一種涉及鹵化堿金屬鹽精細(xì)凈化的環(huán)保工藝方法,是將鹵化堿金屬鹽中鈣鎂離子精細(xì)去除凈化的環(huán)保工藝方法,是指將氯化鉀、氯化鈉等原料中的鈣鎂離子進(jìn)行精細(xì)去除凈化的工藝方法,充分考慮到鈣鎂元素的回收利用與凈化工藝過程的環(huán)保性,屬環(huán)保清潔工藝技術(shù)方法。
背景技術(shù):
氯化鉀、氯化鈉等鹵化堿金屬鹽電解制氫氧化鉀和氫氧化鈉等相應(yīng)堿金屬的氫氧化物是大家熟知的過程,原料的純凈度直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量,影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素是鈣鎂金屬元素和其它金屬元素。在目前情況來看,普通金屬元素的處理都得到了較好的解決;但是,鈣鎂元素的處理方案還不是十分理想:處理成本相對較高或處理不夠徹底,尤其是鎂離子的精細(xì)凈化處理還存在有一定的技術(shù)瓶頸。在現(xiàn)有采用的工藝方案中,主要采用磷酸沉淀法去除鈣鎂離子的技術(shù)工藝,但實踐證明磷酸沉淀法存在三大缺點:第一是處理鎂離子效果不理想,殘余鎂離子量依然較高;第二是凈化處理后的溶液中殘余有一定量的磷元素,引入了新的雜質(zhì);第三是磷酸沉淀法的結(jié)晶速度很低,需要相當(dāng)長的處理時間,設(shè)備投資效能低下。另一種方法是采用碳酸鉀(鈉)沉淀法,此法雖然結(jié)晶速度相比之下要高得多,但依然存在兩個大的缺點:第一依然是處理效果不理想,殘余鎂離子量依然較高;第二是凈化處理后的溶液中殘余有一定量的碳酸根,殘余有碳酸根的氯化鉀(鈉)水溶液在電解時會產(chǎn)生二氧化碳,二氧化碳混入氯氣中使副產(chǎn)氯氣的純度降低,嚴(yán)重影響副產(chǎn)品氯的使用價值。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對如上所述鹵化堿金屬鹽鈣鎂離子凈化方法,尤其是氯化鉀(鈉)原料中鎂離子的去除凈化工藝方法的不足,提出一種鹵化堿金屬鹽鈣鎂離子精細(xì)凈化的環(huán)保工藝方法,既可以實現(xiàn)氯化堿金屬鹽鈣鎂離子的精細(xì)凈化,又可以將鈣鎂離子回收實現(xiàn)綜合利用,體現(xiàn)了工藝過程充分的環(huán)保性。
本發(fā)明的目的是提出一種鹵化堿金屬鹽鈣鎂離子精細(xì)凈化的環(huán)保工藝方法,其特征是采用相應(yīng)堿金屬的氧化物或氫氧化物作為精細(xì)凈化處理劑,將鹵化堿金屬鹽水溶液中的鈣鎂離子進(jìn)行沉淀處理,分離后得到精細(xì)凈化的鹵化堿金屬鹽的水溶液、同時得到氫氧化鈣和氫氧化鎂及其它金屬離子的氫氧化物的固體混合物;精細(xì)凈化處理后的鹵化堿金屬鹽水溶液直接濃縮結(jié)晶得到高純凈度的鹵化堿金屬鹽的產(chǎn)品,精細(xì)凈化處理后的鹵化堿金屬鹽水溶液也可以直接用于電解制得高純凈度的相應(yīng)堿金屬氫氧化物、同時副產(chǎn)相應(yīng)鹵素;氫氧化鈣和氫氧化鎂與其它金屬離子的氫氧化物的固體混合物用于回收鈣鎂元素。
本技術(shù)工藝實現(xiàn)了鹵化堿金屬溶液中鈣鎂離子的精細(xì)去除凈化與鈣鎂元素的回收綜合利用,充分體現(xiàn)了工藝過程的環(huán)保性。
本發(fā)明提供的一種鹵化堿金屬鹽精細(xì)凈化的環(huán)保工藝方法,適用于所有涉及鹵化堿金屬鹽中鈣鎂離子的精細(xì)去除凈化;既可以節(jié)約資源又可以實現(xiàn)鈣鎂離子精細(xì)去除凈化工藝的真正的環(huán)保性,有非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
本發(fā)明提供的一種鹵化堿金屬鹽精細(xì)凈化的環(huán)保工藝方法,其具體實施步驟如下:
第一步:鹵化堿金屬鹽的溶解與除雜
鹵化堿金屬鹽固體用工藝水加熱或常溫下溶解,配制成在設(shè)計工藝條件下接近飽和的水溶液;如果首先是水溶液就省去了溶解過程。鹵化堿金屬鹽水溶液靜置沉淀后經(jīng)精密過濾除去不溶物,得到的鹵化堿金屬鹽水溶液用于下步精細(xì)凈化處理;固體不溶物送去固廢處理。
配制的鹵化堿金屬鹽水溶液的濃度以實際需要為準(zhǔn),一般不建議配制為過飽和溶液。
第二步:鹵化堿金屬鹽水溶液的精細(xì)凈化處理
除雜后的鹵化堿金屬鹽水溶液中加入精細(xì)凈化處理劑,處理劑為相應(yīng)堿金屬的氧化物或氫氧化物,可以是固體物、也可以是相應(yīng)水溶液,其水溶液的濃度可以是1%到過飽和溶液、最佳濃度是10%-40%。在設(shè)計工藝條件溫度下充分?jǐn)嚢杌旌稀?/p>
精細(xì)凈化處理劑可以是間歇式處理也可以是連續(xù)化處理,其凈化處理劑的加入量采用控制鹵化堿金屬鹽水溶液的PH值來實現(xiàn),溶液PH值的控制范圍在10.0-13.5,最好是12.0-13.0。
Ca2+ + 2OH- Ca(OH)2
Mg2+ + 2OH- Mg(OH)2
在堿性條件下,鈣鎂離子及其它微量金屬離子形成氫氧化物沉淀,從鹵化堿金屬鹽溶液中離析出來;鈣鎂離子形成的氫氧化物沉淀通過沉降、過濾、離心等分離方式從溶液中分離出來,得到精細(xì)凈化鹵化堿金屬鹽的水溶液、同時得到氫氧化鈣和氫氧化鎂與其它雜質(zhì)金屬離子的氫氧化物的固體混合物。
精細(xì)凈化獲得的精細(xì)凈化鹵化堿金屬鹽的水溶液可以直接用于電解制堿金屬氫氧化物、同時副產(chǎn)鹵素;氫氧化鈣和氫氧化鎂與其它雜質(zhì)金屬離子的氫氧化物的固體混合物用于回收鈣鎂元素,可以實現(xiàn)資源的綜合利用。
精細(xì)凈化處理劑加入量與鹵化堿金屬鹽原料中所含鈣鎂及其它雜質(zhì)金屬離子含量相關(guān),本發(fā)明提出的技術(shù)工藝采用控制處理溶液的PH值來實現(xiàn)加入量的控制:隨著精細(xì)凈化處理劑加入量增加,溶液的PH值相應(yīng)增加,溶液中的鈣鎂離子及其它雜質(zhì)金屬離子的沉淀越徹底;當(dāng)加入量達(dá)到一定值時,溶液中的鈣鎂離子及其它雜質(zhì)金屬離子的沉淀達(dá)到理想值,這時溶液的PH值也達(dá)到了一定對應(yīng)值,這個PH值就可以作為精細(xì)凈化處理劑加入量的控制指標(biāo);因此,鹵化堿金屬鹽水溶液中加入精細(xì)凈化處理劑進(jìn)行鈣鎂離子的精細(xì)去除凈化,其加入量的控制可以通過監(jiān)控溶液的PH值來實現(xiàn),并且可以非常方便地采用溶液PH值在線監(jiān)控來實現(xiàn)。溶液PH值的控制范圍在10.0-13.5,最好是12.0-13.0。
這種精細(xì)凈化處理工藝過程可以采用間歇式也可以采用連續(xù)化式,得到的精細(xì)凈化的鹵化堿金屬鹽水溶液,其純凈度達(dá)到99.99%或以上:直接濃縮結(jié)晶得到的鹵化堿金屬鹽的固體產(chǎn)品可達(dá)到醫(yī)藥級和農(nóng)殘級甚至可以達(dá)到生化試劑級;精細(xì)凈化后的鹵化堿金屬的水溶液通過電解可制得相應(yīng)高純堿金屬氫氧化物,其副產(chǎn)鹵素品質(zhì)也可以得到充分的保證;高純高純堿金屬氫氧化物可以生產(chǎn)一系列的高純下游產(chǎn)品;由此可以提升整個堿金屬鹽行業(yè)的質(zhì)量體系。
本發(fā)明提供的技術(shù)工藝,具有如下特征:
1、本發(fā)明提供的采用相應(yīng)堿金屬的氧化物或氫氧化物作為凈化處理劑,將鹵化堿金屬鹽水溶液中的鈣鎂離子進(jìn)行沉淀處理,分離后得到精細(xì)凈化的鹵化堿金屬鹽的水溶液的方法,工藝過程非常簡潔明了、投資小、效果好,不帶入任何其它有害元素,可以有效地進(jìn)行鹵化堿金屬鹽精細(xì)凈化。
2、精細(xì)凈化處理后的水溶液直接濃縮結(jié)晶得到的鹵化堿金屬鹽的固體產(chǎn)品可達(dá)到醫(yī)藥級和農(nóng)殘級甚至可以達(dá)到生化試劑級;精細(xì)凈化后的鹵化堿金屬的水溶液通過電解可制得相應(yīng)高純堿金屬氫氧化物,其副產(chǎn)鹵素品質(zhì)也可以得到充分的保證;高純高純堿金屬氫氧化物可以生產(chǎn)一系列的高純下游產(chǎn)品;由此可以提升整個堿金屬鹽行業(yè)的產(chǎn)品品質(zhì)和競爭能力。
3、鹵化堿金屬水溶液中鈣鎂離子的去除凈化采用加入精細(xì)凈化處理劑的方法,可以是間歇式也可以是連續(xù)化式,其處理劑加入量的控制可以采用監(jiān)控溶液的PH值來實現(xiàn),并且可以非常方便實現(xiàn)在線監(jiān)控。
4、凈化處理分離出來的氫氧化鈣和氫氧化鎂與其它雜質(zhì)金屬離子的氫氧化物的固體混合物用于回收鈣鎂元素,可以實現(xiàn)資源的綜合利用。
附圖說明
說明書附圖為本發(fā)明涉及到的鹵化堿金屬鹽精細(xì)凈化的環(huán)保工藝方法的流程示意圖。
具體實施方式
下面通過實施例進(jìn)行更詳細(xì)地說明本發(fā)明,但是本發(fā)明的范圍不受實施例的限制。
實施例1:在溶解槽中加熱溶解氯化鉀固體商品原料,配制成40%的氯化鉀水溶液;沉淀過濾除去水不溶物,得到潔凈的氯化鉀水溶液。用氫氧化鉀固體或氫氧化鉀水溶液配制成20%的氫氧化鉀水溶液,備用。
采用連續(xù)化處理的方式凈化處理。用計量泵注入上述氯化鉀水溶液5M3到帶有攪拌反應(yīng)釜中,在攪拌下用另一個計量泵慢慢注入上述氫氧化鉀水溶液,在線監(jiān)控混合液的PH值;當(dāng)混合液的PH值上升為12.13時停止加入氫氧化鉀溶液,計量泵的計量值為0.11M3;混合液轉(zhuǎn)移到靜置筒內(nèi)靜置使氫氧化鈣、氫氧化鎂及其它雜質(zhì)金屬離子的氫氧化物沉降分離;靜置沉降后的上層清液再精密過濾得到純凈的氯化鉀水溶液,取樣分析凈化液:鈣離子檢測不出、鎂離子濃度為12.2ppm;氫氧化鈣、氫氧化鎂及其它雜質(zhì)金屬離子的氫氧化物固體沉淀物離心分離出來后用于回收鎂元素。
實施例2:在溶解槽中加熱溶解氯化鉀固體商品原料,配制成40%的氯化鉀水溶液;沉淀或過濾除去水不溶物,得到潔凈的氯化鉀水溶液。用氫氧化鉀固體或氫氧化鉀水溶液配制成20%的氫氧化鉀水溶液,備用。
采用連續(xù)化處理的方式凈化處理。用計量泵連續(xù)注入的氯化鉀水溶液與另一個計量泵連續(xù)注入的氫氧化鉀水溶液在靜態(tài)混合器中連續(xù)充分混合,在線監(jiān)控混合液的PH值。氯化鉀溶液計量泵的流量為4M3/小時,氫氧化鉀溶液計量泵的流量為0.10M3/小時,混合液的PH值為12.63;混合液連續(xù)流到靜置筒內(nèi)靜置使氫氧化鈣、氫氧化鎂及其它雜質(zhì)金屬離子的氫氧化物沉降分離;靜置沉降后的上層清液再精密過濾得到純凈的氯化鉀水溶液,取樣分析凈化液:鈣離子檢測不出、鎂離子濃度為5.2ppm;氫氧化鈣、氫氧化鎂及其它雜質(zhì)金屬離子的氫氧化物固體沉淀物離心分離出來后用于回收鎂元素。
實施例3:在溶解槽中加熱溶解氯化鉀固體商品原料,配制成40%的氯化鉀水溶液;沉淀或過濾除去水不溶物,得到潔凈的氯化鉀水溶液。用氫氧化鉀固體或氫氧化鉀水溶液配制成20%的氫氧化鉀水溶液,備用。
采用連續(xù)化處理的方式凈化處理。用計量泵連續(xù)注入的氯化鉀水溶液與另一個計量泵連續(xù)注入的氫氧化鉀水溶液在靜態(tài)混合器中連續(xù)充分混合,在線監(jiān)控混合液的PH值。氯化鉀溶液計量泵的流量為4M3/小時,氫氧化鉀溶液計量泵的流量為0.12M3/小時,混合液的PH值為12.87;混合液連續(xù)流到靜置筒內(nèi)靜置使氫氧化鈣、氫氧化鎂及其它雜質(zhì)金屬離子的氫氧化物沉降分離;靜置沉降后的上層清液再精密過濾得到精密凈化的氯化鉀水溶液,取樣分析凈化液:鈣離子檢測不出、鎂離子濃度為1.2ppm;氫氧化鈣、氫氧化鎂及其它雜質(zhì)金屬離子的氫氧化物固體沉淀物離心分離出來后用于回收鎂元素。