專利名稱：鈉和鉀的分離提取裝置及分離提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于從含有鈉、鉀和氯的原料中分離提取鈉和鉀的分離提取裝置及分離提取方法。
背景技術(shù)：
從家庭排出的垃圾和工業(yè)廢棄物等，通常都在焚燒爐中進(jìn)行焚燒處理。盡管焚燒處理的結(jié)果會(huì)產(chǎn)生焚燒灰，但所述焚燒灰可供填拓等處理使用。可是，從家庭排出的垃圾中許多都含有鈉和鉀，特別是鈉多以氯化物即食鹽的形式含有。因此，焚燒灰中也包含一定數(shù)量以上的鈉、鉀和氯，在將焚燒灰進(jìn)行填埋處理的情況下，這些資源不能得到回收并不能被再利用。此外，已經(jīng)公開有一種用于從生活廢水等排水中回收鈉和鉀的方法(例如，參照日本專利公開公報(bào)特開2001-26418號(hào))。該回收方法包括電滲析工序，通過具備一價(jià)離子選擇性離子交換膜的電滲析裝置，將排水作為包含一價(jià)離子的濃縮水分離回收；以及分離回收工序，通過結(jié)晶操作從所述回收水分離回收氯化鈉和氯化鉀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于提供一種新的裝置和方法，可以從家庭排出的垃圾和工業(yè)廢棄物等含有鈉、鉀和氯的原料中，將所述的鈉和鉀相互分離并以鹽的形式有效回收。用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案為了解決所述的問題，本發(fā)明的第一方面提供一種鈉和鉀的分離提取裝置，其特征在于包括水溶液制備裝置，使用含有鈉、鉀和氯的原料，制備出含有鈉、鉀和氯的第一溫度的水溶液；冷卻結(jié)晶裝置，通過使所述水溶液的溫度降低到低于所述第一溫度的第二溫度，生成并分離氯化鉀；吸收塔，通過使所述水溶液與含有二氧化碳的氣體反應(yīng)，生成并分離碳酸氫鈉；以及送回裝置，用于將在所述冷卻結(jié)晶裝置和所述吸收塔中生成并分離了氯化鉀和碳酸氫鈉后的液體送回所述水溶液制備裝置。此外，在所述的分離提取裝置中，所述冷卻結(jié)晶裝置和所述吸收塔按照所述冷卻結(jié)晶裝置和所述吸收塔的順序串聯(lián)配置。此外，在所述的分離提取裝置中，所述水溶液制備裝置是灰反應(yīng)裝置，所述原料還含有鎂和鈣，被送回所述灰反應(yīng)裝置的液體含有在吸收塔中通過水溶液與二氧化碳反應(yīng)而生成的碳酸離子，所述灰反應(yīng)裝置通過使被送回該灰反應(yīng)裝置的液體中含有的碳酸離子與所述原料中的鎂和鈣反應(yīng)，能生成并分離碳酸鎂和碳酸鈣。此外，本發(fā)明的另一方面提供一種鈉和鉀的分離提取方法，其特征在于，使用含有鈉、鉀和氯的原料，生成含有鈉、鉀和氯的第一溫度的水溶液；通過使所述水溶液的溫度降低到低于所述第一溫度的第二溫度，從所述水溶液生成并分離氯化鉀；通過使所述水溶液與含有二氧化碳的氣體反應(yīng)，從所述水溶液生成并分離碳酸氫鈉；將生成并分離了所述氯化鉀和所述碳酸氫鈉后的液體供生成所述第一溫度的水溶液使用。此外，在所述分離提取方法中，從水溶液生成并分離了氯化鉀后，從水溶液生成并分離碳酸氫鈉。此外，在所述分離提取方法中，使用還含有鎂和鈣的所述原料作為所述原料，將含有通過使水溶液與含有二氧化碳的氣體反應(yīng)而生成的碳酸離子的液體供生成所述第一溫度的水溶液使用，通過使所述液體含有的碳酸離子與所述原料中的鎂和鈣反應(yīng)來生成并分離碳酸鎂和碳酸鈣。發(fā)明效果按照本發(fā)明，可以從含有鈉、鉀和氯的原料以氯化鉀的形式分離提取鉀，并且以碳酸氫鈉的形式分離提取鈉。由于提取了鉀和鈉后的殘余液體供生成第一溫度的水溶液使用，所以能夠在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)再利用所述殘余液體。因?yàn)樵谏商妓釟溻c時(shí)使用含有二氧化碳的氣體，并且該氣體可以利用例如燃燒裝置的排放氣體，所以按照本發(fā)明，在提取鈉和鉀的同時(shí)還可以對(duì)二氧化碳進(jìn)行固定。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式的鈉和鉀的分離提取裝置的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示氯化鉀和氯化鈉的各水溶液的溶解度的圖。圖3是表示碳酸氫鈉和碳酸氫鉀的各水溶液的溶解度的圖。圖4是表示圖1所示裝置的各部位的各離子活度的圖。圖5是表示圖1所示裝置的各部位的各離子活度和PH的圖。圖6是表示水溶液的可循環(huán)范圍的圖。圖7是表示水溶液的可循環(huán)范圍的圖。圖8是表示水溶液的可循環(huán)范圍的圖。圖9是表示水溶液的可循環(huán)范圍的圖。圖10是本發(fā)明的裝置的性能例子的圖，是表示圖1所示裝置的各部位的各離子活度和pH的圖。圖11是本發(fā)明的裝置的性能例子的圖，是表示圖1所示裝置的各部位的各種鹽的實(shí)際濃度與飽和溶解度的比例的圖。
具體實(shí)施例方式在圖1中，“11”是CO2吸收塔11的附圖標(biāo)記，“12”是灰反應(yīng)裝置(水溶液制備裝置)12的附圖標(biāo)記?；曳磻?yīng)裝置12可以采用沉淀槽的形式。在CO2吸收塔11和灰反應(yīng)裝置12之間設(shè)置有用于使水溶液循環(huán)的循環(huán)通路13。在該循環(huán)通路13中，包括水溶液供給通路14，從灰反應(yīng)裝置12到(X)2吸收塔11 ；以及送回通路(送回裝置)15，從(X)2吸收塔 11到灰反應(yīng)裝置12。在循環(huán)通路13的水溶液供給通路14中設(shè)置有冷卻結(jié)晶裝置16。粉碎機(jī)17能將來自圖外的焚燒爐的焚燒灰粉碎后提供給灰反應(yīng)裝置12。作為焚燒爐例如可以舉出對(duì)從家庭排出的垃圾和工業(yè)廢棄物等進(jìn)行焚燒的焚燒爐。通過這種焚燒爐生成的焚燒灰通常含有鈉、鉀和氯，并且還含有鈣和鎂。鈉和氯一般以食鹽的形式存在。鉀和氯一般以氯化鉀的形式存在。灰反應(yīng)裝置12包括攪拌裝置18。CO2吸收塔11通過使來自圖外的焚燒爐的煙道的含有二氧化碳(CO2)的排放氣體通過其內(nèi)部，可以吸收(處理)C02，并將吸收后的氣體送回?zé)煹馈！?9”是來自煙道的排放氣體的供給口 19的附圖標(biāo)記，“20”是向煙道送回的排放氣體的排出口 20的附圖標(biāo)記。淋浴噴嘴21能夠向經(jīng)過(X)2吸收塔11內(nèi)部的排放氣體噴射來自循環(huán)通路13的水溶液。在所述結(jié)構(gòu)中，最初水在循環(huán)通路13中循環(huán)。在圖外的焚燒爐中產(chǎn)生的焚燒灰以例如食鹽等氯化物的形式含有所述的鈉、鉀、氯、鈣和鎂。所述焚燒灰被供給至粉碎機(jī)17被粉碎成細(xì)粒后，送入灰反應(yīng)裝置12。在灰反應(yīng)裝置12中，氯化物形式的鈉、鉀、鈣和鎂在水中溶解，其中的鈣和鎂如后述的那樣與水中的碳酸離子反應(yīng)形成碳酸鹽，并在灰反應(yīng)裝置12內(nèi)部沉淀后被除去。具體如后所述，灰反應(yīng)裝置12的溫度設(shè)定成在60°C左右(第一溫度)進(jìn)行處理。這樣，除去了鈣和鎂的60°C的鹽水溶液在成為例如氯化鈉和氯化鉀的混在一起的鹽水溶液的形態(tài)之后，經(jīng)過水溶液供給通路14被供給至冷卻結(jié)晶裝置16。在冷卻結(jié)晶裝置16中，將供給的水溶液冷卻到30°C左右(第二溫度)。于是，由于氯化鉀具有30°C的飽和濃度比60°C的飽和濃度大幅下降的特性，所以溶解在溶液中的氯化鉀在冷卻結(jié)晶裝置16的內(nèi)部作為鹽析出，并沉淀在冷卻結(jié)晶裝置16的底部。由此，可以從水溶液中將鉀作為氯化鉀(KCl)分離提取。冷卻結(jié)晶裝置16可以是將水溶液強(qiáng)制冷卻的裝置，根據(jù)情況也可以僅通過自然散熱形式的旋流器(寸4々π > )構(gòu)成冷卻結(jié)晶裝置16。在冷卻結(jié)晶裝置16中將氯化鉀分離提取后的水溶液，被供給至(X)2吸收塔11，并從淋浴噴嘴21向塔內(nèi)噴灑。向CO2吸收塔11供給來自圖外的焚燒爐的煙道的含有CO2的排放氣體。所述排放氣體與噴灑到塔內(nèi)的水溶液接觸。于是，CO2以碳酸離子的形式溶入水溶液中，所述碳酸離子與水溶液中的鈉反應(yīng)形成碳酸氫鈉(NaHCO3)。所述碳酸氫鈉通過在CO2吸收塔11內(nèi)部的水溶液中析出并沉淀，從而被排出到系統(tǒng)外而被除去。由此，焚燒灰中所包含的鈉被選擇性地分離提取并被分離除去。除去了鈉之后的水溶液含有剩余的碳酸離子，在該狀態(tài)下被送向灰反應(yīng)裝置12。 在灰反應(yīng)裝置12中，如上所述那樣，鈣和鎂與水中的碳酸離子立即發(fā)生反應(yīng)，成為碳酸鈣 (CaCO3)和碳酸鎂(MgCO3)并與殘灰一起沉淀。沉淀的碳酸鈣、碳酸鎂和殘灰，被排出到系統(tǒng)外，用于填拓或作為水泥原料等而被再利用。更詳細(xì)而言，在圖1所示的系統(tǒng)中，通過使水溶液沿循環(huán)通路13循環(huán)，鈉離子、鉀離子和氯離子逐漸被濃縮，在達(dá)到飽和狀態(tài)后以氯化鉀和碳酸氫鈉等鹽的形式析出并沉淀。下面對(duì)向(X)2吸收塔11供給的排放氣體進(jìn)行說明。例如垃圾焚燒爐的排放氣體的(X)2濃度為10%左右，通過將全部排放氣體中的適量的排放氣體供給到(X)2吸收塔11并使其溶解到水溶液中，用于鈉的提取，并且用于灰反應(yīng)裝置12中的碳酸鈣和碳酸鎂的沉淀分離。由此，進(jìn)行排放氣體中的(X)2的固定化。CO2被固定并被除去后的氣體，被從CO2吸收塔11的排出口 20送回?zé)煹?。在此，?duì)用于分離提取鉀和鈉的析出原理進(jìn)行說明。
圖2是表示氯化鉀(KCl)和氯化鈉(NaCl)各水溶液的溶解度的溫度依存性的圖。 橫軸表示溫度，縱軸表示溶解度。根據(jù)所述圖可知，氯化鈉的溶解度的溫度依存性并不怎么高，而氯化鉀的溶解度的溫度依存性高于氯化鈉。即，如果水溶液的溫度降低，則隨之氯化鉀的溶解度大幅下降，因此超過溶解度部分的氯化鉀以鹽的形式析出。例如，如果將氯化鈉的濃度控制在小于沈質(zhì)量％，則在冷卻結(jié)晶裝置16中就不會(huì)析出氯化鈉。圖3是表示碳酸氫鈉(NaHCO3)和碳酸氫鉀(KHCO3)各水溶液的溶解度的溫度依存性的圖。與圖2的圖相同，橫軸表示溫度，縱軸表示溶解度。根據(jù)所述圖可知，在0°C 60°C 的范圍內(nèi)，碳酸氫鈉比碳酸氫鉀的溶解度低。所以，通過控制對(duì)CO2吸收塔11的CO2的供給量，使碳酸氫鉀處于小于其溶解度的狀態(tài)且使碳酸氫鈉處于超過其溶解度的狀態(tài)，可以通過(X)2吸收塔11選擇性地使碳酸氫鈉析出。下面，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的離子行為進(jìn)行說明。圖4是表示圖1所示裝置的各部位的Na+、 K+、C1_、總的C03(HC03_+C032_)各離子活度的圖。此外，圖5是表示圖1所示裝置的各部位的 HC03_、CO32"各離子的活度和pH的圖。如圖4的圖所示，流過系統(tǒng)內(nèi)的水溶液為鉀豐富的鹽溶液。其基本離子平衡通過下述的式子表示。[K++Na+] = [Cr+HC03>2C0321CO/—的量越多，越有利于在灰反應(yīng)裝置12中碳酸鈣和碳酸鎂的固定化。即，不能讓Cl—濃度過高。所以，在氯化鉀析出的條件下，必然變成K+濃度上升。不過，因?yàn)樵?)2吸收塔11中選擇性地使碳酸氫鈉析出，所以對(duì)K+濃度設(shè)定了適當(dāng)?shù)纳舷?。?duì)CO2吸收塔11的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度進(jìn)行說明。為了使CO2與鈉反應(yīng)，CO2吸收塔11的設(shè)定溫度越低越有利?？墒牵绻?X)2吸收塔11中碳酸氫鈉析出過多，則向灰反應(yīng)裝置12 供給的碳酸離子的量就會(huì)減少。此外，灰反應(yīng)裝置12的設(shè)定溫度越高反應(yīng)時(shí)間越會(huì)變短因而越有利。因此，優(yōu)選的是，在CO2吸收塔11中不使溫度降得過低?？墒?，當(dāng)向CO2吸收塔 11供給的含有CO2的氣體為來自焚燒爐的排放氣體時(shí)，所述排放氣體具有例如160°C以上的高溫，此外因?yàn)?X)2的吸收反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以希望設(shè)法降低溫度。此外，當(dāng)(X)2吸收塔 11的設(shè)定溫度超過60°C時(shí)，碳酸氫鈉容易發(fā)生分解，因此可能會(huì)妨礙碳酸氫鈉的析出。下面，邊考慮所述的情況邊對(duì)循環(huán)通路13中的水溶液的合適的條件亦即可循環(huán)條件進(jìn)行說明。首先，對(duì)在循環(huán)通路13中循環(huán)的水溶液的PH進(jìn)行說明。利用吸收(X)2的量和焚燒灰的量，不使用其他試劑就可以控制所述pH。在利用吸收ω2的量控制PH時(shí)，通過調(diào)節(jié)導(dǎo)入(X)2吸收塔11中的氣體量，或?qū)ρh(huán)通路13中循環(huán)的水溶液進(jìn)行分流，可以達(dá)成PH控制。如圖5所示，在CO2吸收塔11中，當(dāng)使水溶液吸收CO2 時(shí)，如下述反應(yīng)式所示，HCO3-的活度上升比CO/—的活度降低更為顯著，隨之pH也發(fā)生變化。CO32^CO2 (g) +H2O = 2HCCV但是，控制pH時(shí)，需要考慮對(duì)所述的CO2吸收塔11的溫度控制所帶來的影響。在此，詳細(xì)說明使循環(huán)進(jìn)行的水溶液的條件。對(duì)于所述的使循環(huán)進(jìn)行的水溶液，如果不進(jìn)行適當(dāng)控制，則由于析出不希望的化合物，會(huì)使循環(huán)難以繼續(xù)，此外還會(huì)有損經(jīng)濟(jì)性。于是，在所述分離提取裝置中，著眼于冷卻結(jié)晶裝置16中的水溶液的溫度、(X)2吸收塔11中的水溶液的溫度(碳酸氫鹽的析出溫度)以及(X)2吸收塔11的出口的水溶液的PH(O)2的吸收量)，通過實(shí)驗(yàn)和模擬調(diào)查了所述的各溫度和PH的合適范圍。通過圖6 圖9的圖表示所述調(diào)查結(jié)果。所述的圖，以CO2吸收塔11的出口的水溶液的pH為參數(shù)，設(shè)橫軸為吸收塔溫度， 設(shè)縱軸為冷卻結(jié)晶裝置溫度，表示了各化合物的析出曲線亦即溶解度曲線，用斜線表示的范圍表示能夠使水溶液的循環(huán)繼續(xù)的范圍。因?yàn)楦鶕?jù)所述的圖，越離開各析出曲線越安全，所以合適的范圍為在冷卻結(jié)晶裝置16中的水溶液的溫度范圍為30 35°C;在(X)2吸收塔11中的水溶液的溫度范圍為35 600C (優(yōu)選40 45°C )；在(X)2吸收塔11出口的水溶液的pH為9. 5 10. O。另外，由于在循環(huán)通路13中循環(huán)的水溶液在(X)2吸收塔11中因排放氣體而被加熱，可以有效防止水垢的發(fā)生。接著，對(duì)在循環(huán)通路13中循環(huán)的水溶液的水量進(jìn)行說明。在含有(X)2的氣體為來自焚燒爐的排放氣體的情況下，由于所述排放氣體含有水分，因此水量增加。另一方面，供給到灰反應(yīng)裝置12的灰吸收水分并排出，因此水量減少。水溶液，特別是因濃縮成為飽和狀態(tài)的水溶液，能用于排出殘灰的沖洗。此外，導(dǎo)入的排放氣體冷卻時(shí)產(chǎn)生的冷凝水也能用于排出殘灰的沖洗。由于在CO2吸收塔11的內(nèi)部產(chǎn)生碳酸氫鈉的析出，所以CO2吸收塔11難以使用填充材料。因?yàn)镃O2吸收塔11的壁面相對(duì)地溫度變低，所以容易產(chǎn)生析出。對(duì)此，因?yàn)殡y以通過加熱壁面來防止水垢的發(fā)生，所以使用低濃度的鹽水等向壁面噴灑很有效。另外，優(yōu)選的是，以使碳酸氫鈉的析出粒徑不變小的方式順利地使晶體生長(zhǎng)。如果析出粒徑變小，則不僅沉降性和過濾性降低，向(X)2吸收塔11吹入氣體時(shí)還存在產(chǎn)生向煙道附著的問題。此外，由于碳酸氫鈉如果純度過高，則容易發(fā)生劣化不適合再利用，所以需要以使碳酸氫鈉成為保存性良好的成分的方式進(jìn)行工序操作。在此，對(duì)灰反應(yīng)裝置12的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度進(jìn)行說明。在圖1所示系統(tǒng)的性能方面，優(yōu)選的是，如上所述，灰反應(yīng)裝置12在35 60°C的范圍，例如在60°C左右的設(shè)定溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)。通常，灰反應(yīng)裝置12的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度越高，碳酸鈣和碳酸鎂的提取率越高，即提取速度高。此外， 由于碳酸鈣、碳酸鎂的生成反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，所以基本不需要用于加熱灰反應(yīng)裝置12的來自外部的能量。通過粉碎機(jī)17生成的粉碎灰越細(xì)提取率越高?？梢愿鶕?jù)兼顧用于粉碎所需要的能量來決定粉碎灰的粗細(xì)程度。在灰反應(yīng)裝置12中，當(dāng)從焚燒灰中溶出鈣等時(shí)，在顆粒表面會(huì)瞬時(shí)成為碳酸鹽， 造成顆粒自身被包覆，所以殘余在顆粒內(nèi)部的鈣等不能被提取，從而反應(yīng)變得難以進(jìn)行。為了除去所述包覆層，優(yōu)選的是，通過攪拌裝置18進(jìn)行強(qiáng)力攪拌。或者，優(yōu)選的是，實(shí)施和緩的機(jī)械化學(xué)研磨。對(duì)向灰反應(yīng)裝置12供給的原料進(jìn)行說明。所述原料的摩爾濃度需要滿足下述的式子。[K+Na] > Cl如果不滿足所述的式子，則系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)不能運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，當(dāng)鉀少于氯時(shí)(K < Cl)，會(huì)析出氯化鈉，所以對(duì)碳酸氫鈉的生產(chǎn)而言是造成不利的主要原因。
所述的關(guān)系基本上由作為向灰反應(yīng)裝置12供給的原料的焚燒灰的成分決定。對(duì)此，通過添加鹽廢液、飛灰和藥劑等也可能帶來良好的結(jié)果。圖10和圖11表示性能的例子。裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)條件為總的CO3為3. lmol/L ；CO2吸收塔11和灰反應(yīng)裝置12的設(shè)定溫度為60°C ；冷卻結(jié)晶裝置16的設(shè)定溫度為30°C ；水溶液的PH在10. 3 11. 35的范圍內(nèi)。在此，圖10表示圖1所示裝置的各部位的各離子活度和實(shí)際的PH。圖11表示圖1所示裝置的各部位的各種鹽的實(shí)際濃度與飽和溶解度的比例 (實(shí)際濃度/飽和溶解度的值)。在該值超過1的部位發(fā)生鹽的析出。另外，在所述實(shí)施方式中，作為含有各種成分的原料，以焚燒爐生成的焚燒灰為例進(jìn)行了表示，但是也可以使用其他的原料。例如，可以使用飛灰。此時(shí)，由于Cl的含有量高， 在需要使鉀K的含量大于等于氯Cl的含量的條件方面，需要從外部添加鉀。此外，當(dāng)鉀多于氯時(shí)(K > Cl)，過剩的鉀會(huì)作為碳酸氫鉀與碳酸氫鈉一起在(X)2吸收塔11中析出。另外，對(duì)混入有碳酸氫鉀的碳酸氫鈉，可以利用兩者的溶解度差來分離?；蛘?，不將碳酸氫鉀與碳酸氫鈉分離，而原樣用于作為例如焚燒爐的酸性氣體去除劑等用途。此外，在所述實(shí)施方式中，作為含有二氧化碳的氣體例示了來自焚燒爐的煙道的含有ω2的排放氣體，但是也可以使用其他氣體作為含有二氧化碳的氣體。按照所述的本發(fā)明，可以從含有鈉、鉀和氯的原料以氯化鉀的形式分離提取鉀、并且以碳酸氫鈉的形式分離提取鈉。此外，由于提取了鉀和鈉后的殘余液體，被提供給生成60°C左右(第一溫度)的水溶液使用，因此可以在系統(tǒng)內(nèi)使所述殘余液體循環(huán)進(jìn)行再利用。另外，生成碳酸氫鈉時(shí)使用了含有二氧化碳的氣體，由于該氣體可以利用例如燃燒裝置的排放氣體，所以按照本發(fā)明，在提取鈉和鉀的同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)二氧化碳的固定。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的分離提取裝置，可以從含有鈉、鉀和氯的原料以氯化鉀的形式分離提取鉀、并且以碳酸氫鈉的形式分離提取鈉，所以適于回收例如從焚燒爐排出的家庭垃圾和工業(yè)廢棄物的焚燒殘?jiān)泻械馁Y源。
權(quán)利要求
1.一種鈉和鉀的分離提取裝置，其特征在于包括水溶液制備裝置，使用含有鈉、鉀和氯的原料，制備出含有鈉、鉀和氯的第一溫度的水溶液；冷卻結(jié)晶裝置，通過使所述水溶液的溫度降低到低于所述第一溫度的第二溫度，生成并分離氯化鉀；吸收塔，通過使所述水溶液與含有二氧化碳的氣體反應(yīng)，生成并分離碳酸氫鈉；以及送回裝置，用于將在所述冷卻結(jié)晶裝置和所述吸收塔中生成并分離了氯化鉀和碳酸氫鈉后的液體送回所述水溶液制備裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈉和鉀的分離提取裝置，其特征在于，所述冷卻結(jié)晶裝置和所述吸收塔按照所述冷卻結(jié)晶裝置和所述吸收塔的順序串聯(lián)配置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鈉和鉀的分離提取裝置，其特征在于，所述水溶液制備裝置是灰反應(yīng)裝置，所述原料還含有鎂和鈣，被送回所述灰反應(yīng)裝置的液體含有在吸收塔中通過水溶液與二氧化碳反應(yīng)而生成的碳酸離子，所述灰反應(yīng)裝置通過使被送回該灰反應(yīng)裝置的液體中含有的碳酸離子與所述原料中的鎂和鈣反應(yīng)，能生成并分離碳酸鎂和碳酸鈣。
4.一種鈉和鉀的分離提取方法，其特征在于，使用含有鈉、鉀和氯的原料，生成含有鈉、鉀和氯的第一溫度的水溶液；通過使所述水溶液的溫度降低到低于所述第一溫度的第二溫度，從所述水溶液生成并分離氯化鉀；通過使所述水溶液與含有二氧化碳的氣體反應(yīng)，從所述水溶液生成并分離碳酸氫鈉；將生成并分離了所述氯化鉀和所述碳酸氫鈉后的液體供生成所述第一溫度的水溶液使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鈉和鉀的分離提取方法，其特征在于，從水溶液生成并分離了氯化鉀后，從水溶液生成并分離碳酸氫鈉。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的鈉和鉀的分離提取方法，其特征在于，使用還含有鎂和鈣的所述原料作為所述原料，將含有通過使水溶液與含有二氧化碳的氣體反應(yīng)而生成的碳酸離子的液體供生成所述第一溫度的水溶液使用，通過使所述液體含有的碳酸離子與所述原料中的鎂和鈣反應(yīng)來生成并分離碳酸鎂和碳酸鈣。
全文摘要
本發(fā)明提供一種分離提取裝置。該分離提取裝置包括灰反應(yīng)裝置(12)，使用含有鈉、鉀和氯的焚燒灰制備出60℃左右的水溶液；冷卻結(jié)晶裝置(16)，通過使水溶液的溫度降低到30℃，生成并分離氯化鉀；吸收塔(11)，通過使水溶液與含有二氧化碳的氣體反應(yīng)，生成并分離碳酸氫鈉；以及循環(huán)通路(13)，用于將在冷卻結(jié)晶裝置(16)和吸收塔(11)中生成并分離了氯化鉀和碳酸氫鈉后的液體送回灰反應(yīng)裝置(12)。
文檔編號(hào)C01D3/16GK102448885SQ20108002270
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者佐佐木加津也, 奧村諭, 山本常平, 浜野修史 申請(qǐng)人:日立造船株式會(huì)社