專利名稱：用尿素法生產氰酸鈉所得廢物制備二水碳酸鉀和硫酸銨的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工業(yè)廢氣的治理和利用領域，具體地，涉及用尿素法生產氰酸鈉所得 廢物制備二水碳酸鉀和硫酸銨的方法。
背景技術：
氛酸納(sodium cyanate，或 cyanic acid sodium salt)，氛酸納在鋼力口工過 程中可用作淬水劑。在生產除草劑、殺菌劑、殺蟲劑時，用于代替光氣合成各種類型的異 氰酸酯，以生產氨基甲酸酯類或取代脲類農藥。作為醫(yī)藥中間體，可生產治療帕金森癥 (Parkinson's disease)、糖尿病(diabetes)和癲癇癥(印il印sy)等疾病的藥物。氰酸鈉 也可用作染料中間體，在生產丙烯酸聚合物時用作催化劑，以保持纖維的潔白度。氰酸鈉還 可用作感光引發(fā)劑。氰酸鈉的合成方法廣泛采用的為尿素法，即就是尿素和無水碳酸鈉熔融反應，生 成氰酸鈉和氨氣、二氧化碳和水，其化學反應方程式為2 (NH2) 2C0+Na2C03 — 2Na0CN+2NH3 +H2CHCO2 個該方法在合成氰酸鈉的同時也生成了氨氣、二氧化碳氣體和水這三種產物，這三 種產物直接銷售，價格較低，用途很小，且常常不能及時銷售而發(fā)生溢槽，泄露等情況。另一 方面氨氣和二氧化碳的大量排放，無疑會污染環(huán)境，降低人們的生活質量，已為國家明令禁 止。為此，氰酸鈉廠家也積極探索，尋求合理利用尿素法生產氰酸鈉所產生的工業(yè)副產物的 方法。申請?zhí)枮?00610069084. X的中國專利公開了一種利用氨氣、二氧化碳、水的液體 混合物生產復合(混)肥工藝利用氨氣、二氧化碳、水的液體混合物生產復合(混)肥工 藝，該工藝利用三聚氰胺裝置、液尿裝置或其他裝置的氨氣、二氧化碳、水的液體混合物，該 液體混合物通過泵壓入復合肥車間作為復合(混)肥的原料經混配、中和及氨化造粒，制成 高效復合(混)肥。本工藝的優(yōu)點提高了氨氣、二氧化碳、水的液體混合物的產品附加值， 解決了以前氨氣、二氧化碳、水的液體混合物銷路不暢，污染環(huán)境的問題。顯然，尿素法生產氰酸鈉所產生的工業(yè)副產物也可通過專利200610069084. X所 公開的工藝方法得到合理利用，然而，該專利方法本身卻是一個對設備要求極高，操作極為 繁瑣的方法，產生的經濟價值也很低。尤其，復合(混)肥的生產對季節(jié)時令的依賴很強， 并不利于將氨氣、二氧化碳、水的混合物及時利用和轉化。因此，氰酸鈉廠家亟待尋求新的工藝，及時利用和轉化工業(yè)副產物，增加企業(yè)的經 濟效益。另一方面，碳酸鉀是重要的基本無機化工、醫(yī)藥、輕工原料之一，主要用于制造鉀 玻璃、鉀肥皂和其他無機化學品，以及用于脫除工業(yè)氣體中的硫化氫和二氧化碳，也用于電 焊條、油墨制造、印染工業(yè)等方面。隨著高新技術的不斷開發(fā)，碳酸鉀在洗滌助劑和味精、食 品等領域的應用也日趨擴大。
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碳酸鉀生產有草木灰法、呂布蘭法、電解法和離子交換法。草木灰法是最古老的方 法，即從各種植物殼(如棉籽殼、茶子殼、桐子殼、葵花子殼)燒成的草木灰中提取。草木灰 中含有碳酸鉀、硫酸鉀、氯化鉀等可溶性鹽，用沉淀、過濾的方法可加以分離。此法由于產品 質量低、不經濟，且受原料來源限制而很少采用。呂布蘭法是將硫酸鉀與煤粉、石灰混合，還 原焙燒，得黑灰(含碳酸鉀、硫化鈣等燒成物)，經浸取、過濾、蒸發(fā)、碳化，得碳酸氫鉀，再經 過濾、煅燒得產品。此法由于工藝流程長等原因已被其他方法所取代。電解法是將氯化鉀 電解后得到的氫氧化鉀溶液，在碳化塔中以二氧化碳碳化。經多效蒸發(fā)器蒸發(fā)、過濾得碳酸 氫鉀，再經煅燒制得產品。此法因原料易得、鉀利用率高、無三廢產生而得到廣泛應用，但耗 電較多。離子交換法是用陽離子交換樹脂與氯化鉀交換。再用碳酸氫銨洗脫成碳酸氫鉀稀 溶液，經多效蒸發(fā)、碳化、結晶、分離、煅燒得產品。此法產品質量好，工藝流程短、適用于小 規(guī)模生產。因此，采用碳酸鉀生產廠家亟待尋求更新更廉價方便的原料和工藝大規(guī)模制備純 堿。

發(fā)明內容
為了解決上述問題，本申請人通過多年的探索和實踐，提供了一種用尿素法生產 氰酸鈉所得廢物制備二水碳酸鉀和硫酸銨的方法，該方法將尿素法制氰酸鈉所得廢物作為 生產碳酸鉀的原料，同時配合利用廉價的工業(yè)原料硫酸鉀來生產二水碳酸鉀和并聯(lián)產硫酸 銨，充分發(fā)揮了尿素法制氰酸鈉所得廢物的潛在價值，減少環(huán)境污染，增加企業(yè)的經濟效
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frff. ο本發(fā)明的技術方案如下一種用尿素法生產氰酸鈉所得廢物制備二水碳酸鉀和硫 酸銨的方法，包括如下步驟A 將工業(yè)硫酸鉀溶解于水，配成硫酸鉀水溶液，并送到碳化塔(1)中，按照硫酸 鉀、氨氣、二氧化碳的質量之比為1 0.01 0.41 0. 07 0. 47向碳化塔(1)中通入氨 氣和二氧化碳，進行碳化反應；B 將步驟A所得反應產物經抽濾泵(2)抽濾得到澄清的濾液和黑色雜質的濾餅；C:將步驟B所得的澄清的濾液送入減壓蒸餾器(3)中，按照碳酸鉀和硫酸銨的凝 固點進行分級蒸餾并在冷卻塔(4)中冷卻，從而分別得到三水碳酸鉀晶體和硫酸銨晶體；D 將步驟C所得的硫酸銨晶體經第一粉碎機(5)粉碎，包裝成為硫酸銨產品(6)；E 將步驟C所得的三水碳酸鉀晶體繼續(xù)在蒸發(fā)器(7)中蒸濃成二水碳酸鉀，二水 碳酸鉀冷卻后，經第二粉碎機(8)粉碎，包裝得到二水碳酸鉀產品(9)。本發(fā)明所述用尿素法生產氰酸鈉所得廢物制備二水碳酸鉀和硫酸銨的方法，其化 學反應方程式為K2S04+2NH3+C02+3H20 = = = = = K2CO3 · 3H20+ (NH4) 2S04
K2CO3 · 3H20 = = = = = K2CO3 · 2H20+H20 本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所述用尿素法生產氰酸鈉所得廢物制備二水碳酸鉀 和硫酸銨的方法，該方法將尿素法制氰酸鈉所得廢物作為生產碳酸鉀的原料，同時配合利 用廉價的工業(yè)原料硫酸鉀來生產二水碳酸鉀和并聯(lián)產硫酸銨，充分發(fā)揮了尿素法制氰酸鈉 所得廢物的潛在價值，減少環(huán)境污染，增加企業(yè)的經濟效益，為二水碳酸鉀的制備提供了一
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圖1為本發(fā)明所述用尿素法生產氰酸鈉所得廢物制備二水碳酸鉀和硫酸銨的方 法的工藝流程圖，其中(1)-碳化塔，⑵一抽濾泵，⑶一減壓蒸餾器，(4)一冷卻塔，(5) —第一粉碎機，(6) —硫酸銨產品，(7)-蒸發(fā)器，(8)第二粉碎機，(9)- 二水碳酸鉀產品。
具體實施例方式以下將結合具體實施例，進一步說明本發(fā)明用用尿素法生產氰酸鈉所得廢物制備 二水碳酸鉀和硫酸銨的方法。實施例1 一種用尿素法生產氰酸鈉所得廢物制備二水碳酸鉀和硫酸銨的方法，包括如下步 驟A 將工業(yè)硫酸鉀200kg溶解于水，配成硫酸鉀水溶液，并送到碳化塔(1)中，按照 硫酸鉀、氨氣、二氧化碳的質量之比為1 0.02 0.07向碳化塔(1)中通入氨氣和二氧化 碳，進行碳化反應；B 將步驟A所得反應產物經抽濾泵(2)抽濾得到澄清的濾液和黑色雜質的濾餅；C:將步驟B所得的澄清的濾液送入減壓蒸餾器(3)中，按照碳酸鉀和硫酸銨的凝 固點進行分級蒸餾并在冷卻塔(4)中冷卻，從而分別得到三水碳酸鉀晶體和硫酸銨晶體；D 將步驟C所得的硫酸銨晶體經第一粉碎機(5)粉碎，包裝成為硫酸銨產品(6)；E 將步驟C所得的三水碳酸鉀晶體繼續(xù)在蒸發(fā)器(7)中蒸濃成二水碳酸鉀，二水 碳酸鉀冷卻后，經第二粉碎機(8)粉碎，包裝得到二水碳酸鉀產品(9)。實施例2 一種用尿素法生產氰酸鈉所得廢物制備二水碳酸鉀和硫酸銨的方法，包括如下步 驟A 將工業(yè)硫酸鉀溶解于水，配成硫酸鉀水溶液，并送到碳化塔(1)中，按照硫酸 鉀、氨氣、二氧化碳的質量之比為1 0.21 0.27向碳化塔(1)中通入氨氣和二氧化碳， 進行碳化反應；B 將步驟A所得反應產物經抽濾泵(2)抽濾得到澄清的濾液和黑色雜質的濾餅；C:將步驟B所得的澄清的濾液送入減壓蒸餾器(3)中，按照碳酸鉀和硫酸銨的凝 固點進行分級蒸餾并在冷卻塔(4)中冷卻，從而分別得到三水碳酸鉀晶體和硫酸銨晶體；D 將步驟C所得的硫酸銨晶體經第一粉碎機(5)粉碎，包裝成為硫酸銨產品(6)；E 將步驟C所得的三水碳酸鉀晶體繼續(xù)在蒸發(fā)器(7)中蒸濃成二水碳酸鉀，二水 碳酸鉀冷卻后，經第二粉碎機(8)粉碎，包裝得到二水碳酸鉀產品(9)。實施例3 一種用尿素法生產氰酸鈉所得廢物制備二水碳酸鉀和硫酸銨的方法，包括如下步 驟
Α:將工業(yè)硫酸鉀溶解于水，配成硫酸鉀水溶液，并送到碳化塔(1)中，按照硫酸 鉀、氨氣、二氧化碳的質量之比為1 0.41 0.47向碳化塔(1)中通入氨氣和二氧化碳， 進行碳化反應；B 將步驟A所得反應產物經抽濾泵(2)抽濾得到澄清的濾液和黑色雜質的濾餅；C:將步驟B所得的澄清的濾液送入減壓蒸餾器(3)中，按照碳酸鉀和硫酸銨的凝 固點進行分級蒸餾并在冷卻塔(4)中冷卻，從而分別得到三水碳酸鉀晶體和硫酸銨晶體；D 將步驟C所得的硫酸銨晶體經第一粉碎機(5)粉碎，包裝成為硫酸銨產品(6)；
E 將步驟C所得的三水碳酸鉀晶體繼續(xù)在蒸發(fā)器(7)中蒸濃成二水碳酸鉀，二水 碳酸鉀冷卻后，經第二粉碎機(8)粉碎，包裝得到二水碳酸鉀產品(9)。上述實施例，只是本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限制本發(fā)明實施范圍，故凡以本 發(fā)明權利要求所述的特征及原理所做的等效變化或修飾，均應包括在本發(fā)明權利要求范圍 之內。
權利要求
一種用尿素法生產氰酸鈉所得廢物制備二水碳酸鉀和硫酸銨的方法，其特征在于，包括如下步驟A將工業(yè)硫酸鉀溶解于水，配成硫酸鉀水溶液，并送到碳化塔(1)中，按照硫酸鉀、氨氣、二氧化碳的質量之比為1∶0.01～0.41∶0.07～0.47向碳化塔(1)中通入氨氣和二氧化碳，進行碳化反應；B將步驟A所得反應產物經抽濾泵(2)抽濾得到澄清的濾液和黑色雜質的濾餅；C將步驟B所得的澄清的濾液送入減壓蒸餾器(3)中，按照碳酸鉀和硫酸銨的凝固點進行分級蒸餾并在冷卻塔(4)中冷卻，從而分別得到三水碳酸鉀晶體和硫酸銨晶體；D將步驟C所得的硫酸銨晶體經第一粉碎機(5)粉碎，包裝成為硫酸銨產品(6)；E將步驟C所得的三水碳酸鉀晶體繼續(xù)在蒸發(fā)器(7)中蒸濃成二水碳酸鉀，二水碳酸鉀冷卻后，經第二粉碎機(8)粉碎，包裝得到二水碳酸鉀產品(9)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用尿素法生產氰酸鈉所得廢物制備二水碳酸鉀和硫酸銨的方法，該方法將尿素法制氰酸鈉所得廢物氨氣，二氧化碳和水作為生產碳酸鉀的原料，同時配合利用廉價的工業(yè)原料硫酸鉀在碳化塔中生產三水碳酸鉀和硫酸銨，三水碳酸鉀經蒸發(fā)濃縮和冷卻，制備得二水碳酸鉀。該方法充分發(fā)揮了尿素法制氰酸鈉所得廢物的潛在價值，減少環(huán)境污染，增加企業(yè)的經濟效益。
文檔編號C01D7/00GK101955204SQ20101019038
公開日2011年1月26日 申請日期2010年5月27日 優(yōu)先權日2010年5月27日
發(fā)明者王嘉興 申請人:汪晉強