】rc锄dMgCl2concentrationindecompositionliquidondecompositionrateoflowsodi哪c姗allitewercobVious，tllehigherdecomposi