一種堿法處理鉀肥中間體制取化工原料的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種堿法處理鉀肥中間體制取化工原料的方法，具體包括以下步驟：原料溶解混合：將氫氧化鉀用蒸餾水溶解，再將鉀肥中間體加入其中進(jìn)行溶解，獲得混合溶液，其中鉀肥中間體與氫氧化鉀的質(zhì)量比為1:2-5；然后經(jīng)煮沸、過(guò)濾、濾液a處理、濾液b處理、烘烤與返回，制得化工原料。本發(fā)明通過(guò)對(duì)鉀肥中間體的再處理，優(yōu)化了鉀長(zhǎng)石利用工藝步驟，提高了鉀長(zhǎng)石的分解率，緩解了鉀肥原料資源的緊缺問(wèn)題，提高了副產(chǎn)物的綜合利用率，降低了廢水、廢氣、廢渣的產(chǎn)生，降低了能耗，工藝流程簡(jiǎn)單，為企業(yè)節(jié)約了生產(chǎn)成本。
【專利說(shuō)明】一種堿法處理鉀肥中間體制取化工原料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化學(xué)化工技術(shù)，具體的說(shuō)是涉及一種堿法處理鉀肥中間體制取化工原料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]世界上蘊(yùn)藏著豐富的含鉀鹽礦資源，但絕大多數(shù)是不溶水性含鉀鹽礦；尤其是在我國(guó)，不溶水性含鉀鹽礦居多，可溶水性含鉀鹽礦多居于國(guó)外，我國(guó)僅占據(jù)0.66%，并且集中在青海地帶，進(jìn)而導(dǎo)致開(kāi)采不易，運(yùn)輸成本高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)鉀肥的缺口仍高達(dá)每年400萬(wàn)噸。所以國(guó)家每年仍需花大量外資進(jìn)口鉀肥以滿足農(nóng)業(yè)需要，為此，我們有必要對(duì)不溶水性含鉀鹽礦進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用。
[0003]鉀長(zhǎng)石是地殼中常見(jiàn)的造巖礦物,屬娃酸鹽類(lèi),廣泛分布于巖衆(zhòng)巖、變質(zhì)巖及沉積巖中。鉀長(zhǎng)石分子式K[AlSi3O8]，其礦物理論含K2016.9%，Al20318.4%，Si0264.7%，硬度6—6.5，比重2.57，熔點(diǎn)1200°C。鉀長(zhǎng)石常溫下不溶于水，也不溶于醋酸、硝酸、硫酸、堿及無(wú)機(jī)鹽類(lèi)。
[0004]利用鉀長(zhǎng)石制取鉀鹽始于20世紀(jì)60年代，由于國(guó)外可溶性鉀資源豐富，故鉀長(zhǎng)石開(kāi)發(fā)利用研究工作較少，我國(guó)可溶性鉀資源短缺，但非溶性鉀資源十分豐富，所以對(duì)于鉀長(zhǎng)石的研究開(kāi)發(fā)工作大多集中在我國(guó)。并且，國(guó)內(nèi)外先后對(duì)鉀長(zhǎng)石的開(kāi)發(fā)制取鉀肥的工藝均做了研究，其方法主要包括:高爐冶煉法、直接法、揮發(fā)法、食鹽法、堿法、壓熱法、熱分解水浸法、酸分解法、燒結(jié)法、低溫分解法、微生物法等。但各種方法不是溫度過(guò)高、能耗大，就是工藝路線煩雜，設(shè)備要求過(guò)高，因而導(dǎo)致成本過(guò)高，不利于工業(yè)推廣生產(chǎn)。
[0005]雖然，我國(guó)在鉀長(zhǎng)石礦石提鉀工藝中，在化肥、陶瓷、白碳黑和分子篩等方面取得了不少成果，但對(duì)于鉀長(zhǎng)石 礦石資源的綜合利用生產(chǎn)化工原料還不充分，耗能較高。如專利號(hào)為96120733.7《一種含鉀巖石制取鉀肥的方法》中利用含鉀巖石精礦粉與純堿或者燒堿混合后，進(jìn)行高溫焙燒制取鉀肥，獲得了分子篩粉，但對(duì)于其中的其他資源沒(méi)有被提取出來(lái)，浪費(fèi)了含鉀巖石的資源，需要高溫焙燒，進(jìn)而導(dǎo)致能耗過(guò)高，使得投入與產(chǎn)出的比例提高,增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
[0006]為此，我們急需要提供一種新思路來(lái)對(duì)鉀長(zhǎng)石這種含鉀巖石進(jìn)行綜合利用，生產(chǎn)出化工原料，降低生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種堿法處理鉀肥中間體制取化工原料的方法。該方法能充分的利用鉀長(zhǎng)石礦石資源，生產(chǎn)出多種多樣的化工原料，使得鉀長(zhǎng)石礦石得到充分的綜合運(yùn)用，而且能耗較低。
[0008]本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是:
[0009]一種堿法處理鉀肥中間體制取化工原料的方法，包括以下步驟:
[0010]( 1)原料溶解混合:將氫氧化鉀用蒸餾水溶解得到氫氧化鉀溶液，再將鉀肥中間體加入氫氧化鉀溶液中得到混合體；
[0011](2)煮沸:將步驟(1)中的混合體加熱煮沸，滴加氫氧化鉀控制溶液的pH值為14，并在PH值為14的環(huán)境下繼續(xù)煮沸65-75min ；
[0012](3)過(guò)濾:將步驟(2)中煮沸結(jié)束的混合液進(jìn)行過(guò)濾，獲得白色固體和濾液a，并用蒸餾水對(duì)白色固體洗滌l_2h ；
[0013](4)濾液a處理:向步驟(3)中獲得的濾液a中慢慢滴加摩爾濃度為0.5-1.5mol/I的硫酸，調(diào)節(jié)溶液的pH值為8時(shí),停止滴加,靜沉5-10min后,進(jìn)行過(guò)濾處理,獲得白色沉淀和濾液b，并用蒸餾水洗滌白色沉淀3-6次；
[0014](5)濾液b處理:向步驟(4)中獲得的濾液b中慢慢的滴加氫氧化鈣飽和溶液，直到溶液中沒(méi)有沉淀產(chǎn)生時(shí)，停止滴加，靜沉2-4h后過(guò)濾溶液，獲得沉淀和濾液c ；
[0015](6)烘烤:將步驟(3)、步驟(4)和步驟(5)中獲得的白色固體、白色沉淀、沉淀分別在不同的干燥箱內(nèi)烘烤，即制得化工原料。
[0016]步驟(1)中:所述的鉀肥中間體與氫氧化鉀的質(zhì)量比為1:2-5，優(yōu)選為1:3-4，更加優(yōu)選為1:3.5。
[0017]步驟(2)中:所述的煮沸時(shí)間優(yōu)選為70min。
[0018]步驟(3)中:所述的白色固體在干燥箱中烘烤時(shí)間為2_3h時(shí)產(chǎn)物為SiO2.IOH2O ；所述的白色固體在干燥箱中烘烤時(shí)間為3.5-4h時(shí)產(chǎn)物為SiO2.2H20。
[0019]步驟(5 )中:所述濾液c中含有K元素，優(yōu)選返回步驟(1)中與氫氧化鉀溶液混合，
重復(fù)利用。
[0020]步驟(6)中:所述的烘烤時(shí)間優(yōu)選為2_4h。
[0021]步驟(6)中:所述的干燥箱優(yōu)選為恒溫鼓風(fēng)干燥箱。
[0022]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:
[0023]本發(fā)明通過(guò)對(duì)鉀肥中間體的再處理，利用不同pH值下，鉀肥中間體中所含有的化學(xué)元素與不同物質(zhì)的反應(yīng)情況，將不同的化學(xué)元素提取出來(lái)，生產(chǎn)出多種多樣的化工原料，提高鉀肥中間體的綜合利用率，進(jìn)而提高鉀長(zhǎng)石的利用率，使得企業(yè)的投入與產(chǎn)出比例大大降低，提高了企業(yè)的附加產(chǎn)品值，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本；并將濾液c返回原料溶解混合步驟中，減少了原料的加入，進(jìn)一步的節(jié)約了生產(chǎn)成本，并通過(guò)恰當(dāng)?shù)募訜釙r(shí)間控制，降低了工藝步驟中的能耗；整體上，通過(guò)對(duì)鉀肥中間體的再處理，優(yōu)化了鉀長(zhǎng)石利用工藝步驟，提高了鉀長(zhǎng)石的分解率，緩解了鉀肥原料資源的緊缺問(wèn)題，提高了副產(chǎn)物的綜合利用率，降低了廢水、廢氣、廢渣的產(chǎn)生，降低了能耗，工藝流程簡(jiǎn)單，為企業(yè)節(jié)約了生產(chǎn)成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本發(fā)明堿法處理鉀肥中間體制取化工原料方法的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合具體的實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但要求保護(hù)的范圍不僅局限于所述的實(shí)施例。
[0026]本發(fā)明所說(shuō)的“鉀肥中間體”是指通過(guò)酸法低溫處理含鉀巖石，使得含鉀巖石活化成熟之后所獲得的中間體，這種中間體包含有多種化學(xué)元素，對(duì)其再處理，能夠獲得多種化工原料，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鉀長(zhǎng)石的綜合利用。
[0027]本發(fā)明利用鉀肥中間體中所含有的化學(xué)元素與不同的物質(zhì)在不同的pH值下能夠生產(chǎn)不同的沉淀，進(jìn)而能夠一步一步分離出來(lái)的原理，將鉀肥中間體中的化學(xué)元素充分利用生產(chǎn)出多種多樣的化工原料，進(jìn)而提高鉀長(zhǎng)石的進(jìn)一步分解率，提高了鉀長(zhǎng)石的綜合利用率。[0028]實(shí)施例一
[0029]稱取K0H9.0g，倒入100ml的燒杯中，加入蒸餾水進(jìn)行溶解，再稱取鉀肥中間體3.0g,加入到盛有KOH溶液的燒杯之中進(jìn)行混合，再將其進(jìn)行加熱煮沸,使煮沸的溶液體積保持在50ml，并且用KOH溶液控制溶液的pH為14，加熱煮沸65min，加熱反應(yīng)過(guò)程中鉀肥中間體有部分反應(yīng)溶解，生成白色固體物質(zhì)。然后過(guò)濾反應(yīng)后的溶液，在過(guò)濾過(guò)程中不斷用蒸餾水沖洗白色固體lh，即獲得白色固體和濾液a，其中白色固體為SiO2.ηΗ20，將白色固體放入干燥箱中烘烤2h，即可得到SiO2.IOH2O,;烘烤4h即可得到SiO2.2H20，提取出鉀長(zhǎng)石中的Si元素。
[0030]再將過(guò)濾完的濾液a用摩爾濃度為0.5mol/L的硫酸慢慢滴加調(diào)節(jié)pH值，調(diào)節(jié)過(guò)程中不斷用PH試紙測(cè)定pH值，當(dāng)pH值調(diào)節(jié)到12時(shí)，有少量白色沉淀開(kāi)始產(chǎn)生，繼續(xù)滴加硫酸，調(diào)節(jié)到溶液的pH=8,這時(shí)有大量的白色沉淀生成,停止硫酸的滴加,靜沉5min。然后將溶液進(jìn)行過(guò)濾，獲得白色沉淀和濾液b，并用蒸餾水洗滌沉淀3次，再將白色沉淀轉(zhuǎn)入干燥箱中烘烤2h、3h或4h，獲得Al (OH)3沉淀，提取出鉀長(zhǎng)石中含有的Al元素。
[0031]向pH=8過(guò)濾獲得的濾液b中不斷滴加飽和氫氧化鈣溶液，滴入過(guò)程中有白色沉淀生成，隨著飽和Ca (OH)2溶液的不斷滴入，沉淀不斷產(chǎn)生，當(dāng)?shù)稳?00ml Ca (OH)2飽和溶液后靜沉溶液4h，燒杯底部有白色沉淀，上層變清液；然后繼續(xù)滴加Ca(OH)2飽和溶液，上層清液又有白色沉淀產(chǎn)生，再加入5ml后靜沉2h，然后再加入40ml，又有沉淀產(chǎn)生，再靜沉2h。繼續(xù)滴加氫氧化鈣溶液，上層清液沒(méi)有白色沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明氟離子和硫酸根離子沉淀完全。然后靜沉2h后過(guò)濾，過(guò)濾用時(shí)0.5h，獲得沉淀和濾液C，然后將過(guò)濾沉淀在干燥箱內(nèi)烘干2h、3h或4h ;濾液c轉(zhuǎn)入原料溶解混合中，除去了 F—和S042_提取出K元素，進(jìn)而使得鉀肥中間體中的各化學(xué)元素得到充分的應(yīng)用，提高了鉀肥中間體的綜合利用率，增加了鉀長(zhǎng)石開(kāi)發(fā)利用的副產(chǎn)品，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
[0032]實(shí)施例二
[0033]稱取K0H6.0g，倒入100ml的燒杯中，加入蒸餾水進(jìn)行溶解，再稱取鉀肥中間體
3.0g,加入到溶解KOH的燒杯之中進(jìn)行混合，再將其進(jìn)行加熱煮沸,使煮沸的溶液體積保持在50ml，并且用KOH溶液控制溶液的pH為14，加熱煮沸75min，加熱反應(yīng)過(guò)程中鉀肥中間體有部分反應(yīng)溶解，生產(chǎn)白色固體物質(zhì)。然后過(guò)濾反應(yīng)后的溶液，在過(guò)濾過(guò)程中不斷用蒸餾水沖洗白色固體2h，即獲得白色固體和濾液a，其中白色固體為SiO2.ηΗ20，將白色固體放入干燥箱中烘烤2.5h，即可得到SiO2.IOH2O ;烘烤3.5h即可得到SiO2.2H20，提取出鉀長(zhǎng)石中的Si元素。
[0034]再將過(guò)濾完的濾液a用摩爾濃度為1.5mol/L的硫酸慢慢滴加調(diào)節(jié)pH，調(diào)節(jié)過(guò)程中不斷用pH試紙測(cè)定pH,當(dāng)pH調(diào)節(jié)到12時(shí),有少量白色沉淀開(kāi)始產(chǎn)生,繼續(xù)滴加硫酸,調(diào)節(jié)到溶液的pH=8,這時(shí)有大量的白色沉淀生成,停止硫酸的滴加,靜沉lOmin。然后將溶液進(jìn)行過(guò)濾，獲得白色沉淀和濾液b，并用蒸餾水洗滌沉淀4次，再將白色沉淀轉(zhuǎn)入干燥箱中烘烤2h、3h或4h，獲得Al (OH) 3沉淀，提取出鉀長(zhǎng)石中含有的Al元素。
[0035]向PH=8過(guò)濾獲得的濾液b中不斷滴加飽和氫氧化鈣溶液，滴入過(guò)程中有白色沉淀生成，隨著飽和Ca (OH)2溶液的不斷滴入，沉淀不斷產(chǎn)生，當(dāng)?shù)稳?00ml Ca (OH)2飽和溶液后靜沉溶液4h，燒杯底部有白色沉淀，上層變清液；然后繼續(xù)滴加Ca(OH)2飽和溶液，上層清液又有白色沉淀產(chǎn)生，再加入5ml后靜沉2h，然后再加入40ml，又有沉淀產(chǎn)生，再靜沉2h。繼續(xù)滴加氫氧化鈣溶溶液，上層清液沒(méi)有白色沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明氟離子和硫酸根離子沉淀完全。然后靜沉3h后過(guò)濾，過(guò)濾用時(shí)0.5h，獲得沉淀和濾液C，然后將過(guò)濾沉淀在干燥箱內(nèi)烘干2h、3h或4h ;濾液c轉(zhuǎn)入原料溶解混合中，除去了 F—和SO/—提取出K元素，進(jìn)而使得鉀肥中間體中的各化學(xué)元素得到充分的應(yīng)用，提高了鉀肥中間體的綜合利用率，增加了鉀長(zhǎng)石開(kāi)發(fā)利用的副產(chǎn)品，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
[0036]實(shí)施例三
[0037]稱取K0H12.0g，倒入100ml的燒杯中，加入蒸餾水進(jìn)行溶解，再稱取鉀肥中間體
3.0g,加入到溶解KOH的燒杯之中進(jìn)行混合，再將其進(jìn)行加熱煮沸,使煮沸的溶液體積保持在50ml，并且用KOH溶液控制溶液的pH為14，加熱煮沸70min，加熱反應(yīng)過(guò)程中鉀肥中間體有部分反應(yīng)溶解，生產(chǎn)白色固體物質(zhì)。然后過(guò)濾反應(yīng)后的溶液，在過(guò)濾過(guò)程中不斷用蒸餾水沖洗白色固體1.5h，即獲得白色固體和濾液a，其中白色固體為SiO2.ηΗ20，將白色固體放入干燥箱中烘烤3h，即可得到SiO2.IOH2O和SiO2.2H20的混合物，提取出鉀長(zhǎng)石中的Si元素。
[0038]再將過(guò)濾完的濾液a用摩爾濃度為lmol/L的硫酸慢慢滴加調(diào)節(jié)pH，調(diào)節(jié)過(guò)程中不斷用pH試紙測(cè)定pH,當(dāng)pH調(diào)節(jié)到12時(shí),有少量白色沉淀開(kāi)始產(chǎn)生,繼續(xù)滴加硫酸,調(diào)節(jié)到溶液的pH=8,這時(shí)有大量的白色沉淀生成,停止硫酸的滴加,靜沉8min。然后將溶液進(jìn)行過(guò)濾，獲得白色沉淀和濾液b，并用蒸餾水洗滌沉淀5次，再將白色沉淀轉(zhuǎn)入干燥箱中烘烤2h、3h或4h，獲得Al (OH) 3沉淀，提取出鉀長(zhǎng)石中含有的Al元素。
[0039]向pH=8過(guò)濾獲得的濾液b中不斷滴加飽和氫氧化鈣溶液，滴入過(guò)程中有白色沉淀生成，隨著飽和Ca(OH)2溶液的不斷滴入，沉淀不斷產(chǎn)生，當(dāng)?shù)稳?00ml Ca(OH)2飽和溶液后靜沉溶液4h，燒杯底部有白色沉淀，上層變清液；然后繼續(xù)滴加Ca(OH)2飽和溶液，上層清液又有白色沉淀產(chǎn)生，再加入5ml后靜沉2h，然后再加入40ml，又有沉淀產(chǎn)生，再靜沉2h。繼續(xù)滴加氫氧化鈣溶溶液，上層清液沒(méi)有白色沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明氟離子和硫酸根離子沉淀完全。然后靜沉4h后過(guò)濾，過(guò)濾用時(shí)0.5h，獲得沉淀和濾液C，然后將過(guò)濾沉淀在干燥箱內(nèi)烘干2h、3h或4h ;濾液c含有K元素，轉(zhuǎn)入原料溶解混合中。從而除去了 F—和SO/—提取出K元素，進(jìn)而使得鉀肥中間體中的各化學(xué)元素得到充分的應(yīng)用，提高了鉀肥中間體的綜合利用率，增加了鉀長(zhǎng)石開(kāi)發(fā)利用的副產(chǎn)品，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
[0040]實(shí)施例四
[0041]稱取K0H15.0g，倒入100ml的燒杯中，加入蒸餾水進(jìn)行溶解，再稱取鉀肥中間體
3.0g,加入到溶解KOH的燒杯之中進(jìn)行混合，再將其進(jìn)行加熱煮沸,使煮沸的溶液體積保持在50ml，并且用KOH溶液控制溶液的pH為14，加熱煮沸68min，加熱反應(yīng)過(guò)程中鉀肥中間體有部分反應(yīng)溶解，生產(chǎn)白色固體物質(zhì)。然后過(guò)濾反應(yīng)后的溶液，在過(guò)濾過(guò)程中不斷用蒸餾水沖洗白色固體1.8h，即獲得白色固體和濾液a，其中白色固體為SiO2.ηΗ20，將白色固體放入干燥箱中烘烤3h，即可得到SiO2.IOH2O和SiO2.2H20的混合物，提取出鉀長(zhǎng)石中的Si元素。
[0042]再將過(guò)濾完的濾液a用摩爾濃度為lmol/L的硫酸慢慢滴加調(diào)節(jié)pH，調(diào)節(jié)過(guò)程中不斷用pH試紙測(cè)定pH,當(dāng)pH調(diào)節(jié)到12時(shí),有少量白色沉淀開(kāi)始產(chǎn)生,繼續(xù)滴加硫酸,調(diào)節(jié)到溶液的pH=8,這時(shí)有大量的白色沉淀生成,停止硫酸的滴加,靜沉6min。然后將溶液進(jìn)行過(guò)濾，獲得白色沉淀和濾液b，并用蒸餾水洗滌沉淀6次，再將白色沉淀轉(zhuǎn)入干燥箱中烘烤2h、3h或4h，獲得Al (OH)3沉淀，提取出鉀長(zhǎng)石中含有的Al元素。
[0043]向pH=8過(guò)濾獲得的濾液b中不斷滴加飽和氫氧化鈣溶液，滴入過(guò)程中有白色沉淀生成，隨著飽和Ca (OH)2溶液的不斷滴入，沉淀不斷產(chǎn)生，當(dāng)?shù)稳?00ml Ca (OH)2飽和溶液后靜沉溶液4h，燒杯底部有白色沉淀，上層變清液；然后繼續(xù)滴加Ca(OH)2飽和溶液，上層清液又有白色沉淀產(chǎn)生，再加入5ml后靜沉2h，然后再加入40ml，又有沉淀產(chǎn)生，再靜沉2h。繼續(xù)滴加氫氧化鈣溶溶液，上層清液沒(méi)有白色沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明氟離子和硫酸根離子沉淀完全。然后靜沉3.5h后過(guò)濾，過(guò)濾用時(shí)0.5h，獲得沉淀和濾液C，然后將過(guò)濾沉淀在干燥箱內(nèi)烘干2h、3h或4h ;濾液c轉(zhuǎn)入原料溶解混合中，除去了 F—和SO/—提取出K元素，進(jìn)而使得鉀肥中間體中的各化學(xué)元素得到充分的應(yīng)用，提高了鉀肥中間體的綜合利用率，增加了鉀長(zhǎng)石開(kāi)發(fā)利用的副產(chǎn)品，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
[0044]實(shí)施例五
[0045]稱取KOH固體轉(zhuǎn)入反應(yīng)釜中，用蒸餾水溶解獲得KOH溶液，并稱取KOH固體重量的
0.5倍鉀肥中間體置于反應(yīng)釜中，與KOH溶液混合，形成混合體，再將其進(jìn)行加熱煮沸，使煮沸的溶液體積保持在原體積的一半，并且用KOH溶液控制溶液的pH為14，加熱煮沸65min，加熱反應(yīng)過(guò)程中鉀肥中間體有部分反應(yīng)溶解，生產(chǎn)白色固體物質(zhì)。然后過(guò)濾反應(yīng)后的溶液，在過(guò)濾過(guò)程中不斷用蒸餾水沖洗白色固體1.8h，即獲得白色固體和濾液a，其中白色固體為SiO2.ηΗ20，將白色固體放入干燥箱中烘烤3h，即可得到SiO2.IOH2O和SiO2.2H20的混合物，提取出鉀長(zhǎng)石中的Si元素。
[0046]再將過(guò)濾完的濾液a用摩爾濃度為lmol/L的硫酸慢慢滴加調(diào)節(jié)pH，調(diào)節(jié)過(guò)程中不斷用pH試紙測(cè)定pH,當(dāng)pH調(diào)節(jié)到12時(shí),有少量白色沉淀開(kāi)始產(chǎn)生,繼續(xù)滴加硫酸,調(diào)節(jié)到溶液的pH=8,這時(shí)有大量的白色沉淀生成,停止硫酸的滴加,靜沉6min。然后將溶液進(jìn)行過(guò)濾，獲得白色沉淀和濾液b，并用蒸餾水洗滌沉淀3次，再將白色沉淀轉(zhuǎn)入干燥箱中烘烤2h、3h或4h，獲得Al (OH)3沉淀，提取出鉀長(zhǎng)石中含有的Al元素。
[0047]向pH=8過(guò)濾獲得的濾液b中不斷滴加飽和氫氧化鈣溶液，滴入過(guò)程中有白色沉淀生成，隨著飽和Ca (OH) 2溶液的不斷滴入，沉淀不斷產(chǎn)生，當(dāng)?shù)稳隒a (OH) 2飽和溶液量與原來(lái)溶解KOH固體后獲得的KOH溶液的量一致后靜沉溶液4h，底部有白色沉淀，上層變清液；然后繼續(xù)滴加Ca (OH) 2飽和溶液，上層清液又有白色沉淀產(chǎn)生，再加入0.05倍原來(lái)溶解KOH固體后獲得的KOH溶液的量后靜沉2h，然后再加入0.4倍原來(lái)溶解KOH固體后獲得的KOH溶液的量，又有沉淀產(chǎn)生，再靜沉2h。繼續(xù)滴加氫氧化鈣溶溶液，上層清液沒(méi)有白色沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明氟離子和硫酸根離子沉淀完全。然后靜沉3.5h后過(guò)濾，過(guò)濾用時(shí)0.5h，獲得沉淀和濾液c，然后將過(guò)濾沉淀在干燥箱內(nèi)烘干2h、3h或4h ;濾液c轉(zhuǎn)入反應(yīng)釜中與原料混合，除去了 F—和SO/—提取出K元素，進(jìn)而使得鉀肥中間體中的各化學(xué)元素得到充分的應(yīng)用，提高了鉀肥中間體的綜合利用率，增加了鉀長(zhǎng)石開(kāi)發(fā)利用的副產(chǎn)品，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
[0048]實(shí)施例六[0049]稱取KOH固體轉(zhuǎn)入反應(yīng)釜中，用蒸餾水溶解獲得KOH溶液，并稱取KOH固體重量的1/7倍鉀肥中間體置于反應(yīng)釜中，與KOH溶液混合，形成混合體，再將其進(jìn)行加熱煮沸，使煮沸的溶液體積保持在原體積的一半，并且用KOH溶液控制溶液的pH為14，加熱煮沸75min，加熱反應(yīng)過(guò)程中鉀肥中間體有部分反應(yīng)溶解，生產(chǎn)白色固體物質(zhì)。然后過(guò)濾反應(yīng)后的溶液，在過(guò)濾過(guò)程中不斷用蒸餾水沖洗白色固體2h，即獲得白色固體和濾液a，其中白色固體為SiO2.nΗ20，將白色固體放入干燥箱中烘烤3h，即可得到SiO2.1OH2O和SiO2.2H20的混合物，提取出鉀長(zhǎng)石中的Si元素。
[0050]再將過(guò)濾完的濾液a用摩爾濃度為1.5mol/L的硫酸慢慢滴加調(diào)節(jié)pH，調(diào)節(jié)過(guò)程中不斷用pH試紙測(cè)定pH,當(dāng)pH調(diào)節(jié)到12時(shí),有少量白色沉淀開(kāi)始產(chǎn)生,繼續(xù)滴加硫酸,調(diào)節(jié)到溶液的pH=8,這時(shí)有大量的白色沉淀生成,停止硫酸的滴加,靜沉9min。然后將溶液進(jìn)行過(guò)濾，獲得白色沉淀和濾液b，并用蒸餾水洗滌沉淀4次，再將白色沉淀轉(zhuǎn)入干燥箱中烘烤2h、3h或4h，獲得Al (OH)3沉淀，提取出鉀長(zhǎng)石中含有的Al元素。
[0051]向pH=8過(guò)濾獲得的濾液b中不斷滴加飽和氫氧化鈣溶液，滴入過(guò)程中有白色沉淀生成，隨著飽和Ca (OH) 2溶液的不斷滴入，沉淀不斷產(chǎn)生，當(dāng)?shù)稳隒a (OH) 2飽和溶液量與原來(lái)溶解KOH固體后獲得的KOH溶液的量一致后靜沉溶液4h，底部有白色沉淀，上層變清液；然后繼續(xù)滴加Ca (OH) 2飽和溶液，上層清液又有白色沉淀產(chǎn)生，再加入0.05倍原來(lái)溶解KOH固體后獲得的KOH溶液的量后靜沉2h，然后再加入0.4倍原來(lái)溶解KOH固體后獲得的KOH溶液的量，又有沉淀產(chǎn)生，再靜沉2h。繼續(xù)滴加氫氧化鈣溶溶液，上層清液沒(méi)有白色沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明氟離子和硫酸根離子沉淀完全。然后靜沉2.5h后過(guò)濾，過(guò)濾用時(shí)0.5h，獲得沉淀和濾液c，然后將過(guò)濾沉淀在干燥箱內(nèi)烘干2h、3h或4h ;濾液c轉(zhuǎn)入反應(yīng)釜中與原料混合，除去了 F—和SO2-4提取出K元素，進(jìn)而使得鉀肥中間體中的各化學(xué)元素得到充分的應(yīng)用，提高了鉀肥中間體的綜合利用率，增加了鉀長(zhǎng)石開(kāi)發(fā)利用的副產(chǎn)品，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
[0052]實(shí)施例七
[0053]稱取KOH固體轉(zhuǎn)入反應(yīng)釜中，用蒸餾水溶解獲得KOH溶液，并稱取KOH固體重量的0.2倍鉀肥中間體置于反應(yīng)釜中，與KOH溶液混合，形成混合體，再將其進(jìn)行加熱煮沸，使煮沸的溶液體積保持在原體積的一半，并且用KOH溶液控制溶液的pH為14，加熱煮沸75min，加熱反應(yīng)過(guò)程中鉀肥中間體有部分反應(yīng)溶解，生產(chǎn)白色固體物質(zhì)。然后過(guò)濾反應(yīng)后的溶液，在過(guò)濾過(guò)程中不斷用蒸餾水沖洗白色固體1.2h，即獲得白色固體和濾液a，其中白色固體為SiO2.nΗ20，將白色固體放入干燥箱中烘烤3h，即可得到SiO2.1OH2O和SiO2.2H20的混合物，提取出鉀長(zhǎng)石中的Si元素。
[0054]再將過(guò)濾完的濾液a用摩爾濃度為0.5mol/L的硫酸慢慢滴加調(diào)節(jié)pH，調(diào)節(jié)過(guò)程中不斷用pH試紙測(cè)定pH,當(dāng)pH調(diào)節(jié)到12時(shí),有少量白色沉淀開(kāi)始產(chǎn)生,繼續(xù)滴加硫酸,調(diào)節(jié)到溶液的pH=8,這時(shí)有大量的白色沉淀生成,停止硫酸的滴加,靜沉7min。然后將溶液進(jìn)行過(guò)濾，獲得白色沉淀和濾液b，并用蒸餾水洗滌沉淀5次，再將白色沉淀轉(zhuǎn)入干燥箱中烘烤2h、3h或4h，獲得Al (OH)3沉淀，提取出鉀長(zhǎng)石中含有的Al元素。
[0055]向pH=8過(guò)濾獲得的濾液b中不斷滴加飽和氫氧化鈣溶液，滴入過(guò)程中有白色沉淀生成，隨著飽和Ca (OH) 2溶液的不斷滴入，沉淀不斷產(chǎn)生，當(dāng)?shù)稳隒a (OH) 2飽和溶液量與原來(lái)溶解KOH固體后獲得的KOH溶液的量一致后靜沉溶液4h，底部有白色沉淀，上層變清液；然后繼續(xù)滴加Ca (OH) 2飽和溶液，上層清液又有白色沉淀產(chǎn)生，再加入0.05倍原來(lái)溶解KOH固體后獲得的KOH溶液的量后靜沉2h，然后再加入0.4倍原來(lái)溶解KOH固體后獲得的KOH溶液的量，又有沉淀產(chǎn)生，再靜沉2h。繼續(xù)滴加氫氧化鈣溶溶液，上層清液沒(méi)有白色沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明氟離子和硫酸根離子沉淀完全。然后靜沉3h后過(guò)濾，過(guò)濾用時(shí)0.5h，獲得沉淀和濾液c，然后將過(guò)濾沉淀在干燥箱內(nèi)烘干2h、3h或4h ;濾液c轉(zhuǎn)入反應(yīng)釜中與原料混合，除去了F—和SO/—提取出K元素，進(jìn)而使得鉀肥中間體中的各化學(xué)元素得到充分的應(yīng)用，提高了鉀肥中間體的綜合利用率，增加了鉀長(zhǎng)石開(kāi)發(fā)利用的副產(chǎn)品，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
[0056]實(shí)施例八
[0057]稱取K0H10.5g，倒入100ml的燒杯中，加入蒸餾水進(jìn)行溶解，再稱取鉀肥中間體
3.0g,加入到溶解KOH的燒杯之中進(jìn)行混合，再將其進(jìn)行加熱煮沸,使煮沸的溶液體積保持在50ml，并且用KOH溶液控制溶液的pH為14，加熱煮沸70min，加熱反應(yīng)過(guò)程中鉀肥中間體有部分反應(yīng)溶解，生產(chǎn)白色固體物質(zhì)。然后過(guò)濾反應(yīng)后的溶液，在過(guò)濾過(guò)程中不斷用蒸餾水沖洗白色固體1.5h，即獲得白色固體和濾液a，其中白色固體為SiO2.ηΗ20，將白色固體放入干燥箱中烘烤3h，即可得到SiO2.IOH2O和SiO2.2H20的混合物，提取出鉀長(zhǎng)石中的Si元素。
[0058]再將過(guò)濾完的濾液a用摩爾濃度為lmol/L的硫酸慢慢滴加調(diào)節(jié)pH，調(diào)節(jié)過(guò)程中不斷用pH試紙測(cè)定pH,當(dāng)pH調(diào)節(jié)到12時(shí),有少量白色沉淀開(kāi)始產(chǎn)生,繼續(xù)滴加硫酸,調(diào)節(jié)到溶液的pH=8,這時(shí)有大量的白色沉淀生成,停止硫酸的滴加,靜沉8min。然后將溶液進(jìn)行過(guò)濾，獲得白色沉淀和濾液b，并用蒸餾水洗滌沉淀5次，再將白色沉淀轉(zhuǎn)入干燥箱中烘烤2h、3h或4h，獲得Al (OH)3沉淀，提取出鉀長(zhǎng)石中含有的Al元素。
[0059]向pH=8過(guò)濾 獲得的濾液b中不斷滴加飽和氫氧化鈣溶液，滴入過(guò)程中有白色沉淀生成，隨著飽和Ca (OH)2溶液的不斷滴入，沉淀不斷產(chǎn)生，當(dāng)?shù)稳?00ml Ca (OH)2飽和溶液后靜沉溶液4h，燒杯底部有白色沉淀，上層變清液；然后繼續(xù)滴加Ca(OH)2飽和溶液，上層清液又有白色沉淀產(chǎn)生，再加入5ml后靜沉2h，然后再加入40ml，又有沉淀產(chǎn)生，再靜沉2h。繼續(xù)滴加氫氧化鈣溶溶液，上層清液沒(méi)有白色沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明氟離子和硫酸根離子沉淀完全。然后靜沉4h后過(guò)濾，過(guò)濾用時(shí)0.5h，獲得沉淀和濾液C，然后將過(guò)濾沉淀在干燥箱內(nèi)烘干2h、3h或4h ;濾液c轉(zhuǎn)入原料溶解混合中，除去了 F—和SO/—提取出K元素，進(jìn)而使得鉀肥中間體中的各化學(xué)元素得到充分的應(yīng)用，提高了鉀肥中間體的綜合利用率，增加了鉀長(zhǎng)石開(kāi)發(fā)利用的副產(chǎn)品，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
[0060]實(shí)施例九
[0061]根據(jù)實(shí)施例一、實(shí)施例二、實(shí)施例三、實(shí)施例四、實(shí)施例五、實(shí)施例六、實(shí)施例七或?qū)嵤├?，烘干的時(shí)候，使用的干燥箱是恒溫鼓風(fēng)干燥箱。
[0062]下面結(jié)合一個(gè)具體實(shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)鉀肥中間體綜合利用的原理作簡(jiǎn)單描述。
[0063]取KOH固體12.007g用蒸餾水溶解于100ml燒杯，形成KOH溶液；再稱取鉀肥中間體3.003置于裝有KOH溶液的燒杯中，并將燒杯放于電爐上煮沸溶液,待一定時(shí)間后，滴加KOH溶液調(diào)節(jié)pH值為14，并維持加熱煮沸70分鐘，同時(shí)保證溶液量為50ml，進(jìn)而有白色固體產(chǎn)生，由于原料中含有Si元素，進(jìn)而加熱產(chǎn)生白色固體，則得知其為SiO2.ηΗ20，并過(guò)濾，獲得濾液a。
[0064]再將濾液a用lmol/1的硫酸滴加，隨著pH值的不斷減小，直到pH為12時(shí)，開(kāi)始慢慢產(chǎn)生白色沉淀，直到滴加到PH值為8時(shí)，停止滴加硫酸，因?yàn)槠X酸鉀在pH=8時(shí)，生成白色沉淀氫氧化招，從而分離出溶液中的招成分；過(guò)濾獲得的白色沉淀為Al (OH)3和濾液b。
[0065]再將濾液b滴加飽和氫氧化鈣溶液處理，滴定的過(guò)程中產(chǎn)生沉淀，隨著氫氧化鈣的不斷滴入，沉淀不斷產(chǎn)生，待滴入100ml氫氧化鈣飽和溶液后，靜沉4h，則沉淀全部落入底部，上面部分變?yōu)槌吻逡?；再向其中滴加氫氧化鈣飽和溶液的時(shí)候，澄清液又有沉淀產(chǎn)生，再加入5ml后靜沉2h，又分層，上部為澄清液，下部為沉淀；再向其中滴加時(shí)依然有沉淀，加入40ml氫氧化韓飽和溶液后,沉淀逐漸減少,停止滴加,靜沉2h后再滴加，沒(méi)有沉淀產(chǎn)生，此時(shí)表明F_、SO42-已經(jīng)沉淀完全，然后過(guò)濾溶液，即可提取出K元素。
[0066]濾液a滴定過(guò)程的變化，如下表1:
[0067]表1
【權(quán)利要求】
1.一種堿法處理鉀肥中間體制取化工原料的方法，其特征在于包括以下步驟: (1)原料溶解混合:將氫氧化鉀用蒸餾水溶解得到氫氧化鉀溶液，再將鉀肥中間體加入氫氧化鉀溶液中得到混合體； (2)煮沸:將步驟(1)中的混合體加熱煮沸，滴加氫氧化鉀控制溶液的pH值為14，并在pH值為14的環(huán)境下繼續(xù)煮沸65-75min ； (3 )過(guò)濾:將步驟(2 )中煮沸結(jié)束的混合液進(jìn)行過(guò)濾，獲得白色固體和濾液a，并用蒸餾水對(duì)白色固體洗滌l_2h ； (4)濾液a處理:向步驟(3)中獲得的濾液a中慢慢滴加摩爾濃度為0.5-1.5mol/l的硫酸，調(diào)節(jié)溶液的PH值為8時(shí)，停止滴加，靜沉5-10min后，進(jìn)行過(guò)濾處理，獲得白色沉淀和濾液b，并用蒸餾水洗滌白色沉淀3-6次； (5)濾液b處理:向步驟(4)中獲得的濾液b中慢慢的滴加氫氧化鈣飽和溶液，直到溶液中沒(méi)有沉淀產(chǎn)生時(shí)，停止滴加，靜沉2-4h后過(guò)濾溶液，獲得沉淀和濾液c ； (6)烘烤:將步驟(3)、步驟(4)和步驟(5)中獲得的白色固體、白色沉淀、沉淀分別在不同的干燥箱內(nèi)烘烤，即制得化工原料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種堿法處理鉀肥中間體制取化工原料的方法，其特征在于，步驟(1)中:鉀肥中間體與氫氧化鉀的質(zhì)量比為1:2-5。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種堿法處理鉀肥中間體制取化工原料的方法，其特征在于，步驟(1)中:所述的鉀肥中間體與氫氧化鉀的質(zhì)量比為1:3-4。
4.根據(jù)權(quán) 利要求3所述的一種堿法處理鉀肥中間體制取化工原料的方法，其特征在于，步驟(1)中:所述的鉀肥中間體與氫氧化鉀的質(zhì)量比為1:3.5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種堿法處理鉀肥中間體制取化工原料的方法，其特征在于，步驟(2)中:所述的煮沸時(shí)間為70min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種堿法處理鉀肥中間體制取化工原料的方法，其特征在于，步驟(3)中:所述的白色固體在干燥箱中烘烤時(shí)間為2-3h時(shí)產(chǎn)物為SiO2.IOH2O ;所述的白色固體在干燥箱中烘烤時(shí)間為3.5-4h時(shí)產(chǎn)物為SiO2.2H20。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種堿法處理鉀肥中間體制取化工原料的方法，其特征在于，步驟(5)中:所述濾液c中含有K元素，可返回步驟(1)中與氫氧化鉀溶液混合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種堿法處理鉀肥中間體制取化工原料的方法，其特征在于，步驟(6)中:所述的烘烤時(shí)間為2-4h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種堿法處理鉀肥中間體制取化工原料的方法，其特征在于，步驟(6)中:所述的干燥箱為恒溫鼓風(fēng)干燥箱。
【文檔編號(hào)】C01B33/12GK103601197SQ201310534310
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月1日
【發(fā)明者】薛彥輝 申請(qǐng)人:青島星火化工技術(shù)有限公司