一種硫酸鉀晶體生長促進劑及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種硫酸鉀晶體生長促進劑及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中，普遍使用醇作為沉淀劑來促進硫酸鉀晶體的生成，其作用原理在于： 醇作為沉淀劑時，硫酸鉀在可溶性醇和水的混合溶液中的溶解度比在純水溶液中的溶解度 大幅度下降。但使用醇作為沉淀劑時，雖然在實驗室具有可操作性，但在具體的工業(yè)應(yīng)用過 程中，由于醇都具有易燃易爆、刺激性的特性，最常用的甲醇還具有毒性及腐蝕性；且甲醇、 乙醇、正丙醇、異丙醇等幾種醇在生產(chǎn)中儲存要求嚴(yán)格，操作不便，存在很多的安全隱患。稍 有疏忽大意，就可能造成大的安全事故（如燃燒、爆炸）；生產(chǎn)過程中容易使工作人員患職 業(yè)病。
[0003] 在使用醇類物質(zhì)沉淀制備硫酸鉀晶體的半年的實際生產(chǎn)中，就發(fā)生過甲醇泄漏、 操作工人有頭痛、惡心等不適癥狀，導(dǎo)致工廠停產(chǎn)進行工藝改造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種簡單、安全，在無需使用醇 類物質(zhì)的如提下能使硫酸鐘尚效結(jié)晶的硫酸鐘晶體生長促進劑。
[0005] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種能夠獲得高質(zhì)量硫酸鉀產(chǎn)品、安全、高效、成本低 的上述硫酸鉀晶體生長促進劑的應(yīng)用。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案：
[0007] -種硫酸鉀晶體生長促進劑，該晶體生長促進劑由三聚磷酸鈉、磷酸氫二銨、硫 酸鎂、尿素和硫酸鈉組成，三聚磷酸鈉、磷酸氫二銨、硫酸鎂、尿素和硫酸鈉的質(zhì)量比為 0· 15 ~0· 32:0. 12 ~0· 20:0. 27 ~0· 35:0. 05 ~0· 10:0. 15 ~0· 27。
[0008] 晶體生長促進劑與硫酸鉀中鉀離子的質(zhì)量比為0. 035~0. 2:1。
[0009] 將上述晶體生長促進劑應(yīng)用于處理鉀離子濃度不低于100g/L的水溶液。
[0010] 處理過程中，控制溶液的pH為6. 5~12。
[0011] 處理過程中，優(yōu)選溫度不低于l〇°C。
[0012] 在上述處理過程中，加入晶體生長促進劑的同時加入硫酸銨。
[0013] 所述的晶體生長促進劑應(yīng)用于處理含硫酸鉀的水溶液。
[0014] 處理過程中，控制溶液的pH為6. 5~12。
[0015] 處理過程中，優(yōu)選溫度不低于KTC。
[0016] 硫酸銨、晶體生長促進劑與鉀離子的質(zhì)量比為1. 85~3. 72:0. 035~0. 2:1。
[0017] 硫酸銨、晶體生長促進劑與鉀離子的質(zhì)量比優(yōu)選為1. 85~3. 72:0. 035~0. 1:1。
[0018] 處理上述水溶液后，過濾，濾渣加入飽和石灰水精制，過濾、干燥，得到硫酸鉀產(chǎn) 品。
[0019] 將上述晶體生長促進劑應(yīng)用于處理含鉀、氯離子的固廢物，包括以下步驟：將固廢 物通過加水浸出，向浸出液中加入堿性物質(zhì)、可溶性碳酸鹽除雜，以及濃縮之后，得到K+的 濃度為l〇〇g/L以上的濃縮液；向濃縮液中加入硫酸銨及晶體生長促進劑，反應(yīng)，過濾，濾渣 加入飽和石灰水精制，過濾、干燥，得到硫酸鉀產(chǎn)品。
[0020] 所述固廢物為鋼鐵企業(yè)所產(chǎn)生的燒結(jié)機頭電除塵灰、瓦斯灰和/或其它干法收塵 灰。
[0021 ] 加水浸出，使其中的鉀、氯離子及其他可溶性雜質(zhì)離子進入到水中，得到浸出液和 浸出渣。
[0022] 加入堿性物質(zhì)除雜的過程為：向浸出液中加入占所述的浸出液重量為0. 08~5% 的堿性物質(zhì)，并調(diào)節(jié)溶液的PH值至7~14,進行除雜。
[0023] 加入可溶性碳酸鹽除雜的過程為：加入堿性物質(zhì)除雜完成后，進一步向除雜后溶 液中加入占所述溶液重量〇. 08~10%的可溶性碳酸鹽，進行除雜。
[0024] 所述浸出液中 K2O 彡 0· 8%、Na2O 彡 0· 1%、Cl 彡 1. 0%。
[0025] 所述的堿性物質(zhì)為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、生 石灰、熟石灰中的一種或幾種，加入堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)溶液的pH值至7~14除雜。
[0026] 所述的可溶性碳酸鹽為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸銨、碳酸氫銨中 的一種或幾種。
[0027] 本發(fā)明的有益效果：
[0028] 本發(fā)明提供了一種簡單、安全，在無需使用醇類物質(zhì)的前提下能使硫酸鉀高效結(jié) 晶的硫酸鉀晶體生長促進劑。
[0029] 本發(fā)明得到的硫酸鉀產(chǎn)品質(zhì)量好，其產(chǎn)品質(zhì)量超過了 GB20406- 2006硫酸鉀標(biāo)準(zhǔn) 中的優(yōu)級品標(biāo)準(zhǔn)。具體的，發(fā)明人在不斷研究過程中，發(fā)現(xiàn)之前的加醇的沉淀方法雖然能夠 獲得好的硫酸鉀沉淀效果，但在具體的工業(yè)化的應(yīng)用過程中存在各種問題，由于醇自身的 易燃易爆，有刺激性的特性，最常用的甲醇還具有毒性及腐蝕性；且選用的醇類物質(zhì)在生產(chǎn) 中儲存要求嚴(yán)格，操作不便，存在很多的安全隱患。稍有疏忽大意，就可能造成大的安全事 故（如燃燒、爆炸）；生產(chǎn)過程中容易使工作人員患職業(yè)病。在半年的實際生產(chǎn)中，就發(fā)生 過甲醇泄漏、操作工人有頭痛、惡心等不適癥狀，導(dǎo)致工廠停產(chǎn)進行工藝改造。在此基礎(chǔ)上， 發(fā)明人提出了本發(fā)明。
[0030] 本發(fā)明通過使用三聚磷酸鈉、磷酸氫二銨、硫酸鎂、尿素和硫酸鈉的混合物的復(fù) 配，不僅能夠很好地避免上述安全隱患，還意外地獲得良好的硫酸鉀的回收效果，得到的硫 酸鉀產(chǎn)品的質(zhì)量好。
[0031] 特別是將本發(fā)明的晶體生長促進劑用于處理含鉀、氯離子的固廢物時，通過綜合 控制各個步驟和參數(shù)，能夠進一步副產(chǎn)得到符合GB15063-2009國家標(biāo)準(zhǔn)的鉀氮復(fù)合肥，其 無需另外添加氮、鉀就可以直接銷售。
[0032] 采用本發(fā)明比原工藝處理每立方米含鉀離子廢水可以節(jié)約蒸汽0. 6噸左右（即節(jié) 約成本80元/m3廢水，現(xiàn)有工廠每年處理48000m3,每年節(jié)約生產(chǎn)成本380萬元以上），可節(jié) 約省去醇溶于水不能回收的部分醇的成本，每年大約可以節(jié)約80萬元以上。
【具體實施方式】
[0033] 以下實施例為對本發(fā)明的進一步說明，但本發(fā)明并不限于下述實施例。
[0034] 實施例1
[0035] 向鉀離子濃度為128g/L的水溶液中加入硫酸銨固體（硫酸銨與鉀離子的質(zhì)量比 =2. 7)和硫酸鉀晶體生長促進劑（促進劑與鉀離子的質(zhì)量比=0. 052,晶體促進劑組成： 三聚磷酸鈉、磷酸氫二銨、硫酸鎂、尿素和硫酸鈉的質(zhì)量比為0. 25:0. 15:0. 32:0. 08:0. 20)， 攪拌300min后，過濾，濾渣進入硫酸鉀精制工序，加入濕渣重量50%的飽和石灰水，攪拌精 制30min后，過濾，干燥，得到硫酸鉀產(chǎn)品。
[0036] 表1. 1為實施例1生產(chǎn)的硫酸鉀產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)
[0038] 實施例2
[0039] 向鉀離子濃度為155g/L的水溶液中加入硫酸銨固體（硫酸銨與鉀離子的質(zhì)量比 =2. 7)和硫酸鉀晶體生長促進劑（促進劑與鉀離子的質(zhì)量比=0. 078,晶體促進劑組成： 三聚磷酸鈉、磷酸氫二銨、硫酸鎂、尿素和硫酸鈉的質(zhì)量比為0. 25:0. 15:0. 32:0. 08:0. 20)， 攪拌300min后，過濾，濾渣進入硫酸鉀精制工序，加入濕渣重量50%的飽和石灰水，攪拌精 制30min后，過濾，干燥，得到硫酸鉀產(chǎn)品。
[0040] 表2. 1為實施例2生產(chǎn)的硫酸鉀產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)
[0042] 實施例3
[0043] 向鉀離子濃度為128g/L的水溶液中加入硫酸銨固體（硫酸銨與鉀離子的質(zhì)量比 =3. 05)和硫酸鉀晶體生長促進劑（促進劑與鉀離子的質(zhì)量比=0. 065,晶體促進劑組成： 三聚磷酸鈉、磷酸氫二銨、硫酸鎂、尿素和硫酸鈉的質(zhì)量比為0. 25:0. 15:0. 32:0. 08:0. 20)， 攪拌300min后，過濾，濾渣進入硫酸鉀精制工序，加入濕渣重量50%的飽和石灰水，攪拌精 制30min后，過濾，干燥，得到硫酸鉀產(chǎn)品。
[0044] 表3. 1為實施例3生產(chǎn)的硫酸鉀產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)
[0046] 實施例4
[0047] 向鉀離子濃度為128g/L的水溶液中加入硫酸銨固體（硫酸銨與鉀離子的質(zhì)量比 =3. 05)和硫酸鉀晶體生長促進劑（促進劑與鉀離子的質(zhì)量比=0. 065,晶體促進劑組成： 三聚磷酸鈉、磷酸氫二銨、硫酸鎂、尿素和硫酸鈉的質(zhì)量比為0. 17:0. 20:0. 35:0. 1:0. 18)， 攪拌300min后，過濾，濾渣進入硫酸鉀精制工序，加入濕渣重量50%的飽和石灰水，攪拌精 制30min后，過濾，干燥，得到硫酸鉀產(chǎn)品。
[0048] 表4. 1為實施例4生產(chǎn)的硫酸鉀產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)
[0050] 實施例5
[0051] 向鉀離子濃度為128g/L的水溶液中加入硫酸銨固體（硫酸銨與鉀離子的質(zhì)量比 =3. 05)和硫酸鉀晶體生長促進劑（促進劑與鉀離子的質(zhì)量比=0. 065,晶體促進劑組成： 三聚磷酸鈉、磷酸氫二銨、硫酸鎂、尿素和硫酸鈉的質(zhì)量比為0. 20:0. 18:0. 30:0. 1:0. 22)， 攪拌300min后，過濾，濾渣進入硫酸鉀精制工序，加入濕渣重量50%的飽和石灰水，攪拌精 制30min后，過濾，干燥，得到硫酸鉀產(chǎn)品。
[0052] 表5. 1為實施例5生產(chǎn)的硫酸鉀產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)
[0054] 實施例6
[0055] 向含鉀、氯離子固廢物的浸出廢水（主要成分：K20含量為5. 1%、Cl離子含量為 5. 9% )中加入飽和石灰水調(diào)節(jié)溶液的pH值=10. 0,攪拌除雜60min后，再向溶液中加入 碳酸氫銨（加入量為溶液重量的〇. 15% )，攪拌除雜60min后，過濾，濾液進入緩沖槽備 用。將緩沖槽中的除雜液加入到三效降膜蒸發(fā)器，濃縮至K+的含量為128g/L，濃縮液進入 緩沖槽。將緩沖槽中濃縮液加入反應(yīng)槽，同時加入溶液重量39. 15%的硫酸銨固體（硫酸 銨與鉀離子的質(zhì)量比=3. 05)和1. 0%的硫酸鉀晶體生長促進劑（促進劑與鉀離子的質(zhì)量 比=0. 065,晶體促進劑組成：三聚磷酸鈉、磷酸氫二銨、硫酸鎂、尿素和硫酸鈉的質(zhì)量比為 0. 25:0. 15:0. 27:0. 08:0. 25)，攪拌300min后，過濾，濾渣進入硫酸鉀精制工序，濾液進入 濃縮結(jié)晶工序。將硫酸鉀濕渣加入至硫酸鉀精制槽，同時加入濕渣重量80 %的飽和石灰水， 攪拌精制30min后，過濾，濾渣進入硫酸鉀干燥工序，濾液進入第一步濃縮結(jié)晶工序。將精 制后的硫酸鉀濕渣加入到閃蒸干燥器內(nèi)，進行干燥，得到硫酸鉀產(chǎn)品（硫酸鉀產(chǎn)品質(zhì)量見 表6. 1)。將濾液加入到三效升膜蒸發(fā)器中，進行濃縮，再加入到結(jié)晶器中進行結(jié)晶，過濾，濾 渣返回至硫酸鉀生成反應(yīng)工序，濾液進入第二