專利名稱：一種制造離子膜氫氧化鉀的氯化鉀原料處理工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種制造離子膜氫氧化鉀的氯化鉀原料處理工藝方法。
背景技術(shù)：
2000年以前，國內(nèi)氫氧化鉀都為隔膜法，生產(chǎn)能力大約30萬噸/年。進入本世紀以來，國內(nèi)四家大型企業(yè)成都華融、江蘇優(yōu)利德、江蘇奧喜埃、河北金牛鉀堿，先后從美國、 德國引進設(shè)備與技術(shù)，生產(chǎn)離子膜氫氧化鉀。離子膜氫氧化鉀與隔膜氫氧化鉀相比較，離子膜生產(chǎn)的氫氧化鉀質(zhì)量要好得多。從外觀看，離子膜氫氧化鉀為無色液體或白色透明片狀晶體，而隔膜法氫氧化鉀為灰綠色；從質(zhì)量指標看，隔膜法氫氧化鉀中雜質(zhì)指標要比離子膜氫氧化鉀高到10-1000倍，特別是Cl_、Na+、Fe3+,嚴重影響其銷售與使用。隨著離子膜技術(shù)應用，產(chǎn)品質(zhì)量提高氫氧化鉀使用范圍越來越廣，需求量也與日俱增。這幾家公司近年來不斷擴產(chǎn)離子膜氫氧化鉀，達到60萬噸/年，而隔膜法氫氧化鉀萎縮到不足20萬噸/年。離子膜氫氧化鉀取代隔膜法氫氧化鉀已成為歷史的必然趨勢。不論是離子膜氫氧化鉀還是隔膜法氫氧化鉀生產(chǎn)氫氧化鉀都是用氯化鉀電解法， 一般制造1噸氫氧化鉀大約需用1. 4噸氯化鉀，也就是說，現(xiàn)在用在氫氧化鉀生產(chǎn)的氯化鉀大約100萬噸/年，并且逐年穩(wěn)步增長。隨著離子膜氫氧化鉀生產(chǎn)技術(shù)的應用，對原料氯化鉀的要求也越發(fā)嚴格。我們國家對氯化鉀原料應用在氫氧化鉀生產(chǎn)的研究僅僅局限在原料選擇，根據(jù)分析、驗證，原料氯化鉀首選加拿大進口白鉀Oi2O = 62%)，簡稱“62加鉀”。有時進口加拿大白鉀遇到困難，國內(nèi)幾家又轉(zhuǎn)向我們國家的青海鹽湖熱熔鉀(高含量農(nóng)用鉀經(jīng)過加熱溶解精制再結(jié)晶而制成)。前者供貨不正常，價格高；后者經(jīng)過再加工，成本高，并且產(chǎn)量不足 (5萬噸/年)。我國是貧鉀國，使用氯化鉀大部分靠進口，年進口量大約5000萬噸，以俄羅斯、加拿大、約旦、以色列為主，其中俄羅斯占到60% _70%，所以研究用進口俄羅斯氯化鉀 (約旦氯化鉀、以色列氯化鉀、中國青海氯化鉀等低品質(zhì)氯化鉀，此處只以俄羅斯氯化鉀代替)制造離子膜氫氧化鉀具有非?，F(xiàn)實的意義。目前國內(nèi)外都沒有這方面研究。俄羅斯是世界氯化鉀最大的出口國之一，且產(chǎn)量高、產(chǎn)能大，由于國內(nèi)空白對俄羅斯氯化鉀用于離子膜氫氧化鉀制造預處理技術(shù)研究，而爭相采購較好的加拿大鉀、國內(nèi)熱溶鉀，從而使加拿大氯化鉀價格飛漲，與俄羅斯氯化鉀相比，前者高出1000元/噸，約20%， 原料采購受到限制，造成原料供應瓶頸。此項技術(shù)目的是能使充分、便宜、易得的俄羅斯鉀通過預處理得到充分、廣泛應用于離子膜氫氧化鉀生產(chǎn)，創(chuàng)造良好的社會及經(jīng)濟效益。由于俄羅斯鉀肥(62鉀)主要是面對一般工業(yè)及農(nóng)業(yè)，所以其中雜質(zhì)量較高，特別是NaCl，大約為1.5%，大概是加拿大鉀的1倍以上，鐵、NH4+指標也較高，這些雜質(zhì)常使離子膜氫氧化鉀生產(chǎn)線的主要設(shè)備離子膜中毒，生產(chǎn)不能正常，設(shè)備損壞嚴重。一次停車更換主要設(shè)備，損失都在100萬元以上。國內(nèi)幾家對原料處理僅限于采用硬水軟化原理將原料溶化，加K2CO3與氫氧化鉀除鈣、鎂，而對于除NaCl與銨、鐵則沒有研究，所以只能選用以上兩種受限制的氯化鉀。本項技術(shù)主要研究對俄羅斯鉀進行預處理，使其質(zhì)量達到或超過加拿大鉀，從而代替加拿大鉀，其中NaCl彡0. 5%、銨彡2ppm、鐵彡3ppm,目前國內(nèi)對此項研究屬于空白。運用專門技術(shù)預處理俄羅斯氯化鉀，使其各項雜質(zhì)指標達到或低于加拿大氯化鉀，主要是利用傳質(zhì)分離工程技術(shù)，達到上述目的。預處理1噸俄羅斯鉀需成本120元/ 噸，而價格方面加拿大鉀-俄羅斯鉀 1000元/噸，按一年使用100萬噸計算，年創(chuàng)效益8 億元(全國行業(yè))。本項目是引用制造高純度食用、藥用氯化鉀技術(shù)及實際經(jīng)驗，到離子膜氫氧化鉀制造領(lǐng)域，等于是借用食用氯化鉀技術(shù)經(jīng)驗來預處理俄羅斯鉀作為氫氧化鉀原料，屬于專有技術(shù)。采用這種工藝必須選用高純(含量> 98% )、高品質(zhì)氯化鉀(氯化鈉、銨離子 (5mg/kg、鐵離子< :3mg/kg)，否則將使以下電解槽離子膜中毒，不能生產(chǎn)，這種方法不能使原料可溶性雜質(zhì)(鈉、銨)除去，嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量目前我國有豐富的一般純度的氯化鉀(含量彡95%)，比如青海鹽湖鉀，其中主要雜質(zhì)為機械雜質(zhì)鈉、銨、少部分可溶鐵、鈣、鎂等離子，進口氯化鉀中大部分也為此濃度的氯化鉀，例如俄羅斯60鉀(95% )、約旦鉀、以色列鉀、德國鉀等都為60鉀(95%)。如果按常規(guī)工藝技術(shù)是將60鉀(95% )采用重新溶解結(jié)晶方法進一步提純，這種提純工藝加工原料氯化鉀需耗蒸汽2. 5噸/噸，加上其他加工費用，增加成本約650元/噸， 浪費了能源，產(chǎn)品沒有競爭力，在經(jīng)濟上沒有可行性。針對這種情況，進行反復多次試驗，發(fā)明如下方法

發(fā)明內(nèi)容
一種制造離子膜氫氧化鉀的氯化鉀原料處理工藝方法，分為以下幾步第一步攪拌1次工序?qū)⒃下然浲度霐嚢枞萜髦校ㄟ^計量，加入母液和水， 保持母液和水能完全接觸物料而不溶解為宜(因放入母液或水量不多，物料處于飽和，不至溶解)，當總體積達到容器4/5時停止加料，持續(xù)攪拌時間> 10分鐘。第二步脫水1次工序?qū)嚢韬玫奈锪戏湃腚x心機中進行離心分離，將母液與物料分離出來，離心的部分母液(約1/5)返回“攪拌工序”循環(huán)參加攪拌；離心的部分母液 (約4/5)進入“濃縮結(jié)晶”工序。第三步濃縮結(jié)晶經(jīng)脫水1次工序的部分母液(約4/ 打入濃縮釜中進行濃縮，將溶解于母液中氯化鉀結(jié)晶出來，濃縮壓力P ( -0. 05Mpa ；濃縮時間t ^ 2h ；濃縮溫度 ^ 400C ；當濃縮至出現(xiàn)大量晶體時，將濃縮釜中的物料放出去。第四步離心脫水將濃縮結(jié)晶工序的物料放入離心機進行脫水，脫水后的物料進入“攪拌1次工序“循環(huán)。第五步攪拌2次工序?qū)ⅰ懊撍?次工序”的物料投入攪拌容器中，通過計量，加入母液和水，保持母液或水能完全接觸物料而不溶解為宜，當總體積達到容器4/5時停止加料，持續(xù)攪拌10-120分鐘。
第六步脫水2次工序?qū)ⅰ皵嚢?次工序”的物料放入離心機中進行脫水，脫水時加入“新鮮水(指三級水或更高)”進行洗滌物料(每IOOkg物料用水> Ikg)，脫水后的物料進入“溶解鹽化”工序；脫水的母液進入“攪拌O次)，，工序循環(huán)。第七步溶解鹽化工序即生產(chǎn)離子膜氫氧化鉀傳統(tǒng)工藝第一步。后按傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)離子膜氫氧化鉀。脫水是指將物料與液體分離開來。用這種方法是在溶解鹽化法之前，通過2次攪拌、2次脫水，通過加水、脫水，將原氯化鉀中的可溶性雜質(zhì)(鈉、銨)讓水將其帶走，從而完全可將95%氯化鉀加工成98%氯化鉀，并且其中水溶性雜質(zhì)指標優(yōu)于98%氯化鉀，其它不溶性雜質(zhì)在“溶解鹽化法”中能輕易除去，不影響成本及質(zhì)量。在一家氫氧化鉀廠家建立裝置，正式工業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)能力15萬噸-20萬噸/年，年創(chuàng)效益15億元


圖1為傳統(tǒng)工藝方法流程圖
圖2為一種制造離子膜氫氧化鉀的氯化鉀原料處理工藝方法流程圖
具體實施例方式
實施例1第一步將1噸原料氯化鉀投入攪拌容器中，通過計量，加入水(后循環(huán)過程有母液加入)，保持水能完全接觸物料而不溶解為宜，物料處于飽和，不至溶解，持續(xù)攪拌時間彡10分鐘，攪拌好物料進入“脫水(1次)”工序。第二步將攪拌好的物料放入離心機中進行脫水，脫水的部分母液(約1/ 返回 “攪拌(1次)”工序循環(huán)參加攪拌；脫水的部分母液(約4/5)進入“濃縮結(jié)晶”工序；脫水后物料進入“攪拌O次)”工序。第三步脫水(1次)工序的部分母液(約4/ 打入濃縮釜中進行濃縮，通過濃縮釜將氯化鉀母液結(jié)晶出氯化鉀晶體，濃縮壓力P ( -0. 05Mpa ；濃縮時間t ^ 2h ；濃縮溫度 ^ 400C ；當濃縮至出現(xiàn)大量結(jié)晶體時放料，物料進入“脫水”工序。第四步將濃縮結(jié)晶工序的物料放入離心機進行脫水，脫水后的物料進入“攪拌 (1次)，，工序循環(huán)，脫水的母液作為鉀肥農(nóng)用。第五步將“脫水(1次)，，的物料投入攪拌容器中，通過計量，加入水(后循環(huán)過程有母液加入)，保持母液或水能完全接觸物料而不溶解為宜，物料處于飽和，不至溶解，持續(xù)攪拌10-120分鐘，攪拌好物料進入“脫水O次)”工序。第六步將“攪拌O次)”工序的物料放入離心機中進行脫水，脫水時加入“新鮮水”進行洗滌物料(每IOOkg物料用水> 1kg)，脫水后的物料進入“溶解鹽化”工序；脫水的母液進入“攪拌O次)，，工序循環(huán)。*至此，氯化鉀原料處理已完成，后續(xù)工序是進行鹽化、過濾、電解等生產(chǎn)氫氧化鉀工序第七步即生產(chǎn)離子膜氫氧化鉀傳統(tǒng)工藝第一步。后按傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)離子膜氫氧化鉀。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在
5發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種制造離子膜氫氧化鉀的氯化鉀原料處理工藝方法，其步驟如下 第一步攪拌1次工序?qū)⒃下然浲度霐嚢枞萜髦?，通過計量，加入母液和水，保持母液和水能完全接觸物料而不溶解為宜，當總體積達到容器4/5時停止加料，持續(xù)攪拌時間彡10分鐘。第二步脫水1次工序?qū)嚢韬玫奈锪戏湃腚x心機中進行離心分離，將母液與物料分離出來，離心的部分母液(1/5)返回“攪拌工序”循環(huán)參加攪拌；離心的部分母液0/5)進入“濃縮結(jié)晶”工序。第三步濃縮結(jié)晶經(jīng)脫水1次工序的部分母液(4/ 打入濃縮釜中進行濃縮，將溶解于母液中氯化鉀結(jié)晶出來，濃縮壓力P ( -0. 05Mpa ；濃縮時間t彡2h ；濃縮溫度彡40°C;當濃縮至出現(xiàn)大量晶體時，將濃縮釜中的物料放出去。第四步離心脫水將濃縮結(jié)晶工序的物料放入離心機進行脫水，脫水后的物料進入 “攪拌1次工序“循環(huán)。第五步攪拌2次工序?qū)ⅰ懊撍?次工序”的物料投入攪拌容器中，通過計量，加入母液和水，保持母液或水能完全接觸物料而不溶解為宜，當總體積達到容器4/5時停止加料， 持續(xù)攪拌10-120分鐘。第六步脫水2次工序?qū)ⅰ皵嚢?次工序”的物料放入離心機中進行脫水，脫水時加入新鮮水進行洗滌物料，脫水后的物料進入“溶解鹽化”工序；脫水的母液進入“攪拌2次工序”循環(huán)。第七步溶解鹽化工序生產(chǎn)離子膜氫氧化鉀傳統(tǒng)工藝第一步，后按傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)離子膜氫氧化鉀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制造離子膜氫氧化鉀的氯化鉀原料處理工藝方法，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，主要分為以下幾個步驟第一步攪拌1次工序；第二步脫水1次工序；第三步濃縮結(jié)晶；第四步離心脫水；第五步攪拌2次工序；第六步脫水2次工序；第七步溶解鹽化工序。主要用于制造離子膜氫氧化鉀的氯化鉀，適用于各大氫氧化鉀生產(chǎn)廠家。
文檔編號C01D3/14GK102417192SQ20111024835
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月26日
發(fā)明者封寬裕, 封昊 申請人:封昊