專利名稱：一種碳酸鉀的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉀的碳酸鹽，尤其涉及一種碳酸鉀的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
目前，生產(chǎn)碳酸鉀(K2C03)的方法主要有電解法和離子交換樹(shù)脂法。雖然采用電解法制備的產(chǎn)品質(zhì)量高、無(wú)污染，但是其設(shè)備要求高、電耗大、成本高。公開(kāi)號(hào)為CN1092379的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N制備碳酸鉀的工藝和設(shè)備，在碳酸鉀煅燒物或水合物制備裝置中的粉末或研磨料加入結(jié)晶和固體分離后的濕離析鹽并混合。有或無(wú)混合物循環(huán)的攪拌器安裝在離析鹽的固體分級(jí)及煅燒物和水合物制備裝置入口之間。碳酸鉀水合物的制備時(shí)，部分煅燒物粉末與離析鹽或粉末和離析鹽的混合物混合。碳酸鉀水合物用攪拌器制備，省去制備碳酸鉀水合物的加熱干燥裝置。公開(kāi)號(hào)為CN101186317的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)峁┝肆硪环N碳酸鉀的制備方法，將燃媒煙道氣或石灰窯氣經(jīng)水洗除塵脫硫后通入氨水中，制成碳酸氫銨溶液，加入氫氧化鎳和氯化鉀，通入氨氣分離沉淀得到碳酸鉀氨水溶液，再轉(zhuǎn)移到容器，加壓通氨氣或加液氨，溶液分層，上層為過(guò)飽和氨水，下層為飽和碳酸鉀含氨溶液，用萃取法得到碳酸鉀含氨飽和溶液，將碳酸鉀含氨溶液加熱蒸發(fā)，脫氨后過(guò)濾掉殘余的碳酸鎳后蒸干得碳酸鉀產(chǎn)品。傳統(tǒng)的離子交換法生產(chǎn)碳酸鉀是采用氯化鉀和碳酸氫銨作為原料，經(jīng)過(guò)兩次蒸發(fā)、碳化、結(jié)晶、分離、水洗、煅燒而制得成品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是提供了一種能耗低，節(jié)省了碳化工序，對(duì)設(shè)備腐蝕小，工藝步驟簡(jiǎn)單的碳酸鉀生產(chǎn)工藝；解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的能耗高，工序多的技術(shù)問(wèn)題。
本發(fā)明同時(shí)還提供了一種能循環(huán)回收利用，對(duì)環(huán)境污染小，節(jié)省能源的
碳酸鉀生產(chǎn)工藝；解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的污染環(huán)境，浪費(fèi)能源的技術(shù)問(wèn)題。
本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的 一種碳酸 鉀的生產(chǎn)工藝，其特征在于包括以下步驟
① 采用強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂以氯化鉀為再生劑，以碳酸氫銨做淋洗劑， 利用離子交換法得到碳酸氫鉀和碳酸氫銨的混合溶液以及氯化銨溶液；
② 將混合溶液在減壓低溫條件下進(jìn)入蒸發(fā)自碳化工序，蒸發(fā)時(shí)負(fù)壓為
0. 6Mpa 0. 8Mpa，蒸發(fā)溫度為75°C 90°C，碳酸氫銨分解釋放的0)2將由碳 酸氫鉀分解出來(lái)的碳酸鉀進(jìn)行碳化處理，轉(zhuǎn)化為碳酸氫鉀；
③ 經(jīng)過(guò)上述步驟碳化得到的碳酸氫鉀溶液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶工序提純；
④ 經(jīng)過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶后的濃縮液經(jīng)過(guò)固液分離得到碳酸氫鉀固體，經(jīng)過(guò)煅燒 得到成品碳酸鉀。
本發(fā)明的工藝中，在混合溶液蒸發(fā)時(shí)采用的減壓低溫條件，因?yàn)樘妓釟?銨的分解溫度低于碳酸氫鉀，在減壓低溫蒸發(fā)過(guò)程中，只有少量的碳酸氫鉀 轉(zhuǎn)化為碳酸鉀，減壓蒸發(fā)過(guò)程中碳酸氫銨分解放出的C02完全可以實(shí)現(xiàn)碳酸鉀 的碳化，從而免去了原有的離子交換樹(shù)脂方法制備碳酸鉀的工藝過(guò)程中的碳 化過(guò)程，傳統(tǒng)的工藝都是采用常溫常壓的蒸發(fā)工藝，在碳酸氫鉀分解后需要 進(jìn)行碳化處理轉(zhuǎn)化為碳酸鉀。從而本工藝簡(jiǎn)略了工藝步驟，蒸發(fā)的溫度降低， 將煤耗由老工藝的1. 8噸下降至1. 3噸，電耗從450KW/h下降至270KW/h， 主要原料氯化鉀和碳酸氫銨的噸產(chǎn)品消耗分別為1. 25和1. 60下降至1. 153 和1.335。同時(shí)由于蒸發(fā)溫度降低，也減少了對(duì)設(shè)備的腐蝕。
作為優(yōu)選，所述步驟①內(nèi)得到的氯化銨溶液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶提純后，再經(jīng) 過(guò)固液分離得到成品氯化銨。在氯化鉀和碳酸氫銨經(jīng)過(guò)離子交換后，其反應(yīng)式如下(式中R為樹(shù)脂分子骨架部分)
RNa+KCl—RK+NaCl 吸附一 RK+NHJICOs—RNH4+KHC03 洗脫一 RNH4+KC1—RK+NHX1 再生_
離子交換
經(jīng)過(guò)離子交換得到氯化銨溶液，然后制備了成品氯化銨，提高了原料的 利用率，節(jié)約了能源。
作為優(yōu)選，所述的步驟②內(nèi)經(jīng)過(guò)蒸發(fā)自碳化后含氨的蒸餾水通過(guò)管道回 流到步驟①內(nèi)的碳酸氫銨溶液內(nèi)。將經(jīng)過(guò)蒸發(fā)自碳化后的含氨蒸餾水回收利 用，節(jié)約了能源，降低了污染，使得能源循環(huán)回收利用。
作為優(yōu)選，所述的步驟④內(nèi)經(jīng)過(guò)固液分離后的碳酸氫鉀固體經(jīng)過(guò)煅燒為 成品，其中的碳酸氫鉀母液回流到步驟②的蒸發(fā)自碳化溶液內(nèi)。經(jīng)過(guò)固液的 離心分離提純了固體，液體內(nèi)含有的碳酸鉀可以再重復(fù)進(jìn)行蒸發(fā)自碳化步驟， 循環(huán)往復(fù)的回收利用，不但提高了產(chǎn)量還節(jié)約了成本。
作為優(yōu)選，所述的氯化銨溶液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶后，其中含氨的蒸餾水經(jīng)過(guò) 離子交換后，氯化銨回收到步驟①產(chǎn)生的氯化銨溶液內(nèi)，純水回流到離子交 換溶液內(nèi)。含氨的蒸餾水經(jīng)過(guò)離子交換后將氯化氨回收，提高了利用率和產(chǎn) 量，純水回流到碳酸氫銨與氯化鉀進(jìn)行離子交換的容器內(nèi)，進(jìn)行稀釋溶解。
作為優(yōu)選，所述的離子交換法采用的是732型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。
因此，本發(fā)明的碳酸鉀的制備方法，具有下述特點(diǎn)在碳酸氫銨和氯化 鉀經(jīng)過(guò)離子交換后，對(duì)混合溶液采用減壓低溫進(jìn)行蒸發(fā)工序，從而使得只有 少量的碳酸氫鉀轉(zhuǎn)化為碳酸鉀，因此在減壓蒸發(fā)過(guò)程中碳酸氫銨分解放出的 C02完全可是實(shí)現(xiàn)碳酸鉀的碳化，從而免去了碳化過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了低溫自碳化 生產(chǎn)工藝，降低了能耗，煤耗由老工藝的1.8噸下降至1.3噸，電耗從450KW/h 下降至270KW/h，主要原料氯化鉀和碳酸氫銨的噸產(chǎn)品消耗分別為1.25和 1.60下降至1. 153和1.335，同時(shí)減少了對(duì)設(shè)備的腐蝕。經(jīng)過(guò)蒸發(fā)自碳化工序后的含氨蒸餾水進(jìn)行了循環(huán)利用，提高了能源的利用率和產(chǎn)量，降低了成 本。


圖1是本發(fā)明的一種碳酸鉀制備方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。
實(shí)施例
如圖1所示， 一種碳酸鉀制備方法，采用732型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂 以氯化鉀為再生劑，以碳酸氫銨做淋洗劑，利用離子交換法得到碳酸氫鉀和 碳酸氫銨的混合溶液以及氯化銨溶液。
將混合稀釋溶液在負(fù)壓0. 7Mpa，蒸發(fā)溫度為85'C的條件下進(jìn)行蒸發(fā)，由 于碳酸氫銨的分解溫度低于碳酸氫鉀，在蒸發(fā)過(guò)程中只有少量的碳酸氫鉀轉(zhuǎn) 化為碳酸鉀，而碳酸氫銨釋放出來(lái)的C02完全可以實(shí)現(xiàn)碳酸鉀的碳化過(guò)程，完 成蒸發(fā)自碳化工序，蒸發(fā)自碳化后的含氨蒸餾水回流到碳酸氫銨溶液內(nèi)重新 循環(huán)使用，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)自碳化工序后的溶液在4(TC進(jìn)行冷卻結(jié)晶，然后將固液 離心分離，離心分離出來(lái)的母液回流到蒸發(fā)自碳化步驟內(nèi)的溶液中，進(jìn)行循 環(huán)利用，而分離出來(lái)的碳酸鉀經(jīng)過(guò)27(TC煅燒而得到成品碳酸鉀。
由離子交換法得到的氯化銨溶液在6(TC 9(rC經(jīng)過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶后將含氨的 蒸餾水進(jìn)行離子交換，樹(shù)脂為732型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換，得到的氯化銨溶液 回流到氯化銨溶液內(nèi)重復(fù)進(jìn)行循環(huán)回收，含氨的蒸餾水離子交換得到的純水 回流到碳酸氫銨和氯化鉀進(jìn)行離子交換的溶液內(nèi)。經(jīng)過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶后氯化銨溶 液進(jìn)行固液的離心分離，離心分離出來(lái)的母液回流到蒸發(fā)結(jié)晶步驟內(nèi)，進(jìn)行 循環(huán)利用，而分離出來(lái)的固體為成品氯化銨。實(shí)施例2:
如圖1所示， 一種碳酸鉀制備方法，采用732型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂
以氯化鉀為再生劑，以碳酸氫銨做淋洗劑，利用離子交換法得到碳酸氫鉀和
碳酸氫銨的混合溶液以及氯化銨溶液。將混合溶液在負(fù)壓0. 6Mpa，蒸發(fā)溫度 為75'C的條件下進(jìn)行蒸發(fā)，由于碳酸氫銨的分解溫度低于碳酸氫鉀，在蒸發(fā) 過(guò)程中只有少量的碳酸氫鉀轉(zhuǎn)化為碳酸鉀，而碳酸氫銨釋放出來(lái)的C02完全可 以實(shí)現(xiàn)碳酸鉀的碳化過(guò)程，完成蒸發(fā)自碳化工序。其余與實(shí)施例l同。 實(shí)施例3:
如圖1所示， 一種碳酸鉀制備方法，采用732型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂 以氯化鉀為再生劑，以碳酸氫銨做淋洗劑，利用離子交換法得到碳酸氫鉀和 碳酸氫銨的混合溶液以及氯化銨溶液。將混合溶液在負(fù)壓0. 8Mpa，蒸發(fā)溫度 為9(TC的條件下進(jìn)行蒸發(fā)，由于碳酸氫銨的分解溫度低于碳酸氫鉀，在蒸發(fā) 過(guò)程中只有少量的碳酸氫鉀轉(zhuǎn)化為碳酸鉀，而碳酸氫銨釋放出來(lái)的C02完全可
以實(shí)現(xiàn)碳酸鉀的碳化過(guò)程，完成蒸發(fā)自碳化工序。其余與實(shí)施例l同。
本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所 屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充 或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求 書(shū)所定義的范圍。
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權(quán)利要求
1. 一種碳酸鉀的生產(chǎn)工藝，其特征在于包括以下步驟①采用強(qiáng)酸型離子交換樹(shù)脂以氯化鉀為再生劑，以碳酸氫銨做淋洗劑，利用離子交換法得到碳酸氫鉀和碳酸氫銨的混合稀釋溶液以及氯化銨溶液；②將混合溶液在減壓低溫條件下進(jìn)入蒸發(fā)自碳化工序，蒸發(fā)時(shí)負(fù)壓為0.6Mpa～0.8Mpa，蒸發(fā)溫度為75℃～90℃，碳酸氫銨分解釋放的CO2將由碳酸氫鉀分解出來(lái)的碳酸鉀進(jìn)行碳化處理，轉(zhuǎn)化為碳酸氫鉀；③經(jīng)過(guò)上述步驟碳化得到的碳酸氫鉀溶液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶工序提純；④經(jīng)過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶后的濃縮液經(jīng)過(guò)固液分離得到碳酸氫鉀固體，經(jīng)過(guò)煅燒得到成品碳酸鉀。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳酸鉀的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步 驟①內(nèi)得到的氯化銨溶液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶提純后，再經(jīng)過(guò)固液分離得到成品氯 化銨。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種碳酸鉀的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的 步驟②內(nèi)經(jīng)過(guò)蒸發(fā)自碳化后含氨的蒸餾水通過(guò)管道回流到步驟①內(nèi)的碳酸氫 銨溶液內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳酸鉀的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的步驟內(nèi)經(jīng)過(guò)固液分離中的碳酸氫鉀固定經(jīng)過(guò)煅燒為成品，其中的碳酸氫鉀母 液回流到步驟②的蒸發(fā)自碳化溶液內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種碳酸鉀的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的氯化銨溶液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶后，其中含氨的蒸餾水經(jīng)過(guò)離子交換后，氯化銨回 收到步驟①產(chǎn)生的氯化銨溶液內(nèi)，純水回流到步驟①內(nèi)的離子交換溶液內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種碳酸鉀的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的 離子交換法采用的是732型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉀的碳酸鹽，尤其涉及一種碳酸鉀的生產(chǎn)工藝。在碳酸氫銨和氯化鉀經(jīng)過(guò)離子交換后，對(duì)混合溶液采用減壓低溫進(jìn)行蒸發(fā)工序，從而使得只有少量的碳酸氫鉀轉(zhuǎn)化為碳酸鉀，因此在減壓蒸發(fā)過(guò)程中碳酸氫銨分解放出的CO₂完全可實(shí)現(xiàn)碳酸鉀的碳化，從而免去了碳化過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了低溫自碳化生產(chǎn)工藝，降低了能耗，煤耗由老工藝的1.8噸下降至1.3噸，電耗從450KW/h下降至270KW/h，主要原料氯化鉀和碳酸氫銨的噸產(chǎn)品消耗分別為1.25和1.60下降至1.153和1.335，同時(shí)減少了對(duì)設(shè)備的腐蝕。
文檔編號(hào)C01D7/12GK101481124SQ20081016415
公開(kāi)日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者汪賢玉, 錢雪明 申請(qǐng)人:建德市大洋化工有限公司