一種從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法
【專利摘要】一種從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法，涉及一種氧化鋁生產時，通過往種分蒸發母液中添加硫酸鈉、硫酸鋁(堿式硫酸鋁)、明礬石礦中的一種或幾種混合物引入SO42-，使氧化鉀轉化為硫酸鉀，以鉀鈉芒硝的形式析出分離的方法。析出在高苛堿，低溫條件下進行，能夠避免硫酸鈉在溶液中殘留，并可凈化溶液。鉀鈉芒硝可經變溫溶解分離出硫酸鉀產品，硫酸鈉循環使用；或者用高鉀低鈉礦經石灰石燒結法生成純鋁酸鉀溶液，再和鉀鈉芒硝發生置換反應生成硫酸鉀和鋁酸鈉；也可通過氯化鉀將鉀鈉芒硝轉化為純硫酸鉀。本發明的方法可采用霞石、明礬石礦以并聯法工藝生產氧化鋁和硫酸鉀；也可采用鉀長石、鋰云母、伊利石等高硅礦以酸堿聯合法生產化學品氧化鋁和硫酸鉀。
【專利說明】一種從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法
【技術領域】
[0001]一種從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法，涉及一種氧化鋁生產過程中，從含鉀種分蒸發母液中分離氧化鉀的方法。
【背景技術】
[0002]鉀鹽是重要的化工原料和農用肥料，工業上通過鹽湖水、鉀鹽礦等水溶性含鉀資源生產氯化鉀，再將其中一部分轉化成硫酸鉀等其它鉀鹽產品。非水溶性鉀礦為另一含鉀資源，國際上對其利用做了大量的研究，但因生產成本高于水溶性鉀鹽而沒有實現大規模工業化生產。我國水溶性鉀資源稀少，非水溶性鉀礦儲量巨大，后者亦因成本高昂而未工業應用，因此仍需大量進口氯化鉀。
[0003]鋁土礦、石灰中存在少量含鉀礦物，氧化鋁生產條件下，大部分鉀進入溶液循環積累，最后通過赤泥、碳堿、結疤排出。雖然氧化鉀有益流程，但其價格遠高于氧化鈉，損失掉非常可惜。
[0004]在用富鉀含鋁原料燒結法生產氧化鋁時，含鉀鋁酸鈉溶液先碳酸化分解使苛性堿轉變為碳堿，再跟據碳酸鉀和碳酸鈉溶解度的差異，通過蒸發實現二者分離，由于碳酸鉀的溶解度遠大于碳酸鈉，為獲得碳酸鉀，需將碳分母液全部蒸干，且蒸發過程大量析出鉀、鈉碳酸鹽的混合物，分離成本高，該法只在俄羅斯工業應用。
【發明內容】
[0005]針對以上不足，本發明從含鉀鋁酸鈉溶液種分后的循環母液中分離氧化鉀，使其轉變為硫酸鉀以復鹽的形式析出。發明無須將鋁酸鈉溶液碳酸化分解，不影響拜爾法工藝，節能，可降低采用富鉀含鋁資源生產鉀鹽和氧化鋁的成本，使產品結構得到優化。
[0006]本發明的目的是通過以下技術方案實現的。
[0007]一種從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法，其特征在于往種分蒸發母液中引入SO42-,使其和K2O互為對方的沉析劑，在有Na2O參與時反應生成鉀芒硝沉淀實現鋁鉀分離和溶液凈化，SO/—由硫酸鈉、硫酸鋁(堿式硫酸鋁)、明礬石礦中的一種或幾種混合物提供，加入量為母液中K2O全部反應生成鉀芒硝(3K2S04 -Na2SO4)所需S042_理論量的0.4~1.2倍。種分母液蒸發到Na20k170g/1~280g/l后，降溫至20°C~70°C (當沉析劑為明礬石礦時無需降溫，使礦石與熱母液反應，再除雜、種分、蒸發、降溫)，加入沉析劑，攪拌反應100~210分鐘，母液所含K2O和加入或反應生成的Na2SO4發生復分解反應生成K2SO4和Na2O, K2SO4再與過量Na2SO4生成溶解度更小的3K2S04.Na2SO4析出，分離效果見表1。當沉析劑加入量和鋁酸鈉溶液濃度、溫度、反應時間等條件在所給區間之外，或者先加入沉析劑，再降溫，亦會將氧化鉀從鋁酸鈉溶液中分離，但分離收率或者經濟性會打折扣。所得固相產物為3K2S04 -Na2SO4^Na2SO4和少量Na2CO3的混合物，由其制得純硫酸鉀可依據鉀鈉芒硝不相稱溶解的性質，通過變溫溶解分離硫酸鉀產品，剩下含少量碳酸鈉雜質的硫酸鈉循環使用；或者將混合物溶于純鋁酸鉀溶液中，使硫酸鈉和鋁酸鉀發生置換反應生成硫酸鉀和鋁酸鈉，純鋁酸鉀用鉀長石等高鉀低鈉礦以石灰石燒結法制得；也可通過氯化鉀將混合物轉化為純硫酸鉀。
[0008]表1不同條件下50ml含鉀鋁酸鈉溶液中加入Na2SO4產生的氧化鉀分離效果
[0009]
【權利要求】
1.一種從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法，其特征在于:用硫酸鈉、硫酸鋁(堿式硫酸鋁)、明礬石礦中的一種或幾種混合物作為沉析劑，從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀，沉析劑加入量為母液中K2O全部反應生成鉀芒硝(3K2S04 -Na2SO4)理論量的0.4~1.2倍。
2.根據權利要求1所述的一種從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法，其特征在于:含鉀鋁酸鈉溶液中氧化鉀析出過程需降溫至20°C~70°C。
3.根據權利要求1所述的一種從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法，其特征在于:含鉀鋁酸鈉溶液中氧化鉀析出過程控制Na2Ok濃度在170g/l~280g/l之間。
4.根據權利要求1所述的一種從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法，其特征在于:含鉀鋁酸鈉溶液中氧化鉀析出過程需攪拌反應100~210分鐘。
5.一種從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法，其特征在于需排除分離氧化鉀后溶液中殘留的硫酸鈉時，可將正常生產補充的液體氫氧化鈉加入分離母液中，使濃度達到Na20k280g/1，再加0.5g /l~lg/1 Na2SO4晶種，攪拌120~210分鐘使硫酸鈉析出濾掉。
【文檔編號】C01F7/47GK104016390SQ201410277004
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月11日 優先權日:2014年1月13日
【發明者】趙鑿元 申請人:趙鑿元