專利名稱：利用鹽湖鹵水以兌鹵方式生產(chǎn)硝酸鉀的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的利用鹽湖鹵水以兌鹵生方式產(chǎn)硝酸鉀的方法屬于無機鹽化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國鹽湖鹵水資源豐富，鹽 湖鹵水是多元組分的水鹽體系，含有K+、Mg2+、Na+、Cl'SO42' NO3六種自由組分離子的鹽湖鹵水業(yè)內(nèi)稱為六元水鹽體系。硝酸鉀無論附加值和作用，比硫酸鉀、氯化鉀更優(yōu)，是稀缺的優(yōu)質(zhì)綠色鉀肥，在我國和世界上都屬緊缺的二元綠色肥料。目前國際上生產(chǎn)硝酸鉀的方法主要有硝酸鈉一氯化鉀轉(zhuǎn)化法、硝酸銨一氯化鉀轉(zhuǎn)化法、硝酸一氯化鉀法等，其各有利弊
①硝酸鈉一氯化鉀轉(zhuǎn)化法將硝酸鈉和氯化鉀混合，配成適當濃度，在80 90°C進行反應(yīng)，然后邊蒸發(fā)邊析出氯化鈉，分離出氯化鈉；將母液適當稀釋(防止析出鈉鹽)，再冷卻到5°C左右，析出產(chǎn)品硝酸鉀，粗品經(jīng)離心過濾洗滌后，即得到硝酸鉀，產(chǎn)品經(jīng)重結(jié)晶可得工業(yè)級硝酸鉀。該法的主要優(yōu)點是流程簡單、操作方便、投資少、見效快、產(chǎn)品質(zhì)量好、原料利用率高等，缺點是硝酸鈉價格較高(2300 2500元/t)且資源緊張，副產(chǎn)氯化鈉利用價值和經(jīng)濟價值都較低；另外由于雜質(zhì)在母液中的積累，母液還需定期排放，對硝酸鉀的產(chǎn)率也有影響。因而許多使用該法的生產(chǎn)廠家處于停產(chǎn)、半停產(chǎn)的狀態(tài)。②硝酸銨一氯化鉀轉(zhuǎn)化法硝酸銨和氯化鉀反應(yīng)生成硝酸鉀和副產(chǎn)物氯化銨，該法也存在雜質(zhì)積累的問題，主要雜質(zhì)為氯化鉀中的氯化鈉，但可隨副產(chǎn)物氯化銨結(jié)晶出來。該法蒸發(fā)能耗低，原料利用率高，氯化銨回收容易，基本無環(huán)境污染，工藝設(shè)備簡單，操作簡便，投資少、見效快。但產(chǎn)品外觀、含量稍差，必須重結(jié)晶以提高產(chǎn)品質(zhì)量。③硝酸一氯化鉀法該法采用的溶劑是氯化鉀和硝酸，在低溫5 10°C和溶劑C5醇存在下硝酸和氯化鉀反應(yīng)，生成硝酸鉀和鹽酸，使用C5醇作萃取劑分離鹽酸和未反應(yīng)的硝酸，使反應(yīng)進行得相當完全，并使生成的硝酸鉀不斷結(jié)晶析出。該流程大部分是對溶劑相的處理，利用水作反萃取劑，經(jīng)洗脫有機溶劑，蒸發(fā)濃縮回收鹽酸，所得鹽酸相當純，并把溶劑/硝酸混合物返回系統(tǒng)循環(huán)使用，但該工藝對設(shè)備要求高，此項工藝國內(nèi)目前正處于研究開發(fā)階段。目前國內(nèi)外生產(chǎn)硝酸鉀用的原料如硝酸鈉、硝酸銨、硝酸是以礦石等原料通過加工得到，氯化鉀主要通過加工鹽湖鹵水得到。但利用六元水鹽體系鹽湖鹵水直接生產(chǎn)硝酸鉀的工藝方法尚屬空白。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種可有效除去鹽湖齒水中Mg2+、Na+、Cl_、S042_離子，利用鹽湖鹵水以兌鹵方式生產(chǎn)硝酸鉀的工藝方法。本發(fā)明的目的是通過如下工藝方法實現(xiàn)的
(-)原料成齒:含鐘尚子3. 06-3. 34%、續(xù)尚子2. 87一3. 00%、氣尚子11. 69一11. 84%、硫酸根尚子7. 39—7. 44%、硝酸根離子6. 09—6. 69%、鈉離子6. 17—6. 21%的鹽湖鹵水。氯化鉀KC1，其K含量換算成K2O后，K2O含量應(yīng)> 57%。無水硫Ife納=Na2SO4，工業(yè)級合格品。㈡工藝方法
①制備混合液將成鹵加入不銹鋼蒸發(fā)鍋中加熱，待溫度升至75°c — 80°C時，將成鹵與無水硫酸鈉按照體積質(zhì)量=4. 0L: IKg-5. 2L: IKg的比例混合，得到混合液。②高溫蒸發(fā)將①所得的混合液加熱至107°C — 113°C，混合液在蒸發(fā)過程析出大量的固體，其為一段高溫鹽，作為廢料單獨堆放。待蒸發(fā)散失的水量在15% —18%時，到達一段高溫母液點，此時混合液中的鉀離子含量為4. 5—6. 1%，硝酸根含量為13. 0—15. 5%。
③一次分離將②所得的混合液加入離心機分離45— 70秒鐘，得到的濾液為一段高溫母液，得到的固體為一段高溫鹽，一段高溫鹽作為廢料單獨放置。④制備綜合液將③所得的一段高溫母液加入蒸發(fā)鍋中加熱至107°C — 113°C，與氯化鉀按照體積質(zhì)量=15L: IKg一17L: IKg的比例混合,得到綜合液。⑤二次分離將④所得的綜合液加熱至107°C — 113°C，待綜合液中鉀離子含量達到10. 5—13. 0%，硝酸根含量達到21. 0—25. 5%時，將綜合液加入離心機分離45— 70秒鐘，得到的濾液為二段高溫母液，得到的固體為二段高溫鹽。⑥三次分離按照淡水二段高溫母液=0.06L:1L的比例，往⑤所得的高溫母液中加入淡水。待高溫母液自然冷卻至25°C—30°C時，加入離心機分離2— 3分鐘，所得到的固體為粗硝酸鉀，液體為冷析母液。(7)制備高溫鹽洗滌液為提高鉀鹽的回收率，將成鹵與⑤所得的二段高溫鹽按照體積質(zhì)量=3L: IKg的比例混合，用攪拌器攪拌20— 30分鐘后，再加入離心機分離3— 5分鐘，得到的液體為高溫鹽洗滌液，固體為洗后二段高溫鹽，二段高溫鹽作為廢料單獨堆放。(8)制備蒸發(fā)母液將(7)所得的高溫鹽洗滌液與⑥所得的冷析母液按照體積比=2. 45L: IL的比例混合，得到蒸發(fā)母液。(9)制備兌鹵母液將(8)所得的蒸發(fā)母液加入到蒸發(fā)鍋中加熱，待蒸發(fā)母液溫度升至75°C—80°C時，將蒸發(fā)母液與無水硫酸鈉按照體積質(zhì)量=5. 75L: lkg—7. 25L: Ikg的比例混合，得到兌鹵母液。(1Φ—段高溫蒸發(fā)將⑶所得的兌鹵母液加熱至107°C — 113°C，在蒸發(fā)過程析出大量的固體，其為兌鹵高溫鹽，作為廢料廢棄。待蒸發(fā)水量在15% —18%時到達一段高溫母液點，其鉀離子含量為4. 5-6. 1%，硝酸根含量為13. 0-15. 5%。(11)一段分離將(1Φ所得的兌鹵母液加入離心機分離45— 70秒鐘，得到的濾液為兌鹵高溫母液，固體為兌鹵高溫鹽，兌鹵高溫鹽作為廢料廢棄。(12)制備配鉀母液將(11)得到的兌鹵高溫母液加入不銹鋼蒸發(fā)鍋中加熱至107°C —113°C，與氯化鉀按照體積質(zhì)量=17. 5L: Ikg-19. 5L:lkg的比例混合，得到配鉀母液。(13)二段分離將(12)得到的配鉀母液加熱至107°C — 113°C，待配鉀母液中鉀離子含量為10. 5-13. 0%，硝酸根含量為21. 0-25. 5%時，將配鉀母液加入離心機分離45— 70秒鐘，所得的濾液為配鉀高溫母液，得到的固體為配鉀高溫鹽，配鉀高溫鹽用于下一循環(huán)工藝的步驟(7)中制備高溫鹽洗滌液。
(M)三段分離按照淡水高溫母液=0. 06L IL的比例，向(13)所得的配鉀高溫母液中加入淡水。待高溫母液自然冷卻至25°C—30°C時，加入離心機分離2— 3分鐘，所得到的固體為粗硝酸鉀，液體為冷析母液，冷析母液用于下一循環(huán)工藝的步驟⑶中制備蒸發(fā)母液。(15)淋洗將(M)所得的粗硝酸鉀置入離心機中，啟動離心機，在3— 5分鐘內(nèi)連續(xù)加入預(yù)先配制好的質(zhì)量百分比為20. 9% — 31. 6%的硝酸鉀飽和液，對粗硝酸鉀進行淋洗。加入量按照硝酸鉀飽和液粗硝酸鉀=0. IL — O. 15L =IKg的比例進行，淋洗后得到的固體為硝酸鉀濕產(chǎn)品，所得液體為粗硝酸鉀洗滌濾液，粗硝酸鉀洗滌濾液返回下一循環(huán)(15)，用于洗滌粗硝酸鉀。(16)干燥將硝酸鉀濕產(chǎn)品攤于瓷盤中，置于烘箱，在100—110°C溫度下烘45—60分鐘，所得即為硝酸鉀干產(chǎn)品。申請人:自2011年9月始，采用上述工藝步驟，利用新疆吐魯番地區(qū)的烏尊布拉克
鹽湖鹵水生產(chǎn)硝酸鉀，新、老工藝主要物料消耗及技術(shù)經(jīng)濟指標對照結(jié)果如下
權(quán)利要求
1.一種利用鹽湖鹵水以兌鹵方式生產(chǎn)硝酸鉀的工藝方法，其特征在于 (-)原料 成齒:含鐘尚子3. 06-3. 34%、續(xù)尚子2. 87一3. 00%、氣尚子11. 69一11. 84%、硫酸根尚子7.39—7. 44%、硝酸根離子6. 09—6. 69%、鈉離子6. 17—6. 21%的鹽湖鹵水； 氯化鉀KC1，其K含量換算成K2O后，K2O含量應(yīng)> 57% ； 無水硫酸鈉=Na2SO4，工業(yè)級合格品。
2.一種利用鹽湖鹵水以兌鹵方式生產(chǎn)硝酸鉀的工藝方法，其特征在于工藝步驟為 (-)原料 成齒:含鐘尚子3. 06-3. 34%、續(xù)尚子2. 87一3. 00%、氣尚子11. 69一11. 84%、硫酸根尚子7.39—7. 44%、硝酸根離子6. 09—6. 69%、鈉離子6. 17—6. 21%的鹽湖鹵水； 氯化鉀KC1，其K含量換算成K2O后，K2O含量應(yīng)> 57% ； 無水硫Ife納Na2S04，工業(yè)級合格品； ㈡工藝方法 ①制備混合液將成鹵加入不銹鋼蒸發(fā)鍋中加熱，待溫度升至75°C— 80°C時，將成鹵與無水硫酸鈉按照體積質(zhì)量=4. 0L: IKg-5. 2L: IKg的比例混合，得到混合液； ②高溫蒸發(fā)將①所得的混合液加熱至107°C— 113°C，混合液在蒸發(fā)過程析出大量的固體，其為一段高溫鹽，作為廢料單獨堆放，待蒸發(fā)散失的水量在15% —18%時，到達一段高溫母液點，此時混合液中的鉀離子含量為4. 5—6. 1%，硝酸根含量為13. 0—15. 5% ； ③一次分離將②所得的混合液加入離心機分離45—70秒鐘，得到的濾液為一段高溫母液，得到的固體為一段高溫鹽，一段高溫鹽作為廢料單獨放置； ④制備綜合液將③所得的一段高溫母液加入蒸發(fā)鍋中加熱至107°C— 113°C，與氯化鉀按照體積質(zhì)量=15L: IKg-17L: IKg的比例混合，得到綜合液； ⑤二次分離將④所得的綜合液加熱至107°C— 113°C，待綜合液中鉀離子含量達到10.5—13. 0%，硝酸根含量達到21. 0—25. 5%時，將綜合液加入離心機分離45— 70秒鐘，得到的濾液為二段高溫母液，得到的固體為二段高溫鹽； ⑥三次分離按照淡水二段高溫母液=0.06L 1L的比例，往⑤所得的高溫母液中加入淡水，待高溫母液自然冷卻至25°C — 30°C時，加入離心機分離2— 3分鐘，所得到的固體為粗硝酸鉀，液體為冷析母液； ⑴制備高溫鹽洗滌液為提高鉀鹽的回收率，將成鹵與⑤所得的二段高溫鹽按照體積質(zhì)量=3L: IKg的比例混合，用攪拌器攪拌20— 30分鐘后，再加入離心機分離3— 5分鐘，得到的液體為高溫鹽洗滌液，固體為洗后二段高溫鹽，二段高溫鹽作為廢料單獨堆放； ⑶制備蒸發(fā)母液將(7)所得的高溫鹽洗滌液與⑥所得的冷析母液按照體積比=2. 45L: IL的比例混合，得到蒸發(fā)母液； ⑶制備兌鹵母液將⑶所得的蒸發(fā)母液加入到蒸發(fā)鍋中加熱，待蒸發(fā)母液溫度升至75°C — 80°C時，將蒸發(fā)母液與無水硫酸鈉按照體積質(zhì)量=5. 75L: lkg—7. 25L: Ikg的比例混合，得到兌鹵母液； (10)—段高溫蒸發(fā)將⑶所得的兌鹵母液加熱至107°C — 113°C，在蒸發(fā)過程析出大量的固體，其為兌鹵高溫鹽，作為廢料廢棄，待蒸發(fā)水量在15% —18%時到達一段高溫母液點，其鉀離子含量為4. 5-6. 1%，硝酸根含量為13. 0-15. 5% ；(11)一段分離將(1Φ所得的兌鹵母液加入離心機分離45—70秒鐘，得到的濾液為兌鹵高溫母液，固體為兌鹵高溫鹽，兌鹵高溫鹽作為廢料廢棄； (12)制備配鉀母液將(11)得到的兌鹵高溫母液加入不銹鋼蒸發(fā)鍋中加熱至107°C—.113°C，與氯化鉀按照體積質(zhì)量=17. 5L: Ikg-19. 5L: Ikg的比例混合，得到配鉀母液； (13)二段分離將(12)得到的配鉀母液加熱至107°C —113 °C，待鉀離子含量為.10. 5-13. 0%，硝酸根含量為21. 0-25. 5%時，將配鉀母液加入離心機分離45— 70秒鐘，所得的濾液為配鉀高溫母液，得到的固體為配鉀高溫鹽，配鉀高溫鹽用于下一循環(huán)工藝的步驟⑴中制備高溫鹽洗滌液； (M)三段分離按照淡水高溫母液=0. 06L 1L的比例，向(13)所得的配鉀高溫母液中加入淡水，待高溫母液自然冷卻至25°C—30°C時，加入離心機分離2— 3分鐘，所得到的固體為 粗硝酸鉀，液體為冷析母液，冷析母液用于下一循環(huán)工藝的步驟⑶中制備蒸發(fā)母液； (15)淋洗將(M)所得的粗硝酸鉀置入離心機中，啟動離心機，在3—5分鐘內(nèi)連續(xù)加入預(yù)先配制好的質(zhì)量百分比為20. 9% — 31. 6%的硝酸鉀飽和液，對粗硝酸鉀進行淋洗，加入量按照硝酸鉀飽和液粗硝酸鉀=0. IL-O. 15L =IKg的比例進行，淋洗后得到的固體為硝酸鉀濕產(chǎn)品，所得液體為粗硝酸鉀洗滌濾液，粗硝酸鉀洗滌濾液返回下一循環(huán)(15)，用于洗滌粗硝酸鉀； (16)干燥將硝酸鉀濕產(chǎn)品攤于瓷盤中，置于烘箱，在100— 110°C溫度下烘干45— 60分鐘，所得即為硝酸鉀干產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明的利用鹽湖鹵水以兌鹵生方式產(chǎn)硝酸鉀的方法屬于無機鹽化工領(lǐng)域，將原料成鹵、氯化鉀、無水硫酸鈉，經(jīng)制備混合液、高溫蒸發(fā)、一次分離、制備綜合液、二次分離、三次分離、制備高溫鹽洗滌液、制備蒸發(fā)母液、制備兌鹵母液、一段高溫蒸發(fā)、一段分離、制備配鉀母液、二段分離、三段分離、淋洗、干燥15個步驟，制得硝酸鉀干產(chǎn)品。本方法可將鹽湖鹵水得到有效的利用，具有工藝簡單、可操作性強，生產(chǎn)成本低，能耗小等積極效果。
文檔編號C01D9/02GK102838139SQ201210377338
公開日2012年12月26日 申請日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月9日
發(fā)明者馬建玲, 魏廷祥, 謝祥林, 丁朝波, 賀其華, 肖建偉, 楊順隆, 吳西, 馬朝偉 申請人:新疆安華礦業(yè)投資有限公司