專利名稱：一種濃海水提鉀聯(lián)產(chǎn)液體鹽的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及海水綜合利用技術，特別是涉及從濃海水中提取鉀并聯(lián)產(chǎn)液體鹽的方
法。
背景技術：
海水中蘊藏著豐富的鉀資源，據(jù)估計總儲量達500萬億噸。然而，天然海水中鉀資源的品位極低，海水中鉀離子平均含量僅為O. 38g/L。目前海水提鉀方法主要有化學沉淀法、有機溶劑萃取法和膜交換法等。化學沉淀法是借助鉀鹽的溶解度特性，用化學物質(zhì)使鉀鹽從海水中沉淀出來，再對沉淀物進行化學處理，從而得到可溶性鉀鹽。有機溶劑萃取法是利用某些有機溶劑不溶于水而對鉀鹽有很好的溶解特性，對海水中的鉀鹽進行萃取?；瘜W沉淀法和有機溶劑萃取法的沉淀劑和有機溶劑的流失會給環(huán)境造成某些污染。膜交換法是利用離子交換膜的離子選擇透過性，使用離子交換膜處理海水，得到高溫高濃的含鉀溶液(70 90°C)，冷卻后得到氯化鉀，可實現(xiàn)一價離子和二價離子的分離，尚難做到鈉離子Na+和鉀離子K+的分離。上述方法的吸附過程，還普遍存在物料周轉(zhuǎn)量大、提取材料價格昂貴、操作程序復雜、耗能大、提取成本高等問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有海水提鉀方法存在的問題，本發(fā)明推出一種濃海水提鉀聯(lián)產(chǎn)液體鹽的新方法，其目的在于以提取溴、鎂、鈣等化學元素后的濃海水為原料液，以天然斜法沸石為交換劑，以飽和氯化銨溶液為解吸液，獲得高含鉀洗脫液，蒸發(fā)濃縮后得到氯化銨鉀。本發(fā)明涉及的一種濃海水提鉀聯(lián)產(chǎn)液體鹽的方法包括以天然斜發(fā)沸石為離子交換劑，吸附提溴、鎂、鈣等元素后濃海水中的鉀，所得交換液中的低鉀交換液即為液體鹽產(chǎn)品；以飽和氯化銨溶液為解吸液，洗脫吸附鉀后的沸石，得到富鉀洗脫液；富鉀洗脫液蒸發(fā)濃縮后得到氯化銨鉀產(chǎn)品；吸附鉀離子的沸石洗脫后，由液體鹽再生，循環(huán)使用。本發(fā)明的具體工藝步驟包括吸附、解吸、再生和蒸發(fā)濃縮。(I)吸附將提溴、鎂、鈣等元素后的濃海水通入Na+型天然斜發(fā)沸石中，濃海水原料液的流速為15 20mL/min，濃海水中的鉀離子K+被吸附到沸石上，Na+型沸石成為K+型沸石；流出的交換液分段收集，前段K+ ( O. 5g/L的低鉀交換液作為液體鹽收集，后段K+X). 5g/L的高鉀交換液與濃海水原料液混合后進入下一個循環(huán)。(2)解吸在吸附鉀離子K+的沸石中通入飽和氯化銨溶液的解吸液，氯化銨溶液濃度為265g/L，通入流速為10 15mL/min，K+型沸石成為NH4+型沸石；流出的洗脫液分段收集，前段獲得K+> 15g/L的富鉀洗脫液，后段K+< 15g/L的貧鉀洗脫液與解吸液混合后進入下一個循環(huán)。(3)再生
以步驟(I)中得到的液體鹽為再生液，通入NH4+型沸石中，再生液通入流速為7 10mL/min, NH4+型沸石成為Na+型沸石，用于循環(huán)進行濃海水原料液的鉀離子K+吸附。(4)蒸發(fā)濃縮
將解吸后獲得的鉀離子K+ > 15g/L的富鉀洗脫液蒸發(fā)濃縮，得到氯化銨鉀產(chǎn)品。本發(fā)明涉及的一種濃海水提鉀聯(lián)產(chǎn)液體鹽的方法，以提溴、鎂、鈣等元素后濃海水為原料液，獲得市場需求量大的優(yōu)質(zhì)氯化銨鉀肥，提高濃海水的綜合利用率，降低提鉀成本；所聯(lián)產(chǎn)液體鹽的各項指標達到QB/T1879 - 2001液體鹽標準，可替代原鹽用于制堿行業(yè),降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明是一種能耗低、成本低的濃海水提鉀聯(lián)產(chǎn)液體鹽的生產(chǎn)工藝。


圖I是一種濃海水提鉀聯(lián)產(chǎn)液體鹽的方法的工藝路線圖。
具體實施例方式結(jié)合下述實施例對本發(fā)明的技術方案做進一步說明取4只玻璃交換柱，尺寸為(P 15mmX 1400mm,每只交換柱裝Na+型天然斜發(fā)沸石150g，將4只裝天然斜發(fā)沸石的離子交換柱串聯(lián)。取8L提溴、鎂、鈣后的濃海水作為原料液，原料液中鉀離子K+濃度為2. 69g/L，SO/—濃度為4. 88g/L，Ca2+濃度為O. 60g/L。將原料液自下而上經(jīng)過串聯(lián)的離子交換柱，流速為16mL/min，原料液中的鉀離子K+被吸附到離子交換柱內(nèi)的沸石上，Na+型沸石成為K+型沸石。收集從離子交換柱流出的交換液，每隔15min取樣檢測交換液中的鉀離子K+濃度。在吸附至390min時，交換液中K+濃度為O. 4852g/L ;吸附至405min時，交換液中K+濃度為O. 4976g/L，此時更換交換液收集容器。前段收集的低鉀交換液(K+濃度< O. 5g/L)即為液體鹽，后段收集的高鉀交換液(K+濃度>0. 5g/L)進行下一個循環(huán)。取5L飽和氯化銨溶液(濃度為265g/L)為解吸液，自下而上經(jīng)過含K+型沸石的離子交換柱，流速為12mL/min，離子交換柱中的K+型沸石成為NH4+型沸石。每隔15min取樣檢測從離子交換柱流出洗脫液中的鉀離子濃度。在解吸至90min時，交換液中K+濃度為15. 1356g/L ;吸附至105min時，交換液中K+濃度為15. 0752g/L,此時更換交換液收集容器。前段收集的為富鉀洗脫液(K+濃度> 15g/L)，后段收集的貧鉀洗脫液(K+濃度< 15g/L)與解吸液混合后進行下一個循環(huán)。將收集的富鉀洗脫液(K+濃度> 15g/L)蒸發(fā)濃縮，得到氯化銨鉀產(chǎn)品。沸石的再生采用本工藝自產(chǎn)的液體鹽為再生液，自下而上經(jīng)過含NH4+型沸石的離子交換柱，流速為8mL/min，離子交換柱中的NH4+型沸石成為Na+型沸石，3次循環(huán)共消耗液體鹽1L。離子交換柱循環(huán)使用。3次循環(huán)后，試驗結(jié)果如下8L濃海水原料液得到I. IL富鉀洗脫液，蒸發(fā)濃縮后得到58. 55g氯化銨鉀，鉀離子收率為82. 90% ;得到5L液體鹽，其中IL作為再生液用于再生沸石，4L液體鹽作為制堿原料。
權利要求
1.一種濃海水提鉀聯(lián)產(chǎn)液體鹽的方法，其特征在于，以天然斜發(fā)沸石為離子交換劑， 吸附提溴、鎂、鈣等元素后濃海水原料液中的鉀，所得交換液中的低鉀交換液即為液體鹽產(chǎn)品；以飽和氯化銨溶液為解吸液，洗脫吸附鉀離子后的沸石，得到富鉀洗脫液；富鉀洗脫液蒸發(fā)濃縮后得到氯化銨鉀產(chǎn)品；吸附鉀離子的沸石洗脫后，由液體鹽再生，循環(huán)使用。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種濃海水中提鉀聯(lián)產(chǎn)液體鹽的方法，其特征在于，所述以天然斜發(fā)沸石為離子交換劑吸附濃海水原料液中的鉀，由濃海水通入Na+型天然斜發(fā)沸石中，Na+型沸石成為K+型沸石，濃海水的流速為15 20mL/min。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種濃海水中提鉀聯(lián)產(chǎn)液體鹽的方法，其特征在于，所述由濃海水通入Na+型天然斜發(fā)沸石中，流出的交換液分段收集，前段K+ ( O. 5g/L的低鉀交換液作為液體鹽收集，后段K+>0. 5g/L的高鉀交換液與濃海水原料液混合后進入下一個循環(huán)。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種用于濃海水中提鉀聯(lián)產(chǎn)液體鹽的方法，其特征在于，所述以飽和氯化銨溶液為解吸液洗脫吸附鉀后的沸石，由飽和氯化銨溶液通入K+型沸石中， K+型沸石成為NH4+型沸石，飽和氯化銨溶液的流速為10 15mL/min，飽和氯化銨溶液濃度為 265g/L。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種濃海水中提鉀聯(lián)產(chǎn)液體鹽的方法，其特征在于，所述由飽和氯化銨溶液的解吸液通入K+型沸石中，流出的洗脫液分段收集，前段獲得K+ > 15g/L 的富鉀洗脫液，后段K+ ( 15g/L的貧鉀洗脫液與解吸液混合后進入下一個循環(huán)。
6.根據(jù)權利要求I所述的一種用于濃海水中提鉀聯(lián)產(chǎn)液體鹽的方法，其特征在于，所述吸附鉀離子的沸石洗脫后由液體鹽再生，液體鹽作為再生液通入NH4+型沸石，NH4+型沸石成為Na+型沸石,液體鹽的通入流速為7 10mL/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種濃海水提鉀聯(lián)產(chǎn)液體鹽的方法，以天然斜發(fā)沸石為離子交換劑，吸附提溴、鎂、鈣等元素后濃海水中的鉀，濃海水通入天然斜發(fā)沸石的流速為15～20mL/min，所得交換液中的低鉀交換液為液體鹽產(chǎn)品；再以飽和氯化銨溶液為解吸液，以10～15mL/min流速通入吸附鉀后的沸石，洗脫得到富鉀洗脫液，富鉀洗脫液蒸發(fā)濃縮后得到氯化銨鉀產(chǎn)品；吸附鉀離子的沸石洗脫后，由液體鹽再生，循環(huán)使用。本發(fā)明以提溴、鎂、鈣等元素后濃海水為原料液，獲得市場需求量大的優(yōu)質(zhì)氯化銨鉀肥，提高濃海水的綜合利用率，降低提鉀生產(chǎn)成本。
文檔編號C05D1/00GK102976797SQ201210543219
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權日2012年12月14日
發(fā)明者蔡榮華, 高春娟, 張家凱, 王俐聰, 曹冬梅, 王玉琪 申請人:國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所