專利名稱：：一種液相萃取制備硫酸鉀聯(lián)產(chǎn)氯化銨的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)鹽化工技術(shù)和化肥化工
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種液相萃取制備硫酸鉀聯(lián)產(chǎn)氯化銨的方法。
背景技術(shù)：
：鉀肥是農(nóng)作物生長(zhǎng)的三大要素之一，但是全世界陸地可溶性鉀礦分布極不均勻，可溶性鉀礦的儲(chǔ)存和生產(chǎn)96%以上集中在加拿大、俄羅斯、德國(guó)、美國(guó)、約旦等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家，我國(guó)鉀資源現(xiàn)已探明儲(chǔ)量4.57億噸僅占世界儲(chǔ)量的2.6%，大多以陸湖相沉積的液體礦為主。硫酸鉀的生產(chǎn)工藝主要是直接提取法和轉(zhuǎn)化法。在沒(méi)有天然硫酸鉀或硫酸鎂鉀礦的條件下，轉(zhuǎn)化法幾乎是唯一被采用的生產(chǎn)方法。世界上75%以上的硫酸鉀都是通過(guò)轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)的。轉(zhuǎn)化法又稱復(fù)分解法，大多數(shù)采用氯化鉀和硫酸(硫酸鹽)為原料，氯化物為副產(chǎn)品的路線。目前硫酸鉀的生產(chǎn)工藝主要有Ma皿heim法、Climax法、Chisso法和締置法等。Mannheim法采用氯化鉀和硫酸在高溫下直接反應(yīng)，其缺點(diǎn)是反應(yīng)溫度高(一般在600-700°C)，能耗大，高溫下硫酸和反應(yīng)生成的氯化氫對(duì)設(shè)備和管道腐蝕嚴(yán)重，而且由于溫度高，氯化氫氣體中會(huì)混有少量硫酸酸霧，導(dǎo)致副產(chǎn)品鹽酸的質(zhì)量降低；Climax法是利用流化床反應(yīng)器，熱空氣和燃燒氣混合把磨細(xì)的氯化鉀流態(tài)化，370-540°C下硫酸霧化噴入其中，用旋風(fēng)除塵收集硫酸鉀，此法解決了高溫腐蝕問(wèn)題，但是由于原料需要研磨，生產(chǎn)成本較高，同時(shí)為了保證產(chǎn)品質(zhì)量只能使用天然氣等清潔燃料，故而存在很大局限性；Chisso法與Mannheim法相近，不同之處在于把硫酸鉀生產(chǎn)工藝分成兩步，同時(shí)提高了硫酸用量，雖然降低了反應(yīng)溫度(550°C)，產(chǎn)品中游離硫酸量也大大增加；締置法是我國(guó)沈陽(yáng)化工綜合利用研究所發(fā)明的以氯化鉀和硫酸為原料生產(chǎn)高純硫酸鉀的技術(shù)(ZL90106352.5)，但是該技術(shù)存在以下缺點(diǎn)原料中的重金屬容易導(dǎo)致締置劑失活，乳化使締置劑不易回收，冷卻硫酸鉀溶液的生產(chǎn)方式效果不明顯而且增加能耗。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種液相萃取制備硫酸鉀聯(lián)產(chǎn)氯化銨的方法。本發(fā)明以氯化鉀、硫酸為主要原料，通過(guò)有機(jī)萃取劑常溫常壓下直接液相萃取反應(yīng)生成硫酸鉀并且聯(lián)產(chǎn)高純氯化銨?！N液相萃取制備硫酸鉀聯(lián)產(chǎn)氯化銨的方法，其特征在于該方法包括A原料溶液、萃取劑與反萃取劑的制備氯化鉀和硫酸組成的混合溶液作為原料溶液，由三辛胺、正丁醇、異戊醇、仲辛醇以及煤油組成的混合溶液作為萃取劑，溶解了液氨或尿素的飽和氯化銨溶液作為反萃取劑；B硫酸鉀的生成將A中配置好的原料溶液以及萃取劑直接混合萃取，靜置分層，將上層含有萃取劑溶液進(jìn)行分離，下層溶液中硫酸鉀晶體直接析出，過(guò)濾、干燥后得到產(chǎn)品硫酸鉀，剩余濾液作為溶劑循環(huán)配置A中原料溶液；C萃取劑的再生循環(huán)與氯化銨的生成將B中分離出的萃取劑與A中配置好的反萃取劑按一定的體積比(1:0.61.2)直接混合萃取，靜置分層，上層溶液分離后可以直接作為A中的萃取劑繼續(xù)循環(huán)參與反應(yīng)，下層溶液中氯化銨晶體直接析出，過(guò)濾、干燥后得到產(chǎn)品氯化銨，剩余濾液待用；D反萃取劑的再生與循環(huán)將C中的剩余濾液溶入飽和濃度的液氨或尿素后直接作為A中的反萃取劑繼續(xù)循環(huán)參與反應(yīng)。在A步驟中，氯化鉀與硫酸的摩爾比為1:0.81.2。在A步驟中，萃取劑的體積百分含量為2040X三辛胺、1015%正丁醇、1535%異戊醇、520%煤油以及余量的仲辛醇。在B步驟中，原料溶液與萃取劑的體積比為1:0.81.8。本發(fā)明萃取劑與反萃取劑的體積比為0.61.2。本發(fā)明敘述的液相萃取法制備硫酸鉀聯(lián)產(chǎn)氯化銨的方法，得到了較好的結(jié)果。產(chǎn)品(硫酸鉀)純度大于99%，符合農(nóng)業(yè)硫酸鉀優(yōu)等品技術(shù)指標(biāo)(K20>53%，Cl<1%)。副產(chǎn)品(氯化銨)純度大于99.9%，符合工業(yè)氯化銨優(yōu)等品技術(shù)指標(biāo)。本發(fā)明提供的液相萃取法制備硫酸鉀聯(lián)產(chǎn)氯化銨的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1.全部過(guò)程密閉循環(huán)、綠色環(huán)保，無(wú)任何廢水廢液排放。2.循環(huán)過(guò)程萃取劑高效、穩(wěn)定、無(wú)乳化現(xiàn)象。3.工藝流程簡(jiǎn)潔，操作簡(jiǎn)單，所有反應(yīng)均在常溫常壓下進(jìn)行。4.工藝過(guò)程能耗低，產(chǎn)品收率高。具體實(shí)施方式實(shí)施例1:稱取254.Og硫酸(21%)，和80.Og氯化鉀(99.8%)，充分混合攪拌，待其完全溶解得到原料溶液；量取400mL有機(jī)萃取劑直接加入原料溶液(有機(jī)萃取劑由20%三辛胺，35%正丁醇，25%異戊醇，15%煤油和5%的仲辛醇組成)，攪拌萃取5min，靜置分層，分離有機(jī)相，將水相過(guò)濾，濾液直接循環(huán)用于稀釋溶解原料，濾餅IO(TC干燥30min得到產(chǎn)品硫酸鉀80.8g;量取200mL反萃取劑加入分離后的有機(jī)相中(反萃取劑為溶解了液氨的飽和氯化銨溶液)，攪拌萃取5min，靜置分層，分離有機(jī)相，將水相過(guò)濾，濾液補(bǔ)充溶解液氨后作為反萃取劑繼續(xù)循環(huán)使用，濾餅IO(TC干燥15min得到產(chǎn)品氯化銨44.lg;分離后的有機(jī)相作為萃取劑繼續(xù)循環(huán)反應(yīng)。上述反應(yīng)條件下循環(huán)5次，反應(yīng)結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>上述反應(yīng)條件下循環(huán)5次，萃取劑幾乎無(wú)損失，萃取性能穩(wěn)定。實(shí)施例2:稱取120.0g硫酸(17%)，和30.Og氯化鉀(99.8%)，充分混合攪拌，待其完全溶解得到原料溶液；量取150mL有機(jī)萃取劑直接加入原料溶液(有機(jī)萃取劑由40%三辛胺，15%正丁醇，30%異戊醇，10%煤油和5%的仲辛醇組成)，攪拌萃取5min，靜置分層，分離有機(jī)相，將水相過(guò)濾，濾液直接循環(huán)用于稀釋溶解原料，濾餅IO(TC干燥30min得到產(chǎn)品硫酸鉀29.7g;量取80mL反萃取劑加入分離后的有機(jī)相中(反萃取劑為溶解了尿素的飽和氯化銨溶液)，攪拌萃取5min，靜置分層，分離有機(jī)相，將水相過(guò)濾，濾液中補(bǔ)充溶解尿素后作為反萃取劑繼續(xù)循環(huán)使用，濾餅IO(TC干燥15min得到產(chǎn)品氯化銨16.9g;分離后的有機(jī)相作為萃取劑繼續(xù)循環(huán)反應(yīng)。上述反應(yīng)條件下循環(huán)10次，反應(yīng)結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>上述反應(yīng)條件下循環(huán)10次，萃取劑無(wú)明顯損失，萃取性能穩(wěn)定。實(shí)施例3:稱取34.Okg濃硫酸(98%)，用200.OL蒸餾水稀釋，再稱取50.Okg氯化鉀(99.8%)，加入稀釋的硫酸溶液中，充分混合攪拌，待其完全溶解得到原料溶液；量取200.0L有機(jī)萃取劑直接加入原料溶液(有機(jī)萃取劑由50%三辛胺，15%正丁醇，15%異戊醇，15%煤油和5%的仲辛醇組成)，攪拌萃取15min，靜置分層，分離有機(jī)相，將水相過(guò)濾，濾液直接循環(huán)用于稀釋溶解原料，濾餅IO(TC干燥30min得到產(chǎn)品硫酸鉀49.7kg;量取200L反萃取劑加入分離后的有機(jī)相中(反萃取劑為溶解了液氨的飽和氯化銨溶液)，攪拌萃取15min，靜置分層，分離有機(jī)相，將水相過(guò)濾，濾液補(bǔ)充溶解液氨后作為反萃取劑繼續(xù)循環(huán)使用，濾餅10(TC干燥20min得到產(chǎn)品氯化銨25.9kg;分離后的有機(jī)相作為萃取劑繼續(xù)循環(huán)反應(yīng)。上述反應(yīng)條件下循環(huán)5次，反應(yīng)結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>上述反應(yīng)條件下循環(huán)5次，萃取劑幾乎無(wú)損失，萃取性能穩(wěn)定。權(quán)利要求一種液相萃取制備硫酸鉀聯(lián)產(chǎn)氯化銨的方法，其特征在于該方法包括A原料溶液、萃取劑與反萃取劑的制備氯化鉀和硫酸組成的混合溶液作為原料溶液，由三辛胺、正丁醇、異戊醇、仲辛醇以及煤油組成的混合溶液作為萃取劑，溶解了液氨或尿素的飽和氯化銨溶液作為反萃取劑；B硫酸鉀的生成將A中配置好的原料溶液以及萃取劑直接混合萃取，靜置分層，將上層含有萃取劑溶液進(jìn)行分離，下層溶液中硫酸鉀晶體直接析出，過(guò)濾、干燥后得到產(chǎn)品硫酸鉀，剩余濾液作為溶劑循環(huán)配置A中原料溶液；C萃取劑的再生循環(huán)與氯化銨的生成將B中分離出的萃取劑與A中配置好的反萃取劑按一定的體積比(1∶0.6～1.2)直接混合萃取，靜置分層，上層溶液分離后可以直接作為A中的萃取劑繼續(xù)循環(huán)參與反應(yīng)，下層溶液中氯化銨晶體直接析出，過(guò)濾、干燥后得到產(chǎn)品氯化銨，剩余濾液待用；D反萃取劑的再生與循環(huán)將C中的剩余濾液溶入飽和濃度的液氨或尿素后直接作為A中的反萃取劑繼續(xù)循環(huán)參與反應(yīng)。2.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于氯化鉀與硫酸的摩爾比為1:0.81.2。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于萃取劑的體積百分含量為2040%三辛胺、1015%正丁醇、1535%異戊醇、520%煤油以及余量的仲辛醇。4.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于原料溶液與萃取劑的體積比為l:0.81.8。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于萃取劑與反萃取劑的體積比為0.61.2。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種液相萃取制備硫酸鉀聯(lián)產(chǎn)氯化銨的方法。本發(fā)明以氯化鉀、硫酸為主要原料，通過(guò)有機(jī)萃取劑常溫常壓下直接液相萃取反應(yīng)生成硫酸鉀并且聯(lián)產(chǎn)高純氯化銨。本發(fā)明整個(gè)過(guò)程常溫常壓、密閉循環(huán)、綠色環(huán)保，工藝流程簡(jiǎn)潔，投資少、能耗低、產(chǎn)品收率高、品質(zhì)好。文檔編號(hào)C01C1/16GK101746783SQ20081018902公開(kāi)日2010年6月23日申請(qǐng)日期2008年12月19日優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日發(fā)明者丑凌軍,宋煥玲,楊建,趙軍申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所