钾盐卤水零液排放资源化回收：化学沉淀与蒸发结晶联用实现高纯度Mg(OH)2与KCl的可持续提取

本文提出了一种创新的水冶工艺，通过化学沉淀与蒸发结晶的集成策略，从钾盐加工卤水（PBE）中高效回收高纯度氢氧化镁（Mg(OH)2，纯度95%）和氯化钾（KCl，纯度99.15%），实现了零液体排放（ZLD）目标。该研究不仅解决了卤水处置的环境风险，还为钾盐行业的循环经济（circular economy）提供了可持续资源管理方案。

　　

Highlight

本研究通过响应面法（RSM）优化了氢氧化钾（KOH）沉淀镁的工艺条件，在最佳参数（2.4 mol/L KOH、60°C、40分钟）下实现88%的镁回收率，产物Mg(OH)₂纯度达95%。后续蒸发结晶处理富钾溶液获得纯度99.15%的KCl晶体，符合商业肥料标准。该集成策略成功将卤水废液转化为高附加值产品，为矿产加工行业的可持续卤水管理提供了技术基础。

Experimental results and comparison with literature

沉淀实验通过响应面法（RSM）系统评估了KOH浓度、反应时间和温度对Mg(OH)₂纯度和回收率的影响（固定OH^?:Mg²⁺比例，pH 10.6±0.3）。如表3所示，该方法实现了88–95%的镁回收率，有意低于在pH > 11条件下运行的系统中报告的>99%回收率（Ventimiglia等人，2025；Battaglia等人，2024）。这种较低的回收率（pH 10.6±0.3时为88%–95%）是为了优先提高Mg(OH)₂的纯度（95%），通过最大限度地减少杂质（如NaCl和KCl）的夹带。相比之下，在较高pH（>11）下运行的系统虽然实现了更高的镁回收率（>99%），但往往因杂质共沉淀而导致产物纯度较低（51%–96%），如表5所示。

Conclusion

本研究展示了在钾盐卤水（PBE）增值化中应用零液体排放（ZLD）方法的潜力，以实现资源回收并解决钾盐行业的环境问题。该策略的实施取得了显著成果，通过整合化学沉淀和蒸发结晶分别从PBE中提取高纯度氢氧化镁（约95% Mg(OH)₂）和氯化钾（约99% KCl），达到了ZLD目标。