專利名稱：用礬漿制備無水磷酸鉀聯(lián)產(chǎn)硫酸鈉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無機化工三廢礬漿治理和利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其用礬漿制備無水磷酸鉀聯(lián)產(chǎn)硫酸鈉的方法。
背景技術(shù)：
明礬又稱鉀鋁礬，鉀礬和鉀明礬，化學式為K2S04 · A12 (S04) 3 · 24H20或者 KA1(S04)2 · 24H20，是含有結(jié)晶水的硫酸鉀鋁的復鹽，易溶于水，溶于水時發(fā)生水解而生成氫氧化鋁膠狀沉淀，受熱時失去結(jié)晶水而成白色粉末簡稱燒明礬。明礬廣泛應用于化工、食品、日化、水處理等行業(yè)，其用量十分巨大。其主要生產(chǎn)原料為明礬石，主要分布于我國浙江、安徽等省，生產(chǎn)方法主要有酸浸法、氨浸法、水浸法、還原熱解法。不論用哪種方式生產(chǎn)明礬，都會產(chǎn)生大量的高鋁礬漿。由于礬漿中同時含有大量的硅、鐵等雜質(zhì)，常年露天堆放，不僅使上述成分難以開發(fā)利用，也會造成酸性水流失，污染環(huán)境。雖然目前我國也有一些對明礬石綜合利用的深入研究，開發(fā)了利用明礬石生產(chǎn)明礬后所得礬漿生產(chǎn)工業(yè)鉀鹽、氧化鋁系列原料、各種鋁鹽等。上述工藝的出現(xiàn)，為綜合利用礬漿開辟了市場。然而，礬漿的工業(yè)利用至今在國內(nèi)外尚無成熟的實例。尤其，很多工藝在對礬漿的治理和利用處理的同時，又出現(xiàn)了二次污染的現(xiàn)象。因此，有必要探索新的礬漿治理和利用方法，充分利用礬漿的潛在價值，開發(fā)出有用的產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種用礬漿制備無水磷酸鉀聯(lián)產(chǎn)硫酸鈉的方法，該方法用明礬石生產(chǎn)明礬后所得的廢料礬漿，經(jīng)過簡單的加工處理，制得無水磷酸鉀聯(lián)產(chǎn)硫酸鈉產(chǎn)品，充分利用了礬漿的潛在價值，且不產(chǎn)生二次污染，是一個變廢為寶，經(jīng)濟適用的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種用礬漿制備無水磷酸鉀聯(lián)產(chǎn)硫酸鈉的方法，包括如下具體步驟步驟A、將礬漿裝入反應罐一(1)，加水后充分攪拌0. 5-2小時使之溶解于水，而后經(jīng)過濾器一(2)過濾，得到濾餅和濾液，濾餅經(jīng)另外的工藝深加工，濾液為硫酸鉀和硫酸鋁及硫酸鐵的混合物；步驟B、將步驟A所得濾液送入反應罐二(3)，按照硫酸鋁與磷酸鈉純物質(zhì)質(zhì)量之比為1 2.82-3.72向反應罐二(3)中投入磷酸鈉溶液，在徐徐的攪拌下反應得到磷酸鋁沉淀、八水磷酸鐵沉淀、八水磷酸鉀、十水硫酸鈉的混合物；步驟C、將步驟B所得混合物經(jīng)過濾器二(4)過濾，得到含磷酸鋁和八水磷酸鐵的濾餅和含八水磷酸鉀和十水硫酸鈉的濾液；濾餅經(jīng)洗滌機(5)洗滌、干燥器(6)干燥，粉碎機(7)粉碎，得到磷酸鋁和八水磷酸鐵的混合物(12)，經(jīng)另外的工藝進行加工處理；步驟D、含八水磷酸鉀和十水硫酸鈉的濾液送入減壓蒸餾器(8)中減壓蒸餾，當溶液蒸餾到飽和溶液時，根據(jù)八水磷酸鉀和十水硫酸鈉的凝固點不同，將飽和溶液的溫度由高至低的逐漸冷卻，八水磷酸鉀和十水硫酸鈉依次結(jié)晶析出，過濾干燥，分別得到八水磷酸鉀和十水硫酸鈉； 步驟E、八水磷酸鉀產(chǎn)品繼續(xù)蒸餾蒸掉全部結(jié)晶水分子即得無水磷酸鉀產(chǎn)品(9)， 十水硫酸鈉繼續(xù)蒸餾蒸掉全部結(jié)晶水分子即得硫酸鈉產(chǎn)品(10)。本發(fā)明所述用礬漿制備無水磷酸鉀聯(lián)產(chǎn)硫酸鈉的方法，化學反應原理為S03+H20 = = = = H2SO4A1203+3H2S04 = = = = = Al2 (SO4) 3+3H20K2CHH2SO4 = = = = = K2S04+H20Fe203+3H2S04 = = = = = Fe2 (SO4) 3+3H20Al2 (SO4) 3+2Na3P04+30H20 = = = = = 2AlP04+3Na2S04 · IOH2OFe2 (SO4) 3+2Na3P04+30H20 = = = = = 2FeP04+3Na2S04 · IOH2O3K2S04+3Na3P04+46H20 = = = = = 2K3P04 · 8H20+3Na2S04 · IOH2O
K3PO4 · 8H20 = = = = = K3P04+8H203Na2S04 · IOH2O = = = = = 3Na2S04+IOH2O本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明所述用礬漿制備無水磷酸鉀聯(lián)產(chǎn)硫酸鈉的方法，用明礬石生產(chǎn)明礬后所得的廢料礬漿，經(jīng)過簡單的加工處理，制得無水磷酸鉀聯(lián)產(chǎn)硫酸鈉，充分利用了礬漿的潛在價值，且不產(chǎn)生二次污染，是一個變廢為寶，經(jīng)濟適用的方法。該方法操作簡單，設(shè)備投資少，值得推廣應用。


圖1為本發(fā)明所述用礬漿制備無水磷酸鉀聯(lián)產(chǎn)硫酸鈉的方法的工藝流程圖，其中，(1)反應罐一，(2)過濾器一，(3)反應罐二，(4)過濾器二，(5)洗滌機，(6)干燥器，(7) 粉碎機，(8)減壓蒸餾器，(9)無水磷酸鉀產(chǎn)品，(10)硫酸鈉產(chǎn)品，(12)磷酸鋁和八水磷酸鐵的混合物。
具體實施例方式實施例1 參照圖1，一種用礬漿制備無水磷酸鉀聯(lián)產(chǎn)硫酸鈉的方法，將礬漿裝入反應罐一 (1)，加水后充分攪拌0. 5-2小時使之溶解于水，而后經(jīng)過濾器一(2)過濾，得到濾餅和濾液，濾餅經(jīng)另外的工藝深加工，濾液為硫酸鉀和硫酸鋁及硫酸鐵的混合物；將所得濾液送入反應罐二(3)，并使反應罐中硫酸鐵的質(zhì)量為400kg，硫酸鋁的質(zhì)量為171kg，硫酸鉀的質(zhì)量為87kg，按照硫酸鋁與磷酸鈉純物質(zhì)質(zhì)量之比為1 3. 52向反應罐二(3)中投入磷酸鈉溶液，在徐徐的攪拌下反應得到磷酸鋁沉淀、八水磷酸鐵沉淀、八水磷酸鉀、十水硫酸鈉的混合物；將所得混合物經(jīng)過濾器二(4)過濾，得到含磷酸鋁和八水磷酸鐵的濾餅和含八水磷酸鉀和十水硫酸鈉的濾液；濾餅經(jīng)洗滌機(5)洗滌、干燥器(6)干燥，粉碎機(7)粉碎，得到磷酸鋁和八水磷酸鐵的混合物(12)，經(jīng)另外的工藝進行加工處理；含八水磷酸鉀和十水硫酸鈉的濾液送入減壓蒸餾器(8)中減壓蒸餾，當溶液蒸餾到飽和溶液時，根據(jù)八水磷酸鉀和十水硫酸鈉的凝固點不同，將飽和溶液的溫度由高至低的逐漸冷卻，八水磷酸鉀和十水硫酸鈉依次結(jié)晶析出，過濾干燥，分別得到八水磷酸鉀和十水硫酸鈉；八水磷酸鉀繼續(xù)蒸餾蒸掉全部結(jié)晶水分子即得無水磷酸鉀產(chǎn)品(9)，十水硫酸鈉繼續(xù)蒸餾蒸掉全部結(jié)晶水分子即得硫酸鈉產(chǎn)品(10)。磷酸鋁和八水磷酸鐵的混合物中含有的磷酸鋁的質(zhì)量為122kg，八水磷酸鐵的質(zhì)量為588kg，無水磷酸鉀產(chǎn)品中含有的無水磷酸鉀的質(zhì)量為70. 7kg，硫酸鈉產(chǎn)品中含有的硫酸鈉的質(zhì)量為710kg。實施例2 參照圖1，一種用礬漿制備三水磷酸鉀聯(lián)產(chǎn)十水硫酸鈉的方法，將礬漿裝入反應罐一(1)，加水后充分攪拌0. 5-2小時使之溶解于水，而后經(jīng)過濾器一(2)過濾，得到濾餅和濾液，濾餅經(jīng)另外的工藝深加工，濾液為硫酸鉀和硫酸鋁及硫酸鐵的混合物；將所得濾液送入反應罐二(3)，并使反應罐中硫酸鐵的質(zhì)量為400kg，硫酸鋁的質(zhì)量為171kg，硫酸鉀的質(zhì)量為87kg，按照硫酸鋁與磷酸鈉純物質(zhì)質(zhì)量之比為1 3. 72向反應罐二(3)中投入磷酸鈉溶液，在徐徐的攪拌下反應得到磷酸鋁沉淀、八水磷酸鐵沉淀、八水磷酸鉀、十水硫酸鈉的混合物；將所得混合物經(jīng)過濾器二(4)過濾，得到含磷酸鋁和八水磷酸鐵的濾餅和含八水磷酸鉀和十水硫酸鈉的濾液；濾餅經(jīng)洗滌機(5)洗滌、干燥器(6)干燥，粉碎機(7)粉碎，得到磷酸鋁和八水磷酸鐵的混合物(12)，經(jīng)另外的工藝進行加工處理；含八水磷酸鉀和十水硫酸鈉的濾液送入減壓蒸餾器(8)中減壓蒸餾，當溶液蒸餾到飽和溶液時，根據(jù)八水磷酸鉀和十水硫酸鈉的凝固點不同，將飽和溶液的溫度由高至低的逐漸冷卻，八水磷酸鉀和十水硫酸鈉依次結(jié)晶析出，過濾干燥，分別得到八水磷酸鉀和十水硫酸鈉；八水磷酸鉀繼續(xù)蒸餾蒸掉全部結(jié)晶水分子即得無水磷酸鉀產(chǎn)品(9)，十水硫酸鈉繼續(xù)蒸餾蒸掉全部結(jié)晶水分子即得硫酸鈉產(chǎn)品(10)。磷酸鋁和八水磷酸鐵的混合物中含有的磷酸鋁的質(zhì)量為122kg，八水磷酸鐵的質(zhì)量為588kg，無水磷酸鉀產(chǎn)品中含有的無水磷酸鉀的質(zhì)量為70. 7kg，硫酸鈉產(chǎn)品中含有的硫酸鈉的質(zhì)量為710kg。實施例3 參照圖1，一種用礬漿制備三水磷酸鉀聯(lián)產(chǎn)十水硫酸鈉的方法，將礬漿裝入反應罐一(1)，加水后充分攪拌0. 5-2小時使之溶解于水，而后經(jīng)過濾器一(2)過濾，得到濾餅和濾液，濾餅經(jīng)另外的工藝深加工，濾液為硫酸鉀和硫酸鋁及硫酸鐵的混合物；將所得濾液送入反應罐二(3)，并使反應罐中硫酸鐵的質(zhì)量為400kg，硫酸鋁的質(zhì)量為171kg，硫酸鉀的質(zhì)量為87kg，按照硫酸鋁與磷酸鈉純物質(zhì)質(zhì)量之比為1 2. 82向反應罐二(3)中投入磷酸鈉溶液，在徐徐的攪拌下反應得到磷酸鋁沉淀、八水磷酸鐵沉淀、八水磷酸鉀、十水硫酸鈉的混合物；將所得混合物經(jīng)過濾器二(4)過濾，得到含磷酸鋁和 八水磷酸鐵的濾餅和含八水磷酸鉀和十水硫酸鈉的濾液；濾餅經(jīng)洗滌機(5)洗滌、干燥器(6)干燥，粉碎機(7)粉碎，得到磷酸鋁和八水磷酸鐵的混合物(12)，經(jīng)另外的工藝進行加工處理；含八水磷酸鉀和十水硫酸鈉的濾液送入減壓蒸餾器(8)中減壓蒸餾，當溶液蒸餾到飽和溶液時，根據(jù)八水磷酸鉀和十水硫酸鈉的凝固點不同，將飽和溶液的溫度由高至低的逐漸冷卻，八水磷酸鉀和十水硫酸鈉依次結(jié)晶析出，過濾干燥，分別得到八水磷酸鉀和十水硫酸鈉；八水磷酸鉀繼續(xù)蒸餾蒸掉全部結(jié)晶水分子即得無水磷酸鉀產(chǎn)品(9)，十水硫酸鈉繼續(xù)蒸餾蒸掉全部結(jié)晶水分子即得硫酸鈉產(chǎn)品(10)。
磷酸鋁和八水磷酸鐵的混合物中含有的磷酸鋁的質(zhì)量為97. 6kg，八水磷酸鐵的質(zhì)量為470. 4kg，無水磷酸鉀產(chǎn)品中含有的誤水磷酸鉀的質(zhì)量為56. 56kg，硫酸鈉產(chǎn)品中含有的硫酸鈉的質(zhì)量為568kg。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，其架構(gòu)形式能夠靈活多變，可以派生系列產(chǎn)品。只是做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護范圍。
權(quán)利要求
1. 一種用礬漿制備無水磷酸鉀聯(lián)產(chǎn)硫酸鈉的方法，其特征在于，包括如下具體步驟 步驟A、將礬漿裝入反應罐一(1)，加水后充分攪拌0. 5-2小時使之溶解于水，而后經(jīng)過濾器一(2)過濾，得到濾餅和濾液，濾餅經(jīng)另外的工藝深加工，濾液為硫酸鉀和硫酸鋁及硫酸鐵的混合物；步驟B、將步驟A所得濾液送入反應罐二(3)，按照硫酸鋁與磷酸鈉純物質(zhì)質(zhì)量之比為 1 2.82-3.72向反應罐二(3)中投入磷酸鈉溶液，在徐徐的攪拌下反應得到磷酸鋁沉淀、 八水磷酸鐵沉淀、八水磷酸鉀、十水硫酸鈉的混合物；步驟C、將步驟B所得混合物經(jīng)過濾器二(4)過濾，得到含磷酸鋁和八水磷酸鐵的濾餅和含八水磷酸鉀和十水硫酸鈉的濾液；濾餅經(jīng)洗滌機(5)洗滌、干燥器(6)干燥，粉碎機 (7)粉碎，得到磷酸鋁和八水磷酸鐵的混合物(12)，經(jīng)另外的工藝進行加工處理；步驟D、含八水磷酸鉀和十水硫酸鈉的濾液送入減壓蒸餾器(8)中減壓蒸餾，當溶液蒸餾到飽和溶液時，根據(jù)八水磷酸鉀和十水硫酸鈉的凝固點不同，將飽和溶液的溫度由高至低的逐漸冷卻，八水磷酸鉀和十水硫酸鈉依次結(jié)晶析出，過濾干燥，分別得到八水磷酸鉀和十水硫酸鈉；步驟E、八水磷酸鉀產(chǎn)品繼續(xù)蒸餾蒸掉全部結(jié)晶水分子即得無水磷酸鉀產(chǎn)品(9)，十水硫酸鈉繼續(xù)蒸餾蒸掉全部結(jié)晶水分子即得硫酸鈉產(chǎn)品(10)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用礬漿制備無水磷酸鉀聯(lián)產(chǎn)硫酸鈉的方法，將礬漿充分溶解于水后過濾，濾液為硫酸鉀和硫酸鋁及硫酸鐵的混合物；所得濾液與磷酸鈉反應得到磷酸鋁沉淀、八水磷酸鐵沉淀、八水磷酸鉀、十水硫酸鈉的混合物，經(jīng)過濾得到磷酸鋁和八水磷酸鐵濾餅和含八水磷酸鉀、十水硫酸鈉的濾液；濾液經(jīng)減壓蒸餾為飽和溶液，根據(jù)八水磷酸鉀和十水硫酸鈉的凝固點不同，將飽和溶液的溫度由高至低的逐漸冷卻，八水磷酸鉀、十水硫酸鈉依次結(jié)晶析出，過濾干燥，分別得到八水磷酸鉀產(chǎn)品和十水硫酸鈉產(chǎn)品，八水磷酸鉀產(chǎn)品繼續(xù)蒸餾蒸掉全部結(jié)晶水分子即得無水磷酸鉀產(chǎn)品，十水硫酸鈉繼續(xù)蒸餾蒸掉全部結(jié)晶水分子即得硫酸鈉產(chǎn)品。該方法用礬漿，經(jīng)過簡單的加工處理，制得無水磷酸鉀和硫酸鈉，充分利用了礬漿的潛在價值，且不產(chǎn)生二次污染，是一個變廢為寶，經(jīng)濟適用的方法。
文檔編號C01D5/00GK102167297SQ20101056662
公開日2011年8月31日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者王嘉興 申請人:汪晉強