用苦卤与氯化钾制取硫酸钾的方法技术

本发明专利技术是一种用苦卤与氯化钾制取硫酸钾的方法。原料苦卤首先经过蒸发浓缩、水力分选、冷却分离工序制取中间产品钾镁复盐和副产品工业盐、老卤、然后钾镁复盐再与氯化钾及水进行转化反应制取硫酸钾。本发明专利技术采用蒸发完成液直接水力分选除盐、除盐后高温混合料液直接冷却和冷却得钾镁复盐直接参与转化反应等项措施，使得流程充分简化，为提高回收率、降低硫酸钾的生产成本创造有利条件，产品硫酸钾和副产品工业盐的质量均达国家一级标准。全部过程的钾回收率达９６％以上。每吨硫酸钾副产工业盐１吨、老卤６．５吨，工艺过程中无任何污染、无废料排出。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
用苦卤与氯化钾制取硫酸钾的方法本专利技术属于无机化工
，是一种以苦卤和氯化钾为原料制取硫酸钾的方法。苦卤是海水制盐工业的副产物，其中含有大量的钠、钾、镁、硫酸根和氯离子等有用化学成分。据统计，我国海盐年产量已近2000万吨，相应副产苦卤约2000万立方米，共含有用化学物质达1500万吨以上。苦卤是海水制盐工业中可综合利用的巨大资源宝库。我国现行的苦卤综合利用生产工艺，主要是兑卤蒸发法生产氯化钾。由于这种生产方法存在着工艺流程长、回收率低、生产成本高以及主产品氯化钾价值低等问题，导致大多数苦卤化工企业处于亏损局面。关于苦卤综合利用新工艺新产品的开发，目前国内同行已达成一个共识，即由价值较高的硫酸钾代替较低的氯化钾，开发苦卤制取硫酸钾新工艺技术。在这方面的研究，目前已有一些专利报道。美国专利US430699中提出的工艺是将苦卤经过冷冻制取硫酸钠，面后再经过日晒浓缩、粉碎。分级、浮选、转化等过程制取硫酸钾、氯化钠和氯化镁等产品。我国沿海地区由于气象条件的限制，日晒法浓缩苦卤的难度较大。中国专利8810273.8和申请专利93105556.3中均提出了利用现有苦卤化工厂所副产的高温盐生产硫酸钾的方法。这些工艺中大部分过程采用了现行的氯化钾生产工艺，即苦卤要经过兑卤、蒸发、保温沉降、过滤分离等工序制得高温盐，又通过冷却光卤石分解、洗涤等工序制取氯化钾，再用高温盐和氯化钾制取硫酸钾。因而，没有从根本上改变工艺流程繁长、回收率低等缺点。中国申请专利92110336.0中提出的苦卤利用工艺是将苦卤强制蒸发浓缩，冷却后再经过转化、浮选分离等工序制取硫酸钾，副产氯化钠及氯化镁。这个工艺较前述两专利技术在流程方面有了大幅度的简化。但由于过程中有浮选工序，则存在着浮选机动力消耗大和浮选药-->剂对副产品工业盐的质量和用途能产生影响等问题。本专利技术的目的是针对上述技术方法存在的问题，推出了一种以苦卤和氯化钾为原料制取硫酸钾的新方法。这种新的技术方法突破了蒸发完成液水力分选直接分离除盐、高温混合料液直接冷却和冷却产物(钾镁复盐)直接参与转化反应等技术关键，进而简化了工艺流程，提高了苦卤的回收率。本专利技术所涉及的用苦卤和氯化钾制取硫酸钾的具体方法：首先将苦卤与回头物料盐洗液、矾母液一起进行强制蒸发，然后用水力分选方法分离出高温混合料液和粗盐浆，再将高温混合料液直接冷却分离制取钾镁复盐，再使钾镁复盐与回头物料钾母液进行一段转化反应，制得软钾镁矾和矾母液，最后再使软钾镁矾、氯化钾和水进行二段转化反应，制得产品硫酸钾。本专利技术的工艺流程和技术条件如下：1、首先将苦卤与回头物料盐洗液、矾母液一起进行强制蒸发，达到一定终止沸点后停止，得到蒸发完成料液。终止沸点控制在120—132℃。然后利用水力旋流器对蒸发完成料液进行水力分选，制得粗盐浆和高温混合料液。水力分选时，粗盐浆固液重量比控制在1∶0.5—2；温度为40—80℃。粗盐浆经苦卤洗涤分离后得到工业盐，盐洗液回头参与蒸发。2、将上面得到的高温混合料液进行冷却后分离制得钾镁复盐和老卤(氯化镁水溶液)，冷却终温为25—70℃。老卤进一步蒸发即得到另一副产品氯化镁。3、将钾镁复盐与回头钾母液按比例混合进行一段转化反应，制得软钾镁矾和矾母液。转化反应的重量配比为钾镁复盐∶钾母液＝1∶1—-->4；反应温度为20—80℃，反应时间0.5—48小时。矾母液回头参与蒸发。4、将软钾镁矾与氯化钾、水混合进行二段转化反应，制得湿品硫酸钾和钾母液。湿硫酸钾经干燥即得产品硫酸钾。软钾镁矾与氯化钾及水进行二段转化的重量配比为：软钾镁矾∶氯化钾∶水＝1∶0.1—1∶1.0—3.0；反应温度20—80℃；反应时间为0.2—48小时。上述工艺流程是指正式循环生产的流程，盐洗液，矾母液都可以回头使用，具体操作见实施例1和实施例2。在开始生产时，第一步蒸发工序没有返回的盐洗液和矾母液，则可以直接用苦卤进行蒸发，见实施例3。本专利技术所涉及的制取硫酸钾的方法，由于采用水力分选技术直接分离蒸发完成料液、高温混合料液直接冷却以及冷却产物(钾镁复盐)直接参与一段转化等措施，省去了保温沉降、光卤石分解洗涤、高温盐分离、氯化钾分离等诸多工序，工艺流程大为简化。同时，避免了光卤石分解时大量加水，减少了因蒸发水份带来的能量消耗。本专利技术是一种完善的苦卤制取硫酸钾的新方法，明显降低硫酸钾的生产成本。钾盐的总回收率可达96％以上，这与已有技术的60—80％相比有明显的提高。苦卤中的几种化学成份钠、镁、钾、硫酸根、氯根，均得到了很好的回收利用，分别得到了产品硫酸钾、氯化钠、氯化镁，几种产品的质量均达到国家标准。每吨硫酸钾消耗苦卤(31°Be′)13吨、氯化钾0.55吨，副产工业盐1吨、六水氯化镁4.5吨。本专利技术的推广使用将对苦卤化工厂的技术改造产生明显的社会经济效益。实施例1将2000千克30°Be′苦卤与650千克矾母液及720千克盐洗液一起加-->入4000升反应釜中，开启蒸汽进行加热蒸发，当料液沸点达131℃时停止。用一台离心泵把浆料送至由二台∮100mm水力旋流器构成的旋流器组中，进行旋液分离。控底流盐浆固液比为1∶1(重量)。旋流器底流盐浆进入2000升搅拌槽中，用500千克苦卤在50℃进行洗涤10分钟，然后送入离心机中进行离心分离，得副产品工业盐[Nacl，98.9％(干基)]245千克和盐洗液724千克。将旋流器顶流得到的高温料液收集到一带搅拌的冷却槽中，冷却至65℃后，抽滤分离得钾镁复盐363千克和老卤(MgCl2，32％)1020千克。将363千克钾镁复盐与550千克钾母液送入1500升反应器进行反应，控制反应温度30℃，反应时间达0.5小时后送入离心机分离，得软钾镁矾258千克和矾母液665千克。将258千克软钾镁矾、370千克水和93千克氯化钾投入一台1800升反应槽中，控制反应温度50℃，反应时间达0.3小时后，把浆料送入离心机中进行分离，并干燥得到成品硫酸钾148千克和回头钾母液562千克。实施例2取31°Be′苦卤2000千克与回头矾母液1700千克及盐洗液620千克混合后进行蒸发浓缩。控制蒸发终止沸点在126℃时，用泵把浆料送入∮100mm水力旋流器组中进行旋液分离，控制底流固液比为1∶1.5(重量)。旋流器底流盐浆进入2000升搅拌槽中，用400千克苦卤在70℃时进行洗涤，10分钟后送入离心机分离得副产品工业盐152[NaCl：99.3％(干基)]千克，盐洗液628千克。将旋流器顶流得到的高温混合料液收集冷却槽中，并冷却至45℃后抽滤分离得钾镁复盐594千克和老卤1302千克。将594千克钾镁复盐与1500千克钾母液投入2000升反应釜内进行一-->段转化，控制反应温度为50℃，反应时间达2小时后送入离心机内分离，得软钾镁矾420千克和矾母液1674千克。将420千克软钾镁矾与1240千克水、123千克氯化钾投入2000升反应釜中，进行二段转化反应。控制反应温度为15℃，反应时间达1小时后用离心机分离并干燥得成品硫酸钾202千克，得钾母液1510千克。实施例3将4000千克30°Be′苦卤加入4000升反应釜中，开启蒸汽进行加热蒸发。当料液沸点达128℃时停止。用一台离心泵把浆料送至由2台∮100mm水力旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用苦卤与氯化钾制取硫酸钾的方法，其特征在于，首先苦卤与矾母液、盐洗液一起进行蒸发，达到终止沸点得到完成料液，然后利用水力旋流器分离出粗盐浆和高温混合料液，粗盐浆用苦卤洗涤分离后得工业盐，高温混合料液直接冷却分离制取钾镁复盐和副产品老卤，再使钾镁复盐与回头物料钾母液进行一段转化反应，制得软钾镁矾和矾母液，最后，再使软钾镁矾、氯化钾和水进行二段转化反应，制得产品硫酸钾和钾母液。

【技术特征摘要】
1、一种用苦卤与氯化钾制取硫酸钾的方法，其特征在于，首先苦卤与矾母液、盐洗液一起进行蒸发，达到终止沸点得到完成料液，然后利用水力旋流器分离出粗盐浆和高温混合料液，粗盐浆用苦卤洗涤分离后得工业盐，高温混合料液直接冷却分离制取钾镁复盐和副产品老卤，再使钾镁复盐与回头物料钾母液进行一段转化反应，制得软钾镁矾和矾母液，最后，再使软钾镁矾、氯化钾和水进行二段转化反应，制得产品硫酸钾和钾母液。2、根据权利要求1所述的制取硫酸钾的方法，其特征在于，苦卤与矾母液、盐洗液一起进行蒸发的终止沸点温度为124—132℃。3、根据权利要求1所述的制取硫酸钾的方法，其特征在于，利用水力旋流器分离粗盐浆和高温混合料液时，旋流器底流固液重量比控制在1∶...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁俊生，吕铮，冯厚军，吴国菊，李福德，于新民，张旖，
申请(专利权)人：国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]