一種從高鈣廢礦中脫鈣制取食品級氯化鉀的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種從高鈣廢礦中脫鈣制取食品級氯化鉀的方法，該方法包括以下步驟：⑴將高鈣光鹵石廢礦原料與淡水、常溫氯化鉀飽和溶液一起在常溫下攪拌進(jìn)行分解反應(yīng)后過濾，分別得到分解母液和高鈣鉀石鹽；⑵將高鈣鉀石鹽與常溫氯化鉀飽和溶液混合后，加熱溶解，得到高鉀溶液料漿；該高鉀溶液料漿過濾后，分別得到高鉀溶液和高鈣廢渣；⑶將高鉀溶液送入結(jié)晶器中進(jìn)行自然攪拌冷卻結(jié)晶，并間歇性加入淡水；當(dāng)體系溫度降至5℃~25℃時，即得料漿；⑷料漿過濾后，分別得到氯化鉀結(jié)晶冷母液和氯化鉀濕產(chǎn)品；⑸氯化鉀濕產(chǎn)品經(jīng)過洗滌、干燥和包裝工序后，即得純度大于99.5%的大顆粒食品級氯化鉀產(chǎn)品。本發(fā)明操作方便，成本低廉，氯化鉀產(chǎn)品品質(zhì)高。
【專利說明】一種從高鈣廢礦中脫鈣制取食品級氯化鉀的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氯化鉀生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種從高鈣廢礦中脫鈣制取食品級氯化鉀的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]氯化鉀為一種抑制人們對食鹽過量攝入的代用品，是近年新興并推廣的一種低鈉鹽。隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展，醫(yī)學(xué)權(quán)威人士認(rèn)識到攝入過多的鈉易引起一些病人體液滯留，致使心臟充血產(chǎn)生高血壓。1982年八1^01*810111發(fā)現(xiàn)高鉀可以對抗鈉引起的高血壓效應(yīng)。美國食品科學(xué)和營養(yǎng)委員會1980年推薦成人每天攝取鉀的量為1875~56521118。目前在國外食用鹽的代用品銷量日益增長，已出現(xiàn)各種低鈉高鉀的調(diào)味品。
[0003]低鈉鹽就是將鹽里原本含量為99%的鈉離子降至70%及以下，取代為20%~30%的鉀離子。研宄顯示，鉀離子能抑制血小板聚集，抑制動脈粥樣硬化形成，這樣就不會形成血栓。在我國低鈉鹽的推廣和使用還處于剛剛起步階段，廣東省從2012年起已全面啟動低鈉鹽的推廣。我國對低鈉鹽的需求量會越來越大，預(yù)計未來用于低鈉鹽用食品添加劑氯化鉀需求量將超過50萬噸/年。
[0004]我國食品級氯化鉀50%以上依靠進(jìn)口，生產(chǎn)工藝大多是以進(jìn)口氯化鉀或沿?？帑u產(chǎn)高品質(zhì)氯化鉀通過反復(fù)熱溶結(jié)晶-洗滌加工精制得到，規(guī)?；b置很少，存在原料品質(zhì)要求高、加工成本大的顯著問題。發(fā)明專利200510086474.3公開了一種工業(yè)氯化鉀的除鈣提純方法，發(fā)明專利201410420060.9公開了一種除去氯化鉀中銨的方法，所用原料均為工業(yè)級氯化鉀，所得產(chǎn)品均為99%以上純度氯化鉀，類似以上發(fā)明專利較多，其相同點均在于從高純度氯化鉀中去除少量鈣、鎂、鈉、銨等雜質(zhì)，從而得到食品級氯化鉀產(chǎn)品，其實質(zhì)均為高純度氯化鉀的二次精制過程。
[0005]青海省柴達(dá)木地區(qū)存在數(shù)量眾多的鹽湖，尤其是察爾汗地區(qū)鹽湖鹵水屬于氯化物型鹵水，生產(chǎn)出大量光鹵石。然而，經(jīng)過幾十年開采，鹽湖鹵水品質(zhì)不斷下降惡化，每年所產(chǎn)出的高鈣光鹵石廢礦逐年增多，累計已達(dá)2億噸。高鈣光鹵石廢礦中硫酸鈣含量一般為3%以上，部分光鹵石礦中硫酸鈣含量可以高達(dá)10%。當(dāng)?shù)仄髽I(yè)采用常規(guī)浮選法生產(chǎn)氯化鉀時，硫酸鈣會大量富集于氯化鉀產(chǎn)品中，嚴(yán)重影響氯化鉀產(chǎn)品品質(zhì)，使得氯化鉀產(chǎn)品無法達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)中最低等級。因此，長期以來大量的高鈣光鹵石礦作為廢礦遺棄在察爾汗鹽湖。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種操作簡便的從高鈣廢礦中脫鈣制取食品級氯化鉀的方法。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明所述的一種從高鈣廢礦中脫鈣制取食品級氯化鉀的方法，包括以下步驟:
⑴將鈣離子含量為0.5%~3%的高鈣光鹵石廢礦原料與淡水、常溫氯化鉀飽和溶液一起在常溫下攪拌進(jìn)行分解反應(yīng)，10-120分鐘后過濾，分別得到分解母液和鎂元素含量不高于2%的高鈣鉀石鹽；所述高鈣光鹵石廢礦原料與所述淡水的比例為:0.2-0.51 ；所述淡水與所述常溫氯化鉀飽和溶液的比例為5 ~100 I:1 I ；
⑵將所述高鈣鉀石鹽與常溫氯化鉀飽和溶液按1匕:1~50 [的比例混合后，在溫度為8000 ~1001的條件下加熱溶解，得到高鉀溶液料漿；該高鉀溶液料漿過濾后，分別得到高鉀溶液和鉀離子含量為0.5%~2%的高鈣廢渣；
⑶將所述高鉀溶液送入結(jié)晶器中進(jìn)行自然攪拌冷卻結(jié)晶，當(dāng)溫度為601: ~701時，向所述結(jié)晶器內(nèi)按體系中鈉元素質(zhì)量的5%~20%加入淡水；繼續(xù)攪拌，當(dāng)溫度為40 V ~50 V時，向所述結(jié)晶器內(nèi)按體系中鈉元素質(zhì)量的59(^20%加入淡水；當(dāng)體系溫度降至?xí)r，即得料楽；
⑷所述料漿過濾后，分別得到氯化鉀結(jié)晶冷母液和氯化鉀濕產(chǎn)品；所述氯化鉀結(jié)晶冷母液先返回所述步驟⑵中反應(yīng)，多余的所述氯化鉀結(jié)晶冷母液再返回所述步驟⑴中；
⑶所述氯化鉀濕產(chǎn)品經(jīng)過洗滌、干燥和包裝工序后，即得純度大于99.5%的大顆粒食品級氣化鐘廣品。
[0008]所述步驟⑶中的氯化鉀濕產(chǎn)品經(jīng)洗滌得到的氯化鉀洗滌液返回所述步驟⑵中。
[0009]所述步驟(5)中的氯化鉀濕產(chǎn)品的干燥溫度為8000 ~50000。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
1、本發(fā)明以鹽湖中遺棄的高鈣光鹵石廢礦為原料，采用結(jié)晶過程中的過飽和度控制工藝，通過向結(jié)晶器中不斷補充淡水將沒有長大的氯化鉀細(xì)微晶體和析出其他雜質(zhì)及時溶解，并始終維持結(jié)晶器中結(jié)晶母液的低過飽和度，實現(xiàn)對氯化鉀產(chǎn)品的雜質(zhì)控制，促使氯化鉀不斷長大，從而得到純度高、雜質(zhì)低的食品級氯化鉀。
[0011]2、本發(fā)明利用鹽湖地區(qū)儲量大的高鈣光鹵石廢礦作為原料生產(chǎn)食品級氯化鉀，不但生產(chǎn)成本極低，而且經(jīng)濟(jì)效益高。
[0012]3、本發(fā)明在冷卻結(jié)晶過程中采用補充淡水法，不僅可以降低自然冷卻時間，提高設(shè)備生產(chǎn)能力，還可以起到調(diào)節(jié)體系過飽和度，控制體系中雜質(zhì)析出，溶解未長大活性高的氯化鉀細(xì)小晶體，極大保障了氯化鉀產(chǎn)品品質(zhì)。
[0013]4、本發(fā)明操作方便，成本低廉，所得的食品級氯化鉀主含量大于99.5%，遠(yuǎn)好于目前國家⑶25585-2010中99%的要求。

【具體實施方式】
[0014]實施例1 一種從高鈣廢礦中脫鈣制取食品級氯化鉀的方法，包括以下步驟: ⑴將鈣離子含量為0.5%~1%的高鈣光鹵石廢礦原料與淡水、常溫氯化鉀飽和溶液一起在常溫下攪拌進(jìn)行分解反應(yīng)，10分鐘后過濾，分別得到分解母液和鎂元素含量不高于2%的高鈣鉀石鹽。
[0015]其中:高1?光鹵石廢礦原料與淡水的比例為1匕:0.21 ；淡水與常溫氯化鉀飽和溶液的比例為5 [:1匕
[0016]⑵將高鈣鉀石鹽與常溫氯化鉀飽和溶液按1 1^:1 [的比例混合后，在溫度為801的條件下加熱溶解，得到高鉀溶液料漿；該高鉀溶液料漿過濾后，分別得到高鉀溶液和鉀離子含量為0.5%~2%的高鈣廢渣。
[0017]⑶將高鉀溶液送入結(jié)晶器中進(jìn)行自然攪拌冷卻結(jié)晶，當(dāng)溫度為601:時，向結(jié)晶器內(nèi)按體系中鈉元素質(zhì)量的5%加入淡水；繼續(xù)攪拌，當(dāng)溫度為401:時，向結(jié)晶器內(nèi)按體系中鈉元素質(zhì)量的5%加入淡水；當(dāng)體系溫度降至51:時，即得料漿。
[0018]⑷料漿過濾后，分別得到氯化鉀結(jié)晶冷母液和氯化鉀濕產(chǎn)品；氯化鉀結(jié)晶冷母液先返回步驟⑵中反應(yīng)，多余的氯化鉀結(jié)晶冷母液再返回步驟⑴中。
[0019](5)氯化鉀濕產(chǎn)品采用淡水洗滌后，得到氯化鉀固體和氯化鉀洗滌液；氯化鉀固體在溫度為801:的條件下干燥后，經(jīng)包裝工序，即得純度大于99.5%的大顆粒食品級氯化鉀
7^1: 口廣叩0
[0020]實施例2 —種從高鈣廢礦中脫鈣制取食品級氯化鉀的方法，包括以下步驟: ⑴將鈣離子含量為1%~2%的高鈣光鹵石廢礦原料與淡水、常溫氯化鉀飽和溶液一起在常溫下攪拌進(jìn)行分解反應(yīng)，120分鐘后過濾，分別得到分解母液和鎂元素含量不高于2%的高鈣鉀石鹽。
[0021]其中:高1?光鹵石廢礦原料與淡水的比例為1匕:0.51 ；淡水與常溫氯化鉀飽和溶液的比例為100 I:1匕
[0022]⑵將高鈣鉀石鹽與常溫氯化鉀飽和溶液按1匕:50 [的比例混合后，在溫度為1001的條件下加熱溶解，得到高鉀溶液料漿；該高鉀溶液料漿過濾后，分別得到高鉀溶液和鉀離子含量為0.5%~2%的高鈣廢渣。
[0023]⑶將高鉀溶液送入結(jié)晶器中進(jìn)行自然攪拌冷卻結(jié)晶，當(dāng)溫度為701:時，向結(jié)晶器內(nèi)按體系中鈉元素質(zhì)量的20%加入淡水；繼續(xù)攪拌，當(dāng)溫度為501:時，向結(jié)晶器內(nèi)按體系中鈉元素質(zhì)量的20%加入淡水；當(dāng)體系溫度降至251:時，即得料漿。
[0024]⑷料漿過濾后，分別得到氯化鉀結(jié)晶冷母液和氯化鉀濕產(chǎn)品；氯化鉀結(jié)晶冷母液先返回步驟⑵中反應(yīng)，多余的氯化鉀結(jié)晶冷母液再返回步驟⑴中。
[0025](5)氯化鉀濕產(chǎn)品采用淡水洗滌后，得到氯化鉀固體和氯化鉀洗滌液；氯化鉀固體在溫度為5001:的條件下干燥后，經(jīng)包裝工序，即得純度大于99.5%的大顆粒食品級氯化鉀
7^1: 口廣叩0
[0026]實施例3 —種從高鈣廢礦中脫鈣制取食品級氯化鉀的方法，包括以下步驟: ⑴將鈣離子含量為2%~3%的高鈣光鹵石廢礦原料與淡水、常溫氯化鉀飽和溶液一起在常溫下攪拌進(jìn)行分解反應(yīng)，65分鐘后過濾，分別得到分解母液和鎂元素含量不高于2%的高鈣鉀石鹽。
[0027]其中:高1?光鹵石廢礦原料與淡水的比例為11?:0.351 ；淡水與常溫氯化鉀飽和溶液的比例為55 1:1匕
[0028]⑵將高鈣鉀石鹽與常溫氯化鉀飽和溶液按1匕:25 [的比例混合后，在溫度為8901的條件下加熱溶解，得到高鉀溶液料漿；該高鉀溶液料漿過濾后，分別得到高鉀溶液和鉀離子含量為0.5%~2%的高鈣廢渣。
[0029]⑶將高鉀溶液送入結(jié)晶器中進(jìn)行自然攪拌冷卻結(jié)晶，當(dāng)溫度為651:時，向結(jié)晶器內(nèi)按體系中鈉元素質(zhì)量的12%加入淡水；繼續(xù)攪拌，當(dāng)溫度為451:時，向結(jié)晶器內(nèi)按體系中鈉元素質(zhì)量的12%加入淡水；當(dāng)體系溫度降至151:時，即得料漿。
[0030]⑷料漿過濾后，分別得到氯化鉀結(jié)晶冷母液和氯化鉀濕產(chǎn)品；氯化鉀結(jié)晶冷母液先返回步驟⑵中反應(yīng)，多余的氯化鉀結(jié)晶冷母液再返回步驟⑴中。
[0031](5)氯化鉀濕產(chǎn)品采用淡水洗滌后，得到氯化鉀固體和氯化鉀洗滌液；氯化鉀固體在溫度為2001:的條件下干燥后，經(jīng)包裝工序，即得純度大于99.5%的大顆粒食品級氯化鉀
7^1: 口廣叩0
[0032]上述實施例1~3中高鈣光鹵石廢礦原料均來自青海察爾汗鹽湖。
【權(quán)利要求】
1.一種從高鈣廢礦中脫鈣制取食品級氯化鉀的方法，包括以下步驟: ⑴將鈣離子含量為0.5%~3%的高鈣光鹵石廢礦原料與淡水、常溫氯化鉀飽和溶液一起在常溫下攪拌進(jìn)行分解反應(yīng)，10-120分鐘后過濾，分別得到分解母液和鎂元素含量不高于2%的高鈣鉀石鹽；所述高鈣光鹵石廢礦原料與所述淡水的比例為1kg:0.2-0.5L ;所述淡水與所述常溫氯化鉀飽和溶液的比例為5 -100 L:1 L ； ⑵將所述高鈣鉀石鹽與常溫氯化鉀飽和溶液按1 kg:l~50 L的比例混合后，在溫度為80°C ~100°C的條件下加熱溶解，得到高鉀溶液料漿；該高鉀溶液料漿過濾后，分別得到高鉀溶液和鉀離子含量為0.5%~2%的高鈣廢渣； ⑶將所述高鉀溶液送入結(jié)晶器中進(jìn)行自然攪拌冷卻結(jié)晶，當(dāng)溫度為60°C ~70°C時，向所述結(jié)晶器內(nèi)按體系中鈉元素質(zhì)量的5%~20%加入淡水；繼續(xù)攪拌，當(dāng)溫度為40 V -50 V時，向所述結(jié)晶器內(nèi)按體系中鈉元素質(zhì)量的5°/『20%加入淡水；當(dāng)體系溫度降至5°C~25°C時，即得料楽; ⑷所述料漿過濾后，分別得到氯化鉀結(jié)晶冷母液和氯化鉀濕產(chǎn)品；所述氯化鉀結(jié)晶冷母液先返回所述步驟⑵中反應(yīng)，多余的所述氯化鉀結(jié)晶冷母液再返回所述步驟⑴中； (5)所述氯化鉀濕產(chǎn)品經(jīng)過洗滌、干燥和包裝工序后，即得純度大于99.5%的大顆粒食品級氣化鐘廣品。
2.如權(quán)利要求1所述的一種從高鈣廢礦中脫鈣制取食品級氯化鉀的方法，其特征在于:所述步驟(5)中的氯化鉀濕產(chǎn)品經(jīng)洗滌得到的氯化鉀洗滌液返回所述步驟⑵中。
3.如權(quán)利要求1所述的一種從高鈣廢礦中脫鈣制取食品級氯化鉀的方法，其特征在于:所述步驟(5)中的氯化鉀濕產(chǎn)品的干燥溫度為80°C ~500°C。
【文檔編號】C01D3/14GK104495878SQ201510002470
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月5日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月5日
【發(fā)明者】李華生, 吳小王, 黃培錦 申請人:格爾木康生鉀業(yè)科技發(fā)展有限公司