一種從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法
【專(zhuān)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)時(shí)，通過(guò)往種分蒸發(fā)母液中添加硫酸鈉、硫酸鋁(堿式硫酸鋁)、明礬石礦中的一種或幾種混合物引入SO42-，使氧化鉀轉(zhuǎn)化為硫酸鉀，以鉀鈉芒硝的形式析出分離的方法。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，并可凈化溶液。鉀鈉芒硝可經(jīng)變溫溶解分離出硫酸鉀產(chǎn)品，硫酸鈉循環(huán)使用；或者用高鉀低鈉礦經(jīng)石灰石燒結(jié)法生成純鋁酸鉀溶液，再和鉀鈉芒硝發(fā)生置換反應(yīng)生成硫酸鉀和鋁酸鈉；也可通過(guò)氯化鉀將鉀鈉芒硝轉(zhuǎn)化為純硫酸鉀。本發(fā)明的方法可采用霞石、明礬石礦以并聯(lián)法工藝生產(chǎn)氧化鋁和硫酸鉀；也可采用鉀長(zhǎng)石、鋰云母、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(zhuān)利說(shuō)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(guò)程中，從含鉀種分蒸發(fā)母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(guò)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(guó)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(méi)有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。我國(guó)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(guò)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?？上?。
[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(guò)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(guò)程大量析出鉀、鈉碳酸鹽的混合物，分離成本高，該法只在俄羅斯工業(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)明無(wú)須將鋁酸鈉溶液碳酸化分解，不影響拜爾法工藝，節(jié)能，可降低采用富鉀含鋁資源生產(chǎn)鉀鹽和氧化鋁的成本，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化。
[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)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，其特征在于往種分蒸發(fā)母液中引入SO42-,使其和K2O互為對(duì)方的沉析劑，在有Na2O參與時(shí)反應(yīng)生成鉀芒硝沉淀實(shí)現(xiàn)鋁鉀分離和溶液凈化，SO/—由硫酸鈉、硫酸鋁(堿式硫酸鋁)、明礬石礦中的一種或幾種混合物提供，加入量為母液中K2O全部反應(yīng)生成鉀芒硝(3K2S04 -Na2SO4)所需S042_理論量的0.4~1.2倍。種分母液蒸發(fā)到Na20k170g/1~280g/l后，降溫至20°C~70°C (當(dāng)沉析劑為明礬石礦時(shí)無(wú)需降溫，使礦石與熱母液反應(yīng)，再除雜、種分、蒸發(fā)、降溫)，加入沉析劑，攪拌反應(yīng)100~210分鐘，母液所含K2O和加入或反應(yīng)生成的Na2SO4發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成K2SO4和Na2O, K2SO4再與過(guò)量Na2SO4生成溶解度更小的3K2S04.Na2SO4析出，分離效果見(jiàn)表1。當(dāng)沉析劑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，或者先加入沉析劑，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。所得固相產(chǎn)物為3K2S04 -Na2SO4^Na2SO4和少量Na2CO3的混合物，由其制得純硫酸鉀可依據(jù)鉀鈉芒硝不相稱(chēng)溶解的性質(zhì)，通過(guò)變溫溶解分離硫酸鉀產(chǎn)品，剩下含少量碳酸鈉雜質(zhì)的硫酸鈉循環(huán)使用；或者將混合物溶于純鋁酸鉀溶液中，使硫酸鈉和鋁酸鉀發(fā)生置換反應(yīng)生成硫酸鉀和鋁酸鈉，純鋁酸鉀用鉀長(zhǎng)石等高鉀低鈉礦以石灰石燒結(jié)法制得；也可通過(guò)氯化鉀將混合物轉(zhuǎn)化為純硫酸鉀。
[0008]表1不同條件下50ml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、硫酸鋁(堿式硫酸鋁)、明礬石礦中的一種或幾種混合物作為沉析劑，從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀，沉析劑加入量為母液中K2O全部反應(yīng)生成鉀芒硝(3K2S04 -Na2SO4)理論量的0.4~1.2倍。
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:含鉀鋁酸鈉溶液中氧化鉀析出過(guò)程需降溫至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:含鉀鋁酸鈉溶液中氧化鉀析出過(guò)程控制Na2Ok濃度在170g/l~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:含鉀鋁酸鈉溶液中氧化鉀析出過(guò)程需攪拌反應(yīng)100~210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120~210分鐘使硫酸鈉析出濾掉。
【文檔編號(hào)】C01F7/47GK104016390SQ201410277004
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月11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