本发明属于无机化工技术领域,是用混合盐和氯化钾为原料制备硫酸钾的方法。 目前,国外硫酸钾产品是通过氯化钾与硫酸、硫酸钾镁或其它硫酸盐反应制备的。在我国尚未发现硫酸钾 镁矿物或其它适宜的硫酸盐矿物,而用硫酸与氯化钾焙烧方法制备硫酸钾能耗大,成本较高。因此,寻找利用现有国内资源制备硫酸钾的途径是十分必要的。
本发明利用来自盐化工厂的废渣混合盐作为硫酸盐的代用品,通过与氯化钾转化制备硫酸钾。混合盐是制盐工业中利用苦卤制取氯化钾时的副产物,其来源丰富,每吨氯化钾副产7-10吨。混合盐主要含有硫酸镁和氯化钠,两者重量比约为1∶1,其含量一般各占30-40%。由于混合盐中含有大量的氯化钠,若用它与氯化钾反应制备硫酸钾,就必须在制备过程中将氯化钠分离出来,以得到质量合格的硫酸钾。
本发明的工艺流程是:
(1)开始生产时,先用混合盐、氯化钾和水按配比反应制得粗软钾镁矾和母液(一);再将粗软钾镁矾进行浮选分离,得到精制软钾镁矾和氯化钠;然后将精制软钾镁矾、氯化钾和水按配比反应得到产品硫酸钾和母液(二)。
(2)正式循环生产时,为了提高钾的利用率,将母液(二)循环使用。将混合盐、氯化钾、水和母液(二)按配比反应制得粗软钾镁矾和母液(一);再将粗软钾镁矾进行浮选分离,得到精制软钾镁矾和氯化钠;然后将精制软钾镁矾、氯化钾、水按配比反应得到产品硫酸钾和母液(二),后者循环使用。
本发明制备粗软钾镁矾的工艺条件如下:
开始生产时,按混合盐∶氯化钾∶水=1∶3.5-5.0∶2.0-3.5配比反应制备粗软钾镁矾;正常循环生产时,按混合盐∶氯化钾∶母液(二)∶水=1∶0.02-1.10∶1.0-2.0∶0.05-0.25配比反应制备粗软钾镁矾。上述反应温度均为20℃-80℃,反应时间均为0.5-3.0小时。
本发明用浮选法分离粗软钾镁矾,其浮选流程为一级粗选、一级扫选。即,把粗软钾镁矾加入浮选机内进行浮选,得到浮选产品精制软钾镁矾和尾渣,称为一级粗选;再将尾渣进行一次浮选,称为扫选,得到扫选产品粗软钾镁矾和最终尾渣氯化钠。扫选产品粗软钾镁矾重新回到粗选阶段。浮选捕收剂为阳离子型脂肪胺化合物,每吨粗软钾镁矾的捕收剂用量为10-80克。浮选中加入起泡剂。
本发明由精制软钾镁矾制取硫酸钾工艺过程中,按精制软钾镁矾∶氯化钾∶水=1∶0.4-1.0∶1.5-3.0的配比,在5℃-80℃的温度下反应0.5-3.0小时,即可制备硫酸钾,同时得到母液(二)循环使用。
在本发明整个工艺过程中,氯化钾总利用率在75%以上,并在制得硫酸钾的同时又获得质量较高的氯化钠。硫酸钾产品中,氧化钾的含量在50%以上,氯离子含量在1%以内,达到钾肥质量标准。每生产一吨硫酸钾消耗1.15吨氯化钾和3.0吨混合盐,同时副产1.2吨氯化钠。
由于本发明的原料之一混合盐是盐化工厂的废渣,这样不但有利于降低硫酸钾的加工成本,而且还较好地解决了盐化工厂废物综合利用问题。据统计,每年全国盐化工厂排掉这样的废渣约40万吨,可见本发明的经济效益和社会效益均是明显的。同时,本发明具有工艺环节少、操作简单、设备投资少、能耗低及无污染等优点。
实施例1:
称取60.6克氯化钾、255.8克混合盐、160.3克水,在25℃温度下混合搅拌90分钟后分离,得到粗软钾镁矾229克、母液(一)247.7克。
将229克粗软钾镁矾加入单槽浮选机进行浮选,以母液(一)为浮选循环液,加入捕收剂阳离子型脂肪胺4毫克、起泡剂0.25毫升,得到粗选产品精制软钾镁矾125.7克、氯化钠103.3克。
用125.7克精制软钾镁矾、80.8克氯化钾和238克水,在25℃温度下混合搅拌60分钟后分离,得到硫酸钾85.3克、母液(二)359.2克。
实施例2:
称取10克氯化钾、230克混合盐、320克母液(二)和30克水,在25℃温度下温合搅拌90分钟后分离,得到粗软钾镁矾204克、母液(一)386克。
将204克粗软钾镁矾加入单槽浮选机进行浮选,以母液(一)作为浮选循环液,加入捕收剂阳离子型脂肪胺4毫克、起泡剂0.25毫升,得到粗选产品精制软钾镁矾112克、氯化钠尾渣92克。
用精制软钾镁矾112克加入212克水和72克氯化钾,在25℃温度下混合搅拌60分钟后分离,得到硫酸钾76克、母液(二)320克。