利用光鹵石生產(chǎn)硫酸鉀肥金屬鎂pvc和液氯鹽酸的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了“利用光鹵石生產(chǎn)硫酸鉀肥金屬鎂PVC和液氯鹽酸的方法”，其技術(shù)路線：首先用水溶解光鹵石再結(jié)晶將其所含的氯化鉀與6水氯化鎂分開并純化；然后將6水氯化鎂用本發(fā)明改進(jìn)創(chuàng)新的諾斯克法電解制造出金屬鎂和氯氣；再將氯化鉀溶液與濃硫酸在加熱的條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)制得硫酸鉀肥和氯化氫；最后用副產(chǎn)品氯氣、氯化氫生產(chǎn)液氯PVC或者鹽酸；即可將鉀鹽生產(chǎn)原料光鹵石綜合利用榨干用盡。本發(fā)明與“利用鉀鹽剩余物中的天然硫酸鹽（硫酸鎂、芒硝）生產(chǎn)硫酸純堿的方法”“生產(chǎn)純堿的氨堿法”“生產(chǎn)PVC的電石法”共同應(yīng)用，在鹽湖旁合理規(guī)劃建廠科學(xué)聯(lián)產(chǎn)，即可實(shí)現(xiàn)資源綜合、循環(huán)利用，節(jié)能、減排、降耗和環(huán)保。
【專利說明】
利用光鹵石生產(chǎn)硫酸鉀肥金屬鏌PVC和液氯鹽酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及化工和冶金領(lǐng)域，具體為有機(jī)化工領(lǐng)域(聚氯乙烯)、無機(jī)化工領(lǐng)域(硫酸、鹽酸)和輕金屬冶煉領(lǐng)域(金屬鎂)。【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國生產(chǎn)無氯硫酸鉀肥(亦稱鉀鹽或鉀肥)都是利用鹽湖鹵水(如青海鹽湖鉀肥、新疆新雅泰化工)或干涸鹽湖地下的鹵水(如國投羅鉀)經(jīng)鹽田灘曬，先制得生產(chǎn)原料光鹵石(成份為氯化鉀、6水氯化鎂，化學(xué)式KclMgcl26H20)，之后使之與芒硝發(fā)生復(fù)反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鉀肥。每生產(chǎn)1噸硫酸鉀肥(準(zhǔn)確的講:每生產(chǎn)一噸鉀肥生產(chǎn)原料“光鹵石”)要產(chǎn)生數(shù)十噸甚至近百噸剩余物。隨著鉀肥產(chǎn)量的增加和生產(chǎn)時(shí)日的增加，此剩余物也不斷增加愈來愈多，必然浪費(fèi)鉀鹽企業(yè)的鹽田、占用國家的大量土地、嚴(yán)重污染地球的自然環(huán)境，特別是鉀鹽剩余物中的芒硝等硫酸鹽風(fēng)化后將成為“鹽塵暴”的禍源，將其綜合利用勢(shì)在必行。 眾所周知，PVC都是用電解鹽水生產(chǎn)燒堿副產(chǎn)的氯化氫(電石法)來生產(chǎn)，PVC廣闊的市場需求必將導(dǎo)致燒堿供大于求，致使燒堿價(jià)格不斷降低，而電解法生產(chǎn)燒堿耗電太多致使成本很高，勢(shì)必影響燒堿PVC聯(lián)產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。亟待轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式，研究出其它不產(chǎn)出燒堿而產(chǎn)出PVC物美價(jià)廉的生產(chǎn)原料一氯化氫的方法。為了解決上述問題，本人特發(fā)明了一種既不產(chǎn)出燒堿又能夠與其它綜合利用鉀鹽剩余物的生產(chǎn)方法共用聯(lián)產(chǎn)的“利用光鹵石生產(chǎn)硫酸鉀肥金屬鎂PVC和液氯鹽酸的方法”。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]1、本人研究并解決了將鉀鹽生產(chǎn)原料光鹵石綜合利用的問題，發(fā)明了先用水溶解光鹵石再結(jié)晶將其所含的氯化鉀與6水氯化鎂分開并純化，之后將它們各派用場分別利用榨干用盡的技術(shù)路線。
[0004]2、利用從光鹵石中分離出來的6水氯化鎂生產(chǎn)金屬鎂和液氯的方法，該方法技術(shù)路線的特征在于，首先用本發(fā)明改進(jìn)創(chuàng)新的諾斯克法即用高壓干燥的氯化氫脫去6水氯化鎂的水分子精制成固態(tài)顆粒狀無水氯化鎂;然后將其電解制造出金屬鎂和氯氣；最后用副產(chǎn)的氯氣生產(chǎn)液氯。本發(fā)明對(duì)諾斯克法改進(jìn)創(chuàng)新在于，綜合利用氨堿廠生產(chǎn)純堿或PVC廠生產(chǎn)電石的余熱(蒸汽或熱水)，將按照本發(fā)明3的方法生產(chǎn)硫酸鉀肥副產(chǎn)的氯化氫干燥和用鼓風(fēng)機(jī)對(duì)其加壓，用制得的高壓干燥的氯化氫脫去6水氯化鎂的水分子精制成固態(tài)顆粒狀無水氯化鎂，之后用生產(chǎn)電石或純堿的余熱(高溫爐、窯氣680-750°C)將其融熔的同時(shí)進(jìn)行電解，如此即可節(jié)能降耗。
[0005]3、利用從光鹵石中分離出來的氯化鉀生產(chǎn)硫酸鉀肥、PVC和鹽酸的方法，該方法技術(shù)路線的特征在于，首先將已預(yù)熱且稍過量(相比氯化鉀溶液的量)的濃硫酸，注入正加熱的含20-40%氯化鉀的溶液的夾套反應(yīng)釜中；然后開啟反應(yīng)釜攪拌器并使釜內(nèi)溫度保持在80-95°C，以促使其充分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)出無氯硫酸鉀肥和氯化氫;最后用副產(chǎn)品氯化氫生產(chǎn)PVC或鹽酸。以上所述的反應(yīng)釜加熱和濃硫酸、氯化鉀溶液預(yù)熱，均利用氨堿廠生產(chǎn)純堿或PVC廠生產(chǎn)電石的余熱(蒸氣、熱水通過反應(yīng)釜夾套)，如此即可節(jié)能降耗。
[0006]4、本發(fā)明與“將鉀鹽剩余物中的天然硫酸鎂綜合利用榨干用盡的方法”(另行申報(bào)專利)、“利用鉀鹽剩余物中的芒硝生產(chǎn)硫酸純堿的方法”、“生產(chǎn)純堿的氨堿法”、“生產(chǎn)PVC 的電石法”共同應(yīng)用，像坑口發(fā)電那樣在鹽湖附近鉀鹽企業(yè)旁合理規(guī)劃建廠，各廠均科學(xué)利用鉀鹽剩余物中的氯化鎂、硫酸鎂、硫酸鈉、氯化鈉、氯化鈣等資源，聯(lián)產(chǎn)硫酸、純堿、無氯硫酸鉀肥、PVC、金屬鎂、液氯、鹽酸，最后將各廠所有的排放物綜合利用制備水泥和新型建材， 實(shí)現(xiàn)鉀鹽剩余物及將各生產(chǎn)廠的產(chǎn)品和排放物(還包括蒸汽、熱水和高溫爐、窯氣)綜合利用、循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)減少廢物廢氣排放乃至實(shí)現(xiàn)零排放，既能夠節(jié)約資源保護(hù)環(huán)境又可以節(jié)能降耗，創(chuàng)造出經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益?！靖綀D說明】
[0007]圖1為用天然硫酸鎂(Mgs〇4)生產(chǎn)硫酸的方框流程圖圖2為用純堿廢液(含Cacl210%)生產(chǎn)氯化氫的方框流程圖圖3為用光鹵石(KclMgcl26H20)生產(chǎn)硫酸鉀肥金屬鎂PVC和液氯鹽酸的方框流程圖圖4為用氯化氫(Hcl)電石法生產(chǎn)聚氯乙烯(PVC)的方框流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0008]本發(fā)明與“將鉀鹽剩余物中的天然硫酸鎂綜合利用榨干用盡的方法”(另行申報(bào)專利)、“利用鉀鹽剩余物中的芒硝生產(chǎn)硫酸純堿的方法”、“生產(chǎn)純堿的氨堿法”、“生產(chǎn)PVC的電石法”共同應(yīng)用，像坑口發(fā)電那樣在鹽湖附近鉀鹽企業(yè)旁合理規(guī)劃建廠。各廠均科學(xué)利用鉀鹽剩余物(準(zhǔn)確的講是生產(chǎn)鉀鹽原料光鹵石的剩余物)中的氯化鎂、硫酸鎂、硫酸鈉、氯化鈉、氯化鈣等資源，分別按各自的技術(shù)路線和工藝生產(chǎn)硫酸、純堿、無氯硫酸鉀肥、PVC、金屬鎂、鹽酸、液氯，最后將各廠所有的排放廢物綜合利用生產(chǎn)水泥和新型建材，實(shí)現(xiàn)鉀鹽剩余物及各生產(chǎn)廠的產(chǎn)品和排放物(還包括蒸汽、熱水和高溫爐、窯氣)綜合利用、循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)減少廢物廢氣排放乃至實(shí)現(xiàn)零排放，既能夠節(jié)約資源保護(hù)環(huán)境又可以節(jié)能降耗，創(chuàng)造出經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。
[0009]實(shí)施步驟:步驟一、根據(jù)“將鉀鹽剩余物中的天然硫酸鎂綜合利用榨干用盡的方法”中，利用鉀鹽剩余物中的天然硫酸鎂制備硫酸，按照附圖1所示:1、首先將天然硫酸鎂(Mgs〇4 ? 7H20)用加熱的方法脫去水分子制得原料硫酸鎂經(jīng)計(jì)量添料機(jī)加入到固料預(yù)熱器中(煅燒產(chǎn)生的煙氣做熱源)預(yù)熱，然后將其加入懸浮煅燒窯(溫度710°C左右)，在還原劑硫的作用下煅燒分解，將產(chǎn)生的輕燒氧化鎂經(jīng)多級(jí)冷卻后排出計(jì)量裝袋即可外銷。在煅燒過程中，冷空氣從末級(jí)冷卻器進(jìn)入系統(tǒng)，被物料加熱到一定溫度后加入窯爐，與噴入窯爐內(nèi)的燃料進(jìn)行混合燃燒產(chǎn)生熱量使物料分解生成二氧化硫煙氣。
[0010]2、含二氧化硫的煙氣對(duì)原料硫酸鎂進(jìn)行換熱，之后的原料硫酸鎂送入懸浮煅燒窯進(jìn)行煅燒分解。[〇〇11]3、煅燒生成的含二氧化硫的煙氣換熱后，經(jīng)除塵室除去大部分的氧化鎂粉塵，再經(jīng)動(dòng)力波除塵降溫、二級(jí)電除霧除去生成的酸霧。
[0012]4、二氧化硫煙氣進(jìn)入干燥塔用濃硫酸除去煙氣中的水分。
[0013]5、經(jīng)除塵、降溫、干燥后的煙氣用二氧化硫鼓風(fēng)機(jī)加壓后送入轉(zhuǎn)化器，在釩觸媒催化作用下，煙氣中的二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫，然后進(jìn)入吸收塔，用硫酸吸收生成濃硫酸， 待用于(步驟三)生產(chǎn)硫酸鉀肥或外銷。
[0014]步驟二、利用氨堿廠純堿廢液制造出合格的氯化輕(Hcl)，按照附圖2所示:將純堿廢液澄清制得清液(內(nèi)含10%Cacl2、4-5%Nacl)，清液經(jīng)蒸發(fā)，當(dāng)Cacl2濃度達(dá)到 45%左右時(shí)，Nacl析出，用離心機(jī)將Nacl分離出來送純堿廠再利用。母液輸入帶攪拌器的夾套反應(yīng)爸，夾套內(nèi)通過蒸汽或熱水，將母液預(yù)熱90 °C左右。將預(yù)熱了的略過量的濃硫酸注入反應(yīng)釜，同時(shí)開啟攪拌器并使釜內(nèi)溫度保持在90°C左右。將反應(yīng)生成的泥狀白色沉淀物硫酸鈣放入抽濾器，分離出硫酸鈣(石膏)作為建材外銷。Hcl從反應(yīng)釜頂抽出，通過冷凝器將其加夾帶的水分和硫酸冷凝下來送回反應(yīng)釜再利用，Hcl待用于(步驟三)生產(chǎn)金屬鎂時(shí)6水氯化鎂脫水，多余的用于制備鹽酸或者輸往PVC廠用于生產(chǎn)聚氯乙烯。
[0015]步驟三、利用光鹵石生產(chǎn)硫酸鉀肥金屬鎂PVC和液氯鹽酸，按照附圖3所示:1、首先將鉀鹽生產(chǎn)原料光鹵石用水溶解再結(jié)晶，因其所含的氯化鉀(Kcl)、6水氯化鎂 (Mgcl26H20)結(jié)晶點(diǎn)不同，故很容易將它們分開，之后用水清洗，去除它們中的泥土和雜質(zhì)后干燥，以待將它們各派用場分別利用。
[0016]2、將干燥后的6水氯化鎂，用高壓干燥的氯化氫(最先用步驟二利用氨堿廠純堿廢液制造出的氯化氫，之后可用步驟三氯化鉀溶液與濃硫酸在加熱的條件下反應(yīng)生成的氯化氫，加壓用鼓風(fēng)機(jī)，加熱干燥用氨堿廠或PVC廠的余熱即蒸汽、熱水)脫去6個(gè)水分子，精制成固態(tài)顆粒狀無水氯化鎂;然后用諾斯克法電解被氨堿廠或PVC廠排出的余熱(710°C左右的高溫爐、窯氣)融熔的氯化鎂制造出金屬鎂和氯氣;最后將金屬鎂制成鎂錠或鎂合金出售， 氯氣制成液氯外銷或輸往PVC廠用于生產(chǎn)聚氯乙烯。
[0017]3、將氯化鉀(30%左右)溶液注入帶攪拌器的夾套反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜夾套內(nèi)注入熱水或蒸氣，對(duì)已加入釜內(nèi)的氯化鉀溶液進(jìn)行預(yù)熱，將已預(yù)熱的濃硫酸注入反應(yīng)釜，同時(shí)開啟攪拌器并使釜內(nèi)溫度保持在90°C左右，使之充分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)生成的硫酸鉀通過蒸發(fā)器脫水、結(jié)晶，再經(jīng)離心機(jī)分離、氣流干燥、制造成硫酸鉀肥，計(jì)量裝袋即可外外銷。氯化氫從釜頂抽出，經(jīng)冷凝器將其夾帶的水分和硫酸冷凝下來送回反應(yīng)釜再利用，氯化氫用于生產(chǎn)鹽酸或輸往PVC廠用于生產(chǎn)聚氯乙烯。以上所述的反應(yīng)釜加熱和氯化鉀溶液、濃硫酸預(yù)熱均利用氨堿廠生產(chǎn)純堿或PVC廠生產(chǎn)電石的余熱(蒸氣、熱水或高溫爐、窯氣)。
[0018]步驟四、將氯化氫Hcl用電石法生產(chǎn)PVC，按照附圖4所示:利用步驟二和三制得的氯化氫(Hcl)與電石廠生產(chǎn)的乙炔(C2H2)進(jìn)行氯乙烯化合反應(yīng)制造聚氯乙烯即PVC。
[0019]電石渣送往氨堿廠再利用用于生產(chǎn)純堿(Naco)。高溫爐、窯氣余熱用于步驟三6水氯化鎂脫水和之后電解時(shí)熔融，冷卻后的爐、窯氣(Co)輸往氨堿廠用于生產(chǎn)純堿。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.本發(fā)明利用光鹵石生產(chǎn)硫酸鉀肥金屬鎂PVC和液氯鹽酸的方法，該方法的特征:研究 并發(fā)明了將鉀鹽生產(chǎn)原料光鹵石綜合利用的技術(shù)路線，先用水溶解光鹵石再結(jié)晶將光鹵石 所含的氯化鉀與6水氯化鎂分開并純化，之后將它們各派用場分別利用榨干用盡。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的技術(shù)路線，利用從光鹵石中分離出的6水氯化鎂生產(chǎn)金屬鎂和 液氯方法的特征在于，首先將6水氯化鎂用本發(fā)明改進(jìn)創(chuàng)新的諾斯克法電解制造出金屬鎂 和氯氣;然后用副產(chǎn)品氯氣生產(chǎn)液氯;本發(fā)明對(duì)諾斯克法改進(jìn)創(chuàng)新在于，綜合利用氨堿廠生 產(chǎn)純堿或PVC廠生產(chǎn)電石的余熱(蒸汽、熱水)，將按本發(fā)明權(quán)利要求3的方法生產(chǎn)硫酸鉀肥 副產(chǎn)的氯化氫干燥和用鼓風(fēng)機(jī)將其加壓，用制得的高壓干燥的氯化氫脫去6水氯化鎂的水 分子精制成固態(tài)顆粒狀的無水氯化鎂，之后用生產(chǎn)電石或純堿的余熱(680-750°C的高溫 爐、窯氣)將其融熔的同時(shí)進(jìn)行電解，以節(jié)能降耗。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的技術(shù)路線，利用從光鹵石中分離出的氯化鉀制備硫酸鉀肥和 PVC或鹽酸方法的特征在于，首先將已預(yù)熱且稍過量(相比氯化鉀溶液的量)的濃硫酸注入 正加熱的含20-40%氯化鉀的溶液的夾套反應(yīng)釜中；然后開啟反應(yīng)釜攪拌器并使釜內(nèi)溫度 保持在80-95°C，以促使它們充分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)出無氯硫酸鉀肥和氯化氫;最后用副產(chǎn) 品氯化氫生產(chǎn)PVC或鹽酸；以上所述的反應(yīng)爸加熱和濃硫酸、氯化鉀溶液預(yù)熱，均利用氨堿 廠生產(chǎn)純堿或PVC廠生產(chǎn)電石的余熱(蒸氣、熱水通過反應(yīng)釜夾套)，以節(jié)能降耗。4.將本發(fā)明與“將鉀鹽剩余物中的天然硫酸鎂綜合利用榨干用盡的方法”(另行申請(qǐng)專 利)、“利用鉀鹽剩余物中的芒硝生產(chǎn)硫酸純堿的方法”、“生產(chǎn)純堿的氨堿法”、“生產(chǎn)PVC的 電石法”共同應(yīng)用，像坑口發(fā)電那樣在鹽湖附近鉀鹽企業(yè)旁合理規(guī)劃建廠，各廠均科學(xué)利用 鉀鹽剩余物中的氯化鎂、硫酸鎂、硫酸鈉、氯化鈉、氯化鈣資源，聯(lián)產(chǎn)硫酸、純堿、金屬鎂、無 氯硫酸鉀肥、PVC、液氯、鹽酸，最后將各廠所有的排放物綜合利用生產(chǎn)水泥和新型建材，實(shí) 現(xiàn)鉀鹽剩余物及各生產(chǎn)廠的產(chǎn)品和排放物(還包括蒸汽、熱水和高溫爐、窯氣)綜合利用、循 環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)減少廢物廢氣排放乃至實(shí)現(xiàn)零排放，既能夠節(jié)約資源保護(hù)環(huán)境又可以節(jié)能降 耗，創(chuàng)造出經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。
【文檔編號(hào)】C01B7/01GK106083221SQ201610416617
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月15日 公開號(hào)201610416617.0, CN 106083221 A, CN 106083221A, CN 201610416617, CN-A-106083221, CN106083221 A, CN106083221A, CN201610416617, CN201610416617.0
【發(fā)明人】古舜起
【申請(qǐng)人】古舜起