一種從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法
【專利摘要】一種從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法，涉及一種氧化鋁生產(chǎn)過程中，從蒸發(fā)后的鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法。通過往鋁酸鈉溶液中添加硫酸鈉(或明礬石使反應(yīng)生成硫酸鈉)引入SO42-，使氧化鉀轉(zhuǎn)化為硫酸鉀，以鉀鈉芒硝、硫酸鈉和少量碳酸鈉混合物的形式析出分離。析出在高苛堿，低溫條件下進(jìn)行，能夠避免硫酸鈉在溶液中殘留。分離產(chǎn)物可依據(jù)相圖將硫酸鉀產(chǎn)品分離，硫酸鈉循環(huán)使用，或者通過氯化鉀使混合物轉(zhuǎn)化為純硫酸鉀。本發(fā)明的方法解決了硫酸鈉出路問題，可采用霞石、明礬石以混聯(lián)法工藝聯(lián)產(chǎn)氧化鋁和硫酸鉀；也可采用霞石、伊利石等高硅礦以酸堿聯(lián)合法生產(chǎn)化學(xué)品氧化鋁和硫酸鉀。
【專利說明】一種從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法，涉及一種氧化鋁生產(chǎn)過程中，從蒸發(fā)后的含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鉀鹽是重要的化工原料和農(nóng)用肥料，工業(yè)上通過鹽湖水、鉀鹽礦等水溶性含鉀資源生產(chǎn)氯化鉀，再將其中一部分轉(zhuǎn)化成硫酸鉀等其它鉀鹽產(chǎn)品。非水溶性鉀礦為另一含鉀資源，國際上對(duì)其利用做了大量的研究，但因生產(chǎn)成本高于水溶性鉀鹽而沒有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。我國水溶性鉀資源稀少，非水溶性鉀礦儲(chǔ)量巨大，后者亦因成本高昂而未工業(yè)應(yīng)用，因此仍需大量進(jìn)口氯化鉀。
[0003]鋁土礦、石灰中存在少量含鉀礦物，氧化鋁生產(chǎn)條件下，大部分鉀進(jìn)入溶液循環(huán)積累，最后通過赤泥、碳?jí)A、結(jié)疤排出。雖然氧化鉀有益流程，但其價(jià)格遠(yuǎn)高于氧化鈉，損失掉非常可惜。
[0004]在用富鉀含鋁原料燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁時(shí)，含鉀鋁酸鈉溶液先碳酸化分解使苛性堿轉(zhuǎn)變?yōu)樘級(jí)A，再跟據(jù)碳酸鉀和碳酸鈉溶解度的差異，通過蒸發(fā)實(shí)現(xiàn)二者分離，由于碳酸鉀的溶解度遠(yuǎn)大于碳酸鈉，為獲得碳酸鉀，需將碳分母液全部蒸干，且蒸發(fā)過程大量析出鉀、鈉碳酸鹽的混合物，分離成本高，該法只在原蘇聯(lián)工業(yè)應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)以上不足，本發(fā)明從含鉀鋁酸鈉溶液種分后的循環(huán)母液中分離氧化鉀，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徕浺詮?fù)鹽的形式析出。發(fā)明不影響拜爾法工藝，節(jié)能，可綜合利用礦產(chǎn)資源，實(shí)現(xiàn)氧化鋁、硫酸鉀的聯(lián)產(chǎn)。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0007]一種從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法，其特征在于將種分母液蒸發(fā)到Na20k180g/1~280g/l后，降溫至20°C~70°C，按母液中的K2O全部反應(yīng)生成鉀鈉芒硝(3K2S04.Na2SO4)理論量的1.5~2.5倍加入粉狀無水硫酸鈉(或不降溫加入明礬石礦，使礦石中的硫酸鋁與熱母液反應(yīng)生成鋁酸鈉和硫酸鈉，再除雜、種分、蒸發(fā)、降溫)，攪拌反應(yīng)120~210分鐘，此時(shí)，母液中的K2O和加入的Na2SO4發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成K2SO4和Na2O,K2SO4再與過量Na2SO4生成溶解度更小的3K2S04.Na2SO4析出，分離效果見表1。固相產(chǎn)物為3K2S04 ^Na2SCVNa2SO4和少量Na2CO3的混合物，洗滌后可依據(jù)相圖分離出硫酸鉀產(chǎn)品，剩下含少量碳酸鈉雜質(zhì)的硫酸鈉循環(huán)使用；或者先加少量硫酸使陰離子完全轉(zhuǎn)變?yōu)镾042—，再分離為硫酸鉀和硫酸鈉；也可加酸后通過氯化鉀將混合物轉(zhuǎn)化為純硫酸鉀。當(dāng)硫酸鈉加入量和鋁酸鈉溶液濃度、溫度、反應(yīng)時(shí)間等條件在所給區(qū)間之外，或者先加入硫酸鈉，再降溫，亦會(huì)將氧化鉀從鋁酸鈉溶液中分離，但分離收率或者經(jīng)濟(jì)性會(huì)打折扣。
[0008]表1不同條件下含鉀鋁酸 鈉溶液中加入Na2SO4產(chǎn)生的氧化鉀分離效果
[0009]
【權(quán)利要求】
1.一種從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法，其特征在于:用硫酸鈉(或明礬石、明礬、硫酸鋁等使反應(yīng)生成硫酸鈉)作為沉析劑，從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法，其特征在于:硫酸鈉加入之前或明礬石加入之后需將鋁酸鈉溶液溫度降至20°C~70°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法，其特征在于:加入硫酸鈉后，含鉀鋁酸鈉溶液濃度在Na20k180g/1~280g/l之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法，其特征在于:溶液中氧化鉀的析出過程需攪拌反應(yīng)120~210分鐘。
5.一種從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法，其特征在于需排除分離氧化鉀后溶液中殘留的硫酸鈉時(shí)，可將正常生產(chǎn)補(bǔ)充的液體氫氧化鈉加入分離母液中，使?jié)舛冗_(dá)到Na20k280g/1，再加 0.5g/l~lg/1` Na2SO4晶種，攪拌150~210分鐘使硫酸鈉析出濾掉。
【文檔編號(hào)】C01F7/02GK103818935SQ201410013134
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】趙鑿元 申請(qǐng)人:趙鑿元