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1、10申请公布号CN102068958A43申请公布日20110525CN102068958ACN102068958A21申请号201010573766022申请日20101206201010568998720101201CNB01J20/10200601B01J20/30200601C01D1/0020060171申请人河北工业大学地址300130天津市红桥区丁字沽光荣道8号72发明人袁俊生纪志永郭小甫谢英惠陈静74专利代理机构天津市杰盈专利代理有限公司12207代理人王小静54发明名称高效粒状钾吸附剂及制备方法57摘要本发明涉及一种高效粒状钾吸附剂及制备方法，它是以硫酸铝、泡花碱、氢氧化钾为。
2、原料，按照质量配比SIO2/AL2O3401831，氢氧化钾为SIO2和AL2O3总质量的077101倍，采用水热晶化法制得晶粉，然后用成型剂成型，制得粒状高效钾吸附剂。该吸附剂对海水/卤水中钾吸附容量高，原料廉价易得，制备工艺简单，所得产物组成均一、粒度均匀，适于后续的应用，从而为进一步降低海水提钾成本，增强海水提取钾肥技术的市场竞争力，实现海洋钾肥的产业化开发提供坚实的技术保障，有很好的应用前景。66本国优先权数据51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图1页CN102068960A1/1页21一种高效粒状钾吸附剂，其特征在于它是以硫酸铝、泡。
3、花碱、氢氧化钾为原料，按照质量配比SIO2/AL2O3401831，氢氧化钾为SIO2和AL2O3总质量的077101倍，采用水热晶化法制得晶粉，然后用成型剂成型，制得粒状高效钾吸附剂。2按照权利要求1所述的高效粒状钾吸附剂，其特征在于所述的晶粉具有特征X射线衍射峰A。3按照权利要求1所述的高效粒状钾吸附剂，其特征在于所述的反应中硫酸铝溶液含AL2SO43的质量百分数为33，泡花碱溶液含NA2SIO3的质量百分数为23，氢氧化钾溶液的质量浓度为91。4按照权利要求1所述的高效粒状钾吸附剂，其特征在于所述的成型剂为聚氯乙烯或PH4570的铝溶胶；晶粉成型剂351。5按照权利要求1所述的高效粒状钾。
4、吸附剂的制备方法，其特征在于它包括如下步骤1室温下按计量将AL2SO43的溶液与NA2SIO3溶液混合成胶，经水洗涤、过滤去除硫酸根离子；2将步骤1所得混合物与氢氧化钾溶液按比例混合均匀后加入高压水热反应釜中，在充分搅拌的条件下于120220水热晶化处理1630H；3将步骤2所得产物过滤、水洗至滤出液PH7085，离心分离后于70120下干燥；4将步骤3所得产物先后用氯化铵溶液和氯化钠溶液，在室温下改型处理18H，于120300下烘干即得钾吸附剂晶粉；5将步骤4所得晶粉与成型剂按比例捏合或挤条成型，于室温自然晾干，或于70150烘干38H后，再于200350焙烧38H，得高效钾吸附剂。6按照权。
5、利要求5所述的方法，其特征在于所述的AL2SO43中的铁质量百分含量低于05。7按照权利要求5所述的方法，其特征在于所述的氯化铵为1525的氯化铵溶液；所述的氯化钠溶液为饱和氯化钠溶液；粉晶/溶液的固液比控制在1510。8按照权利要求5所述的方法，其特征在于所述的硫酸铝溶液含AL2SO43的质量百分数为33，泡花碱溶液含NA2SIO3的质量百分数为23，所述的氢氧化钾溶液的质量浓度为91。9按照权利要求5所述的方法，其特征在于所述成型剂为聚氯乙烯或PH4570的铝溶胶。权利要求书CN102068958ACN102068960A1/5页3高效粒状钾吸附剂及制备方法技术领域0001本发明涉及一种高。
6、效粒状钾吸附剂及制备方法，具体是一种从海水或卤水中提取钾离子用吸附材料的制备。技术背景0002海水是化学资源的宝库，其中钾的总储量达550万亿吨，为全球陆地钾矿资源的一万倍以上。但由于其中的钾离子的浓度稀薄约04G/L，且与80余种元素共存，分离提取技术难度大，要求高。具有我国原创性自主知识产权的、以沸石选择性离子交换为核心技术的海水提取硫酸钾、氯化钾和硝酸钾等技术已取得了重大的突破，在国际上率先实现了从海水提钾成本过经济关。但由于天然沸石矿固有的纯度低、品位不均等问题，导致天然沸石对海水钾的交换容量低18MGK/G沸石，造成离子交换设备及相应的料液贮槽庞大，投资费用高、操作周期长。因此，开展。
7、对海水钾吸附容量高、成本低的钾吸附剂合成技术是十分必要的。0003目前，对钾吸附剂的研究主要集中在天然沸石吸附剂和人工合成吸附剂两方面。0004“一种改性沸石的合成”中国专利CN86106921公开了一种以天然沸石为主要原料的制取改性沸石的技术。该技术在天然沸石中加入一定量的氢氧化铝、氯化钾、氢氧化钠和水的混料，控制一定的温度和时间进行成胶和晶化。该技术合成方法简单，成本较低，但对钾的吸附性能主要还取决于天然沸石的性能。“钾离子富集剂的研究方法和制作工艺”中国专利CN1554476A公开了一种以有机胺类为捕收剂、以混合醇为起泡剂，采用浮选分离、提取天然沸石中的有效成分斜发沸石，然后将斜发沸石、。
8、丝光沸石与羊肝土、羧酸基纤维素钠积水按一定比例混合、造粒、焙烧，制得钾离子富集剂。上述技术虽可制得吸钾性能较高的吸附剂，但原料都离不开天然沸石，吸附剂的性能主要受原料品位的限制。0005“无机离子筛分材料及其研究进展”化工新型材料，2004，3282932一文介绍了铃木等将K2CO3和WO3混合加热，经固相反应合成了具有三维隧道结构的钨酸钾K2W4O13，其对钾离子具有高的选择吸附性能。当溶液中NA离子与K离子的浓度比增加1倍时，K2W4O13对K离子的吸附量基本不变；MIMURA将KMNO4和MNSO4在H2SO4中反应后经HNO3洗涤得到晶体水合二氧化锰CRYMO，该水合二氧化锰对K离子有。
9、较高的吸附选择性。上述两种技术仅为实验室的机理研究，对卤水或海水等稀钾溶液中钾的吸附性能未作进一步考察。发明内容0006本发明的目的在于提供一种高效粒状钾吸附剂及制备方法，该吸附剂对海水/卤水中钾吸附容量高、制备工艺简单，所得产物组成均一、粒度均匀，适于后续的成型处理，从而为进一步降低海水提钾成本，增强海水提取钾肥技术的市场竞争力，实现海洋钾肥的产业化开发提供了保障。0007本发明提供的高效粒状钾吸附剂是以硫酸铝、泡花碱、氢氧化钾为原料，按照质量说明书CN102068958ACN102068960A2/5页4配比SIO2/AL2O3401831，氢氧化钾为SIO2和AL2O3总质量的07710。
10、1倍，采用水热晶化法制得晶粉，然后用成型剂成型，制得高效粒状钾吸附剂。0008本发明选择硫酸铝溶液含AL2SO43的质量百分数为33，泡花碱溶液含NA2SIO3的质量百分数为23、氢氧化钾溶液的质量浓度为91。0009成型剂为聚氯乙烯和PH4570的铝溶胶；晶粉成型剂351。0010本发明提供的高效粒状钾吸附剂的制备方法包括如下步骤00111室温下按计量将AL2SO43的溶液与NA2SIO3溶液混合成胶，经水洗涤、过滤去除硫酸根离子；00122将步骤1所得混合物与氢氧化钾溶液按比例混合均匀后加入高压水热反应釜中，在充分搅拌的条件下于120220水热晶化处理1630H；00133将步骤2所得产物。
11、过滤、水洗至滤出液PH7085，离心分离后于70120下干燥；00144将步骤3所得产物先后用1525的氯化铵和饱和氯化钠溶液，控制固液质量比粉晶/溶液为1510，在室温下改型搅拌处理18H后过滤，于120300下烘干即得钾吸附剂晶粉，其特征的X射线衍射谱图见附图1和表3；00155将步骤4所得晶粉与成型剂按比例捏合或挤条成型，于室温自然晾干，或70150烘干38H后，再于200350焙烧38H，得高效粒状钾吸附剂。0016本发明所用AL2SO43的铁质量百分含量低于05。0017本发明制得的粒状高效钾吸附剂对海水中K的吸附容量达300MG/G以上，吸钾效果明显优于天然斜发沸石，且合成所需原材。
12、料简单易得、价格低廉，制备工艺简单，所得产物组成均一、粒度均匀，在海水提钾中具有很好的应用前景。附图说明0018图1是本发明钾吸附剂晶粉的X射线衍射谱图。具体实施方式0019实施例10020室温下将5842GAL2SO4318H2O溶于3250G去离子水中得AL2SO43溶液，将13765G泡花碱模数为4045，天津市泡花碱厂，含SIO2为26，下同加入到13789G去离子水中得NA2SIO3溶液，再将AL2SO43溶液和NA2SIO3溶液混合成胶后，洗涤至SO42质量百分含量小于1；滤饼与含4539GKOH和45390G去离子水的KOH溶液混合均匀后加入到高压反应釜中，于160下晶化反应28。
13、H得钾吸附剂晶粉。晶粉先后用20的氯化铵溶液和饱和氯化钠溶液，按18固液比粉晶/溶液进行搅拌改型处理1H，于180下烘干，即得粉状钾吸附剂，其特征的X射线衍射谱图见附图1和表3。其对海水中K的平均吸附容量为5364MG/G。粉状钾吸附剂与PH4570的铝溶胶按质量比为41的比例进行捏合成型，制成13MM的颗粒，于120下烘干，即得粒状钾吸附剂，其对海水中K的平均吸附容量为3009MG/G。具体数据对比见表2。0021实施例20022室温下将9621GAL2SO4318H2O溶于5290G去离子水中得AL2SO43溶液，将说明书CN102068958ACN102068960A3/5页52607G。
14、泡花碱加入到2498G去离子水中得NA2SIO3溶液，再将AL2SO43溶液和NA2SIO3溶液混合成胶后洗涤至SO42质量百分含量小于1；滤饼与含800GKOH和8000G去离子水的KOH溶液混合均匀后加入到高压反应釜中，于200下晶化反应24H得钾吸附剂晶粉。晶粉先后用25的氯化铵溶液和饱和氯化钠溶液，按16固液比粉晶/溶液进行搅拌改型处理5H，于200下烘干，即得粉状钾吸附剂，其对海水中K的平均吸附容量为5918MG/G。粉状钾吸附剂与PH4570的铝溶胶按质量比为51的比例进行挤条成型，于80下烘干后，再于280下焙烧6H，并粉碎至13MM，即得粒状钾吸附剂，其对海水中K的平均吸附容量。
15、为4010MG/G。具体数据对比见表2。0023实施例30024室温下将9164GAL2SO4318H2O溶于510G去离子水中得AL2SO43溶液，将2650G泡花碱加入到2950G去离子水中得NA2SIO3溶液，再将AL2SO43溶液和NA2SIO3溶液混合成胶后洗涤至SO42质量百分含量小于1；滤饼与含800GKOH和8000G去离子水的KOH溶液混合均匀后加入到高压反应釜中，于220下晶化反应20H得钾吸附剂晶粉。晶粉先后用15的氯化铵溶液和饱和氯化钠溶液，按110固液比粉晶/溶液进行搅拌改型处理4H，于250下烘干，即得粉状钾吸附剂，其对海水中K的平均吸附容量为4798MG/G。粉状。
16、钾吸附剂与PH4570的铝溶胶按51进行挤条成型，于70下烘干后，再于200下焙烧8H，并粉碎至13MM，即得粒状钾吸附剂，其对海水中K的平均吸附容量为3673MG/G。具体数据对比见表2。0025实施例40026将4124GAL2SO4318H2O溶于227G去离子水中得AL2SO43溶液，将36448G泡花碱加入到3490G去离子水中得NA2SIO3溶液，再将AL2SO43溶液和NA2SIO3溶液混合成胶后洗涤至SO42质量百分含量小于1；滤饼与含800GKOH和8000G去离子水的KOH溶液混合均匀后加入到高压反应釜中，于180下晶化反应16H得钾吸附剂晶粉。晶粉先后用22的氯化铵溶液和。
17、饱和氯化钠溶液，按19固液比粉晶/溶液进行搅拌改型处理3H，于300下烘干，即得粉状钾吸附剂，其对海水中K的平均吸附容量为4868MG/G。粉状钾吸附剂与聚氯乙烯按51进行捏合成型，制得13MM的颗粒，在室温下晾干后，即得粒状钾吸附剂，其对海水中K的平均吸附容量为3262MG/G。具体数据对比见表2。0027实施例50028将3491GAL2SO4318H2O溶于194G去离子水中得AL2SO43溶液，将3770G泡花碱加入到3613G去离子水中得NA2SIO3溶液，再将AL2SO43溶液和NA2SIO3溶液混合成胶后洗涤至SO42质量百分含量小于1；滤饼与含800GKOH和8000G去离子水。
18、的KOH溶液混合均匀后加入到高压反应釜中，于120下晶化反应30H得钾吸附剂晶粉。晶粉先后用18的氯化铵溶液和饱和氯化钠溶液，按18固液比粉晶/溶液进行搅拌改型处理8H，于120下烘干，即得粉状钾吸附剂，其对海水中K的平均吸附容量为5529MG/G。粉状钾吸附剂与PH4570的铝溶胶按41进行挤条成型，于150下烘干后，于300下焙烧5H，并粉碎至13MM，即得粒状钾吸附剂，其对海水中K的平均吸附容量为3987MG/G。具体数据对比见表2。0029实施方案中所用海水成分见表1。0030实施例对比见表2。说明书CN102068958ACN102068960A4/5页60031表1海水成分表003。
19、20033表2高效粒状钾吸附剂制备技术的5个具体实施例的对比003400350036表3新型钾吸附剂XRD数据003700382强度0039004010843206004112571907004216407867004317689400说明书CN102068958ACN102068960A5/5页700441964160700452062238700462166334000472418274000482734911300492792187330050302463400051326248200052332632000053349622470054374616400055399612930056440214730057514622400058531219070059709215130060说明书CN102068958ACN102068960A1/1页8图1说明书附图CN102068958A。