4.工艺计算 4工艺计算
本设计工艺计算包括物料衡算、热量衡算两部分。
4.1 物料衡算
一、计算所用基础数据 1.洗涤精钾母液返回量为：0
2.粗钾泡沫固相组成(I点)：WKCl:WNaCl?90:10 3.尾盐浆料固相组成(J点)：WKCl:WNaCl?3:97
4.粗钾泡沫经过滤母液后，滤饼N含母液量为：20%，即WE(N):WI?2:8 5.洗涤料将经离心分离后精钾含水量为：6%
6.浮选中粗钾泡沫(K点)： WE（K）:WI?3:1(湿基比) 7.产品中含水量为2% 8.气温：15oC
9.产品规格?93%氯化钾
二、由绘制的相图，可知各物料组成如下表： 1.原矿组成
表4－1 原矿M(M0)组成表
组成 湿基(wt，％) 干基(g/100g干盐) 2.分解母液组成
表4－2 分解母液E(E?)组成
组成 湿基(wt，％) 干基(g/100g干盐)
KCl KCl
MgCl2 NaCl
H20
14.82 21.07
23.32 33.15
32.21 45.78
29.65 42.15
MgCl2 NaCl
H20
2.76 9.14
25.60 84.80
1.83 6.06
69.81 231.24
3.原矿恰好完全分解时分解浆料的组成
表4－3 分解浆料M(M2)的组成
组成 湿基(wt，％) 干基(g/100g干盐) 4.经浮选粗钾泡沫的组成
表4－4 粗钾泡沫K(K?)的组成
组成
KCl KCl
MgCl2 NaCl
H20
11.07 21.07
17.41 33.14
24.05 45.79
47.47 90.37
MgCl2 NaCl
H20
化工学院盐湖系 15
青海大学本科毕业设计:“冷分解—正浮选—洗涤法”年产五万吨氯化钾的工艺初步设计（察尔汗地区，15℃） 湿基(wt，％) 干基（g/100g干盐)
5.粗钾泡沫经过滤后滤饼的组成
24.57 51.57
19.20 40.30
3.87 8.13
52.36 109.90
表4－5 滤饼N(N0)的组成
组成 湿基(wt，％) 干基(g/100g干盐) 6.洗涤滤饼后的精钾母液组成
表4－6 精钾母液O(O?)的组成
组成 湿基(wt，％) 干基(g/100g干盐) 7.洗涤浆料的组成
表4－7 洗涤浆料N(N1)的组成
组成 湿基(wt，％) 干基(g/100g干盐) 8.经离心分离后精钾的组成
表4－8 精钾P(P?)的组成
组成 湿基(wt，％) 干基(g/100g干盐)
KCl KCl KCl KCl
MgCl2 NaCl
H20
72.57 84.33
5.12 5.95
8.36 9.72
13.95 16.21
MgCl2 NaCl
H20
7.37 25.78
8.05 28.16
13.17 46.06
71.41 249.83
MgCl2 NaCl
H20
55.21 84.83
3.90 5.95
6.36 9.72
34.53 52.74
MgCl2 NaCl
H20
92.22 98.10
0.68 0.72
1.11 1.18
6.00 6.38
4.1.1 初开车时的物料衡算
所谓初开车，即车间刚开车，没有母液循环的生产过程。 4.1.1.1 冷分解过程的物料衡算 设：W0为分解加水量kgh；
WE为分解母液量kgh；
WA(H)为分解浆料中固相NaCl的量kgh； WB(H)为分解浆料中固相KCl的量kgh。
以100kgh原矿为计算基准，分解槽为衡算对象进行物料衡算。 各物料组成的含量如图4－1：
16 化工学院盐湖系
4.工艺计算
?KCl:0.00%??MgCl2:0.00%WA（H)??NaCl:100.00%?HO:0.00%?2?KCl:0.00%??MgCl2:0.00% WO??NaCl:0.00%?HO:100.00%?2 分 解 槽 ?KCl:100.00%??MgCl2:0.00% WB（H)??NaCl:0.00%?HO:0.00%?2?KCl:2.76%??MgCl2:25.60% WE??NaCl:1.83%?HO:69.81%?2?KCl:14.82%??MgCl2:23.32%
WM(M0)(100kg/h)??NaCl:32.21%?HO:29.65%?2图4－1 冷分解过程
由题意得如下方程：
?KCl:14.82%?KCl:0.00%?KCl:2.76%????MgCl2:23.32%?MgCl2:0.00%?MgCl2:25.600kgh? ?W0??WE?? NaCl:32.21%NaCl:0.00%NaCl:1.83%????HO:29.65%?HO:100.00%?HO:69.81%?2?2?2 ?KCl:0.00%?KCl:100.00%???MgCl2:0.00%?MgCl2:0.00%WA ?WB(H)?(H)?NaCl:100.00%??NaCl:0.00%?HO:0.00%?HO:0.00%?2?2
对KCl进行物料衡算： 100?14.82%?WE?2.76%?WB(H)?100.00% 对MgCl2进行物料衡算： 100?23.32%?WE?25.60%
对NaCl进行物料衡算： 100?32.21%?WE?1.83%?WA(H)?100.00% 对H20进行物料衡算： 100?29.65%?W0?100.00%?WE?69.81% 解得： WE?91.09kgh WA(H)?30.54kgh
W0?33.94kgh WB(H)?12.31kgh
当原矿恰好完全分解时：(1) 加入水的量为： W0?33.94kgh
(2) 分解浆料中NaCl的固相量： WA(H)?30.54kgh (3) 分解浆料中KCl的固相量： WB(H)?12.31kgh (4) 分解原矿所得的分解母液量： WE?91.09kgh
化工学院盐湖系 17
青海大学本科毕业设计:“冷分解—正浮选—洗涤法”年产五万吨氯化钾的工艺初步设计（察尔汗地区，15℃） ?WH?WA(H)?WB(H)?30.54?12.31?42.85kgh
4.1.1.2 浮选及分离过程的物料衡算
设：WA(I)为I点的NaCl量kgh； WA(J)为J点的NaCl量kgh；
WB(I)为I点的KCl量kgh； WB(J)为J点的KCl量kgh。
已知：粗钾泡沫固相组成(I点)：WKCl:WNaCl?90:10；
尾盐浆料固相组成(J点)：WKCl:WNaCl?3:97； 粗钾泡沫(K点)：WE（K):WI?3:1(湿基比)。
各物料组成的含量如图4－2：
?KCl:11.07%?浮 选 机 ?MgCl2:17.41%??KCl:3.00%WM(M2)? ??NaCl:24.05%???W?MgCl2:0.00%?KCl:90.00%??HO:47.47%?JNaCl:97.00%???2?MgCl:0.00%?2??W?HO:0.00%???2?INaCl:10.00% WL????KCl:2.76%?HO:0.00%???2?WK??MgCl:25.60%?2?KCl:2.76%?WE L)??????NaCl:1.83%?MgCl2:25.60%??HO:69.81%?WE(K)??2???NaCl:1.83%??HO:69.81%?2?
图4－2 浮选及分离过程
依据物料衡算有：
WA(I)?WA(J)?WA(H) WB(I)?WB(J)?WB(H)
WA(I)?WA(J)?30.54kgh WB(I)?WB(J)?12.31kgh
WB(I):WA(I)?90:10 WB(J):WA(J)?3:97
?WB(I)??W?B(J)??WA(I)???WB(I)?9?WA(I)?WA(I)?3??WA(J)?WA(J) ?97?WB(I)?30.54?WA(J)?W?B(J)?12.31?WB(J)?1.27kgh?29.27kgh?11.43kgh?0.91kgh
?(1) 粗钾泡沫产量： WK?4?(WA I)?WB(I))?50.80kgh
(2) 尾盐浆料分解母液产量： WE(L)?WE?3?(WA(I)?WB(I))?52.99kgh (3) 尾盐浆料产量： WL?WE(L)?(WA(J)?WB(J))?83.17kgh
18 化工学院盐湖系
4.工艺计算 4.1.1.3 过滤过程的物料衡算
设：WE(N)为滤饼N中高镁母液量kgh； WN为滤饼量kgh；
WE?(k)为粗钾泡沫经过滤后得到的母液量kgh。
已知：粗钾泡沫经过滤母液后，滤饼N含母液量为20%，即WE(N):WI?2:8。 各物料组成的含量如图4－3：
?KCl:2.76% ??MgCl2:25.60% WE? K)? NaCl:1.83% ??HO:69.81% ?2
由WE(N) W'E(K)?KCl:24.57%??MgCl2:19.20%WK(50.80kgh)?
过 滤 机 NaCl:3.87%??HO:52.36%?2KCl:72.57%???MgCl2:5.12%WN? ?NaCl:8.36%?HO:13.95%?2 图4－3 过滤过程
:WI?2:8 得：
?WE(K)?WE(N)?3(WA(I)?WB(I))?WE(N)?34.93kg/h
WN?WK?WE?(K)?50.80?34.93?15.87kgh 4.1.1.4 洗涤过程的物料衡算
设：W1为洗涤用水量kg/h； WO为洗涤母液量kg/h； WB(N)为洗涤料浆中固相KCl量kg/h。 各物料组成的含量如图4－4：
由题意得如下方程：
?KCl:100.00%??MgCl2:0.00%WB(N)? NaCl:0.00%??HO:0.00%?2?KCl:0.00%??MgCl2:0.00%W1? NaCl:0.00%??HO:100.00%?2
洗 涤 槽 ?KCl:72.57%??MgCl2:5.12% WN(15.87kgh)??NaCl:8.36%?KCl:8.38%?HO:13.95%?2??MgCl2:8.32% WO?NaCl:12.81%??HO:70.49%?2 图4－4 洗涤过程
化工学院盐湖系 19