一種硫酸鉀晶體生長促進劑及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種硫酸鉀晶體生長促進劑及其應用。
【背景技術】
[0002] 現有技術中，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，但在具體的工業應用過 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中儲存要求嚴格，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）；生產過程中容易使工作人員患職 業病。
[0003] 在使用醇類物質沉淀制備硫酸鉀晶體的半年的實際生產中，就發生過甲醇泄漏、 操作工人有頭痛、惡心等不適癥狀，導致工廠停產進行工藝改造。
【發明內容】
[0004] 針對上述技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種簡單、安全，在無需使用醇 類物質的如提下能使硫酸鐘尚效結晶的硫酸鐘晶體生長促進劑。
[0005] 本發明的另一目的在于提供一種能夠獲得高質量硫酸鉀產品、安全、高效、成本低 的上述硫酸鉀晶體生長促進劑的應用。
[0006] 本發明的技術方案：
[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、尿素和氯化鈉組成，三聚磷酸鈉、磷酸氫二銨、硫酸鎂、尿素和氯化鈉的質量比為 0? 15 ~0? 32:0. 12 ~0? 20:0. 27 ~0? 35:0. 05 ~0? 10:0. 10 ~0? 27。
[0008] 晶體生長促進劑與硫酸鉀中鉀離子的質量比為0. 035~0. 2:1。
[0009] 將上述晶體生長促進劑應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] 硫酸銨、晶體生長促進劑與鉀離子的質量比為1. 85~3. 72:0. 035~0. 2:1。
[0014] 硫酸銨、晶體生長促進劑與鉀離子的質量比優選為1. 85~3. 72:0. 035~0. 1:1。
[0015] 所述的晶體生長促進劑應用于處理含硫酸鉀的水溶液。
[0016] 處理過程中，控制溶液的pH為6. 5~12。
[0017] 處理過程中，優選溫度不低于10°C。
[0018] 處理上述水溶液后，過濾，濾渣加入氨水溶液精制，過濾、干燥，得到硫酸鉀產品。
[0019] 將上述晶體生長促進劑應用于處理含鉀、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、可溶性碳酸鹽除雜，以及濃縮之后，得到K+的 濃度為lOOg/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，過濾，濾渣 加入氨水溶液精制，過濾、干燥，得到硫酸鉀產品。
[0020] 所述固廢物為鋼鐵企業所產生的燒結機頭電除塵灰、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離子進入到水中，得到浸出液和 浸出渣。
[0022] 加入堿性物質除雜的過程為：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，并調節溶液的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 K20 彡0?8%、Na20 彡0?1%、C1 彡 1.0%。
[0025] 所述的堿性物質為氫氧化鈉、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，加入堿性物質調節溶液的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] 本發明的有益效果：
[0028] 本發明提供了一種簡單、安全，在無需使用醇類物質的前提下能使硫酸鉀高效結 晶的硫酸鉀晶體生長促進劑。
[0029] 本發明得到的硫酸鉀產品質量好，其產品質量超過了 GB20406- 2006硫酸鉀標準 中的優級品標準。具體的，發明人在不斷研究過程中，發現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，但在具體的工業化的應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；且選用的醇類物質在生產 中儲存要求嚴格，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）；生產過程中容易使工作人員患職業病。在半年的實際生產中，就發生 過甲醇泄漏、操作工人有頭痛、惡心等不適癥狀，導致工廠停產進行工藝改造。在此基礎上， 發明人提出了本發明。
[0030] 本發明通過使用三聚磷酸鈉、磷酸氫二銨、硫酸鎂、尿素和氯化鈉的混合物的復 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 酸鉀產品的質量好。
[0031] 特別是將本發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，能夠進一步副產得到符合GB15063-2009國家標準的鉀氮復合肥，其 無需另外添加氮、鉀就可以直接銷售。
[0032] 采用本發明比原工藝處理每立方米含鉀離子廢水可以節約蒸汽0. 6噸左右（即節 約成本80元/m3廢水，現有工廠每年處理48000m 3,每年節約生產成本380萬元以上），可節 約省去醇溶于水不能回收的部分醇的成本，每年大約可以節約80萬元以上。
【具體實施方式】
[0033] 以下實施例為對本發明的進一步說明，但本發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量比 =2. 7)和硫酸鉀晶體生長促進劑（促進劑與鉀離子的質量比=0. 052,晶體促進劑組成： 三聚磷酸鈉、磷酸氫二銨、硫酸鎂、尿素和氯化鈉的質量比為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80%的pH=8. 5的氨水溶 液，攪拌精制30min后，過濾，干燥，得到硫酸鉀產品。
[0036] 表1. 1為實施例1生產的硫酸鉀產品質量數據
[0037]
[0038] 實施例2
[0039] 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量比 =2. 7)和硫酸鉀晶體生長促進劑（促進劑與鉀離子的質量比=0. 078,晶體促進劑組成： 三聚磷酸鈉、磷酸氫二銨、硫酸鎂、尿素和氯化鈉的質量比為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80%的pH=8. 5的氨水溶 液，攪拌精制30min后，過濾，干燥，得到硫酸鉀產品。
[0040] 表2. 1為實施例2生產的硫酸鉀產品質量數據 [0041 ]
[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量比 =3. 05)和硫酸鉀晶體生長促進劑（促進劑與鉀離子的質量比=0. 065,晶體促進劑組成： 三聚磷酸鈉、磷酸氫二銨、硫酸鎂、尿素和氯化鈉的質量比為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80%的pH=8. 5的氨水溶 液，攪拌精制30min后，過濾，干燥，得到硫酸鉀產品。
[0044] 表3. 1為實施例3生產的硫酸鉀產品質量數據
[0045]
[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量比 =3. 05)和硫酸鉀晶體生長促進劑（促進劑與鉀離子的質量比=0. 065,晶體促進劑組成： 三聚磷酸鈉、磷酸氫二銨、硫酸鎂、尿素和氯化鈉的質量比為0. 20:0. 20:0. 35:0. 1:0. 15)， 攪拌300min后，過濾，濾渣進入硫酸鉀精制工序，加入濕渣重量80%的氨水溶液，攪拌精制 30min后，過濾，干燥，得到硫酸鉀產品。
[0048] 表4. 1為實施例4生產的硫酸鉀產品質量數據
[0049]
[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量比 =3. 05)和硫酸鉀晶體生長促進劑（促進劑與鉀離子的質量比=0. 065,晶體促進劑組成： 三聚磷酸鈉、磷酸氫二銨、硫酸鎂、尿素和氯化鈉的質量比為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80%的pH = 8. 5的氨水溶 液，攪拌精制30min后，過濾，干燥，得到硫酸鉀產品。
[0052] 表5. 1為實施例5生產的硫酸鉀產品質量數據
[0053]
[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%、C1離子含量為 5. 9% )中加入飽和石灰水調節溶液的pH值=10. 0,攪拌除雜60m