專利名稱：利用燒結(jié)法熟料窯窯灰生產(chǎn)氯化鉀的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用燒結(jié)法氧化鋁熟料窯窯灰生產(chǎn)氯化鉀的方法，屬鉀鹽生產(chǎn)技術(shù)，也屬于對氧化鋁生產(chǎn)流程中的廢棄物料窯灰的再利用技術(shù)。
背景技術(shù)：
氯化鉀是一種重要的化工、農(nóng)用原料，用途廣泛。工業(yè)上生產(chǎn)氯化鉀的方法有浮選法、分解-浮選聯(lián)合法和脫鹵法等，所用原料為鉀石鹽礦、光鹵石或苦鹵。一般地，鉀石鹽礦含KCl10-12％，光鹵石含KCl 16～18％、苦鹵含KCl 17～20％。鉀石鹽礦、光鹵石生產(chǎn)氯化鉀，需要將原料進行粉磨、浮選后，經(jīng)過一系列分解、除雜等復(fù)雜的工序，然后多次蒸發(fā)、結(jié)晶得到氯化鉀產(chǎn)品，生產(chǎn)工藝流程長，生產(chǎn)原料中氯化鉀含量低，運行成本高，而從苦鹵中提取氯化鉀，除了成本偏高以外，還存在氯化鉀收率偏低的弊端。
另一方面，窯灰作為氧化鋁生產(chǎn)流程中收塵系統(tǒng)聚集下來的一種廢棄物被排放，既污染環(huán)境，又其中的有效成份K2O、Na2O、SO42-等廢棄掉，造成一定程度的浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用燒結(jié)法氧化鋁熟料窯窯灰生產(chǎn)氯化鉀的方法，充分利用氧化鋁窯灰，變廢為寶，減少廢棄物排放的環(huán)境污染，又降低氯化鉀的生產(chǎn)成本，且流程短，操控方便，利于得到純度較高的氯化鉀產(chǎn)品。
氧化鋁窯灰的主要成份為氯化鉀、硫酸鈉及氯化鈉，其中用來生產(chǎn)氯化鉀的K2O含量為18.3％，折合成KCl為29％，比工業(yè)生產(chǎn)KCl的原料鉀石鹽礦(含KCl 12％)，光鹵石(含KCl16～18％)、苦鹵(含KCl 17～20％)還高，因此，窯灰的品質(zhì)還有其一定的優(yōu)越性。
本發(fā)明所述的利用燒結(jié)法氧化鋁熟料窯窯灰生產(chǎn)氯化鉀的方法，首先將窯灰用蒸餾水浸出，浸出液加入脫硫劑脫硫，對脫硫后的浸出溶液加熱、蒸發(fā)、濃縮，進行第一次結(jié)晶——CaSO4·0.5H2O，分離晶體，將分離出的一次結(jié)晶母液再次進行蒸發(fā)濃縮，冷卻得到第二次結(jié)晶——氯化鈉，分離結(jié)晶將過濾液蒸發(fā)、濃縮后加熱至80～99℃成為飽和溶液，加晶種，經(jīng)冷卻、自然降溫后析出混雜的氯化鉀結(jié)晶。
本發(fā)明中用蒸餾水浸出的浸出溫度為60～90℃適宜。
脫硫劑為CaCl2BaCl2，脫硫反應(yīng)溫度控制為40～60℃。
浸出溶液第一次結(jié)晶的濃縮體積可以控制為原溶液體積的1/5～4/5，再析出氯化鈉晶體。
晶種為75-150μm的工業(yè)氯化鉀，加入量為50～250gKCL/l溶液。
具體過程如下首先將窯灰用蒸餾水在61～95℃浸出，然后冷卻至40～60℃，加入脫硫劑CaCl2除去雜質(zhì)SO42-。對脫硫后的溶液先加熱、蒸發(fā)、濃縮至漿液體積為蒸發(fā)、濃縮前體積的1/5～4/5左右，這時有晶體從溶液中析出，析出的晶體為NaCl，純度可以達到90％以上。在90-95℃下分離出氯化鈉晶體，保持母液90-95℃，向其中加入過量工業(yè)用氯化鉀，然后冷卻至15-20℃，析出結(jié)晶氯化鉀，液固分離，固體用23-24％的飽和或欠飽和氯化鉀溶液淋洗1-2次，將固體在105℃條件下烘干，得到K2O＞60％的KCl產(chǎn)品。
其中(1)浸出液最小液固比(L/S)的確定取電收塵窯灰用蒸餾水浸出，浸出條件溫度90℃，攪拌速度常速，試驗結(jié)果列于下表

由上表可以看出在保證浸出漿液流動度的條件下，窯灰浸出的L/S為1.0±0.1。
(2)除硫?qū)⒔鲆罕卦?0～60℃，時間30分鐘，加入化學(xué)純試劑CaCl2進行攪拌。實驗證明第一步脫硫率可以達到50～70％，第二步則可將浸出液中的SO42-脫除至1.0g/l±0.2，即總脫硫率可達到≥90％。脫硫反應(yīng)的最終產(chǎn)物均為CaSO4·0.5H2O，其粒級D506.526μm，可以作為副產(chǎn)品石膏出售。
(3)蒸發(fā)濃縮對脫硫后的溶液加熱95-100℃、蒸發(fā)、濃縮至漿液原體積的1/5～4/5，這時有晶體從溶液中析出，析出的晶體經(jīng)化學(xué)分析和物相檢測為NaCl，純度可以達到90％以上，可以作為副產(chǎn)品出售。在95-100℃下分離出NaCl后，保持母液90-95℃，向其中加入過量工業(yè)用氯化鉀，然后冷卻至15-20℃，析出結(jié)晶氯化鉀。
(4)將結(jié)晶氯化鉀液固分離，用23％飽和KCl溶液洗滌氯化鉀晶體1-2次，將晶體在105℃下烘干，即可得到K2O＞60％的KCl產(chǎn)品。
本發(fā)明所生產(chǎn)的氯化鉀產(chǎn)品可達到工業(yè)用氯化鉀的標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明利用氧化鋁窯灰生產(chǎn)氯化鉀的方法，充分利用氧化鋁窯灰，變廢為寶，減少廢棄物排放的環(huán)境污染，又降低氯化鉀的生產(chǎn)成本，窯灰經(jīng)水浸出、除雜、蒸發(fā)結(jié)晶，即可得到產(chǎn)品氯化鉀和副產(chǎn)品氯化鈉以及CaSO4·0.5H2O，且流程短，能耗低，操控方便，利于得到純度較高的氯化鉀產(chǎn)品。


圖1、本發(fā)明工藝流程框圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1本發(fā)明所述的利用氧化鋁窯灰生產(chǎn)氯化鉀的方法，操作如下首先用蒸餾水以液固比0.9在90℃勻速攪拌浸出窯灰，將浸出液保溫在60℃，時間30分鐘，加入化學(xué)純試劑CaCl2進行攪拌，除去雜質(zhì)SO42-，總脫硫率可達到90％，脫硫反應(yīng)的最終產(chǎn)物均為CaSO4·0.5H2O，其粒級D506.526μm，可以作為副產(chǎn)品出售。
對脫硫后的溶液加熱、蒸發(fā)、濃縮至漿液體積為蒸發(fā)、濃縮前體積的3/5，這時有晶體從溶液中析出，析出的晶體為NaCl，純度可以達到90％以上，可以作為副產(chǎn)品出售。保持母液95℃，以250gKCL/l的加量，向母液中加入細度為75-150μm的工業(yè)氯化鉀做晶種，經(jīng)冷卻、降溫至15℃后，結(jié)晶出氯化鉀晶體，用23％的飽和氯化鉀溶液洗滌一次，過濾烘干，得到K2O為60％的KCl產(chǎn)品。
實施例2本發(fā)明所述的利用氧化鋁窯灰生產(chǎn)氯化鉀的方法，操作如下用蒸餾水以液固比1.0在90℃勻速攪拌浸出窯灰，將浸出液保溫在90℃，時間30分鐘，在該溫度下進行液固分離，向母液中加入化學(xué)純試劑CaCl2進行攪拌，除去雜質(zhì)SO42-，總脫硫率可達到92％，脫硫反應(yīng)的最終產(chǎn)物均為CaSO4·0.5H2O，其粒級D506.326μm，可以作為副產(chǎn)品出售。
對脫硫后的溶液加熱、蒸發(fā)、濃縮至漿液體積為蒸發(fā)、濃縮前體積的3/5，這時有晶體從溶液中析出，析出的晶體為NaCl，純度可以達到91％，可以作為副產(chǎn)品出售。保持母液95℃，以200gKCL/l的加量，向母液中加入細度為85-130μm的工業(yè)氯化鉀做晶種，經(jīng)冷卻、降溫至18℃后，結(jié)晶出氯化鉀晶體，用24％的飽和氯化鉀溶液洗滌一次，過濾烘干，得到K2O為61％的KCl產(chǎn)品。
實施例3本發(fā)明所述的利用氧化鋁窯灰生產(chǎn)氯化鉀的方法，操作如下用蒸餾水以液固比1.1在90℃勻速攪拌浸出窯灰，將浸出液保溫在90℃，時間30分鐘，在該溫度下進行液固分離，向母液中加入化學(xué)純試劑CaCl2進行攪拌，除去雜質(zhì)SO42-，總脫硫率可達到≥90％，脫硫反應(yīng)的最終產(chǎn)物均為CaSO4·0.5H2O，其粒級D507.523μm，可以作為副產(chǎn)品出售。
對脫硫后的溶液加熱、蒸發(fā)、濃縮至漿液體積為蒸發(fā)、濃縮前體積的1/5，這時有晶體從溶液中析出，析出的晶體為NaCl，純度可以達到90％，可以作為副產(chǎn)品出售。保持母液95℃，以50gKCL/l的加量，向母液中加入細度為100-140μm的工業(yè)氯化鉀做晶種，經(jīng)冷卻、降溫至20℃后，結(jié)晶出氯化鉀晶體，用23％的飽和氯化鉀溶液洗滌兩次，過濾烘干，得到K2O為62％的KCl產(chǎn)品。
實施例4本發(fā)明所述的利用氧化鋁窯灰生產(chǎn)氯化鉀的方法，操作如下用蒸餾水以液固比1.1在90℃勻速攪拌浸出窯灰，將浸出液保溫在95℃，時間30分鐘，在該溫度下進行液固分離，向母液中加入化學(xué)純試劑CaCl2進行攪拌，除去雜質(zhì)SO42-，總脫硫率可達到90.8％，脫硫反應(yīng)的最終產(chǎn)物均為CaSO4·0.5H2O，其粒級D508.436μm，可以作為副產(chǎn)品出售。
對脫硫后的溶液加熱、蒸發(fā)、濃縮至漿液體積為蒸發(fā)、濃縮前體積的2/5，這時有晶體從溶液中析出，析出的晶體為NaCl，純度可以達到90.45％。保持母液93℃，以70gKCL/l的加量，向母液中加入細度為75-150μm的工業(yè)氯化鉀做晶種，經(jīng)冷卻、降溫至20℃后，結(jié)晶出氯化鉀晶體，用23％的飽和氯化鉀溶液洗滌一次，過濾烘干，得到K2O為62.5％的KCl產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種利用燒結(jié)法氧化鋁熟料窯窯灰生產(chǎn)氯化鉀的方法，其特征在于首先將窯灰用蒸餾水浸出，浸出液加入脫硫劑脫硫，對脫硫后的浸出溶液加熱、蒸發(fā)、濃縮，進行第一次結(jié)晶，分離晶體，將分離出的一次結(jié)晶母液再次進行蒸發(fā)濃縮，冷卻得到第二次結(jié)晶，分離結(jié)晶將過濾液蒸發(fā)、濃縮后加熱至80～99℃成為飽和溶液，加晶種，經(jīng)冷卻、自然降溫后析出混雜的氯化鉀結(jié)晶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用氧化鋁窯灰生產(chǎn)氯化鉀的方法，其特征在于用蒸餾水浸出的浸出溫度為61～90℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用氧化鋁窯灰生產(chǎn)氯化鉀的方法，其特征在于脫硫劑為CaCl2，溫度40～60℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用氧化鋁窯灰生產(chǎn)氯化鉀的方法，其特征在于浸出溶液第一次結(jié)晶的濃縮體積為原溶液體積的1/5～4/5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用氧化鋁窯灰生產(chǎn)氯化鉀的方法，其特征在于晶種為75-150μm的工業(yè)氯化鉀，加入量為50～250gKCL/l溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的利用氧化鋁窯灰生產(chǎn)氯化鉀的方法，其特征在于用80～98℃飽和KCl溶液攪拌混雜的氯化鉀晶體，得到粗氯化鉀晶體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用氧化鋁窯灰生產(chǎn)氯化鉀的方法，其特征在于用29％飽和氯化鉀溶液淋洗粗氯化鉀晶體，得到氯化鉀成品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用燒結(jié)法氧化鋁熟料窯窯灰生產(chǎn)氯化鉀的方法，屬鉀鹽生產(chǎn)技術(shù)，首先將窯灰用蒸餾水浸出，浸出液加入脫硫劑脫硫，對脫硫后的浸出溶液加熱、蒸發(fā)、濃縮，進行第一次結(jié)晶，分離晶體，將分離出的一次結(jié)晶母液再次進行蒸發(fā)濃縮，冷卻得到第二次結(jié)晶，分離結(jié)晶將過濾液蒸發(fā)、濃縮后加熱至80～99℃成為飽和溶液，加晶種，經(jīng)冷卻、自然降溫后析出混雜的氯化鉀結(jié)晶。充分利用氧化鋁窯灰，變廢為寶，減少廢棄物排放的環(huán)境污染，又降低氯化鉀的生產(chǎn)成本，窯灰經(jīng)水浸出、除雜、蒸發(fā)結(jié)晶，即可得到產(chǎn)品氯化鉀和副產(chǎn)品氯化鈉以及CaSO
文檔編號B09B3/00GK101066768SQ20071001564
公開日2007年11月7日 申請日期2007年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月25日
發(fā)明者潘明亮, 戚麗娜, 王軍堂, 李海榮 申請人:山東鋁業(yè)股份有限公司