一種氯化鉀鹽水中硫酸根離子的去除工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種氯化鉀鹽水中硫酸根離子的去除工藝，尤其涉及一種離子膜電解槽氯化鉀淡鹽水硫酸根脫除工藝。
【背景技術】
[0002]利用離子膜電解氯化鉀鹽水來產生氫氧化鉀是目前氫氧化鉀的主要生產方法，但在生產過程中為避免鹽水中硫酸根在離子膜表面結垢析出造成電流效率下降，一般離子膜電解槽的進槽鹽水要求硫酸根的濃度不能超過7g/L，由于電解過程中所有的鹽水不斷循環利用，使氯化鉀原料中的硫酸根被濃縮，其濃度也就會超過離子膜的允許值，所以氯化鉀鹽水中的硫酸根必需去除。傳統的硫酸根去除是向鹽水中加氯化鋇，利用鋇離子和硫酸根反應形成硫酸鋇固體，再利用沉淀和過濾把硫酸鋇從鹽水中去除，這方法不但要投入費用高昂的氯化鋇，又形成含鋇的有害污泥需要特別處理并產生費用，所以并不是最經濟的方法。
[0003]目前在氯化鈉鹽水中已大量采用納濾膜直接對鹽水中的硫酸根進行分離和濃縮，其濃縮后的硫酸鈉可達80至100g/L，再將此高硫酸根的氯化鈉鹽水利用降溫使硫酸鈉形成十水硫酸鈉結晶，又俗稱十水芒硝，再用離心或過濾等固液分離的方法將硫酸鈉晶體從鹽水中去除，這方法去除了藥劑的投加又生產出可回收利用的硫酸鈉，己被行業廣為推行，但這方法在氯化鉀鹽水中卻不適用，其原因有二，其一是硫酸鉀在氯化鉀鹽水中的飽和溶解度很低，一般在180?220g/L的氯化鉀中硫酸鉀的飽和溶解度就只有25?30g/L，繼續濃縮會在納濾膜上結晶析出而無法運行，其二是硫酸鉀的飽和溶解度并不會隨溫度下降而下降，也就是即使降溫也很難使硫酸鉀結晶析出，因此無法將硫酸鉀利用膜法加上降溫將硫酸根從氯化鉀鹽水中去除，因此行業中需要有一種經濟有效的氯化鉀鹽水中硫酸根的去除方法，本發明即為此提出一種新的氯化鉀鹽水中硫酸根的去除方法。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種氯化鉀鹽水中硫酸根離子的去除方法，采用納濾膜濃縮與鈣法除硝相結合的工藝方法，該方法具有投資成本小、污染小的特點。
[0005]本發明是通過以下技術方案實現的:
[0006]一種氯化鉀鹽水中硫酸根離子的去除工藝，為采用納濾膜對氯化鉀鹽水進行濃縮，然后向濃縮鹽水中投加氯化鈣形成硫酸鈣結晶，再經沉降和過濾，即可脫除鹽水中硫酸根離子。
[0007]優選的，所述氯化鉀鹽水中氯化鉀的濃度為180?220g/L、硫酸根離子的濃度為6 ?10g/L。
[0008]優選的，經納濾膜處理后，獲得濃縮鹽水中氯化鉀的濃度為180?220g/L、硫酸根離子的濃度為20?30g/L ;獲得的濾清液中硫酸根離子的濃度為不大于1.5g/L。納濾膜對氯化鉀不截留。
[0009]本發明主要用于離子膜電解氯化鉀鹽水生產氫氧化鉀工藝中，由于氯化鉀鹽水的循環致使硫酸根離子增濃、超過離子膜的允許值、容易在離子膜上發生沉降，從而導致離子膜的堵塞問題；因此處理的鹽水則主要是經離子電解膜處理后的鹽水。
[0010]本發明進一步提供一種離子膜電解槽氯化鉀鹽水中硫酸根脫除工藝，包括以下步驟:
[0011](I)將來自離子膜電解槽的氯化鉀鹽水的一部分采用納濾膜進行濃縮，獲得濃縮鹽水和濾液A ；
[0012](2)向濃縮鹽水中投加氯化鈣溶液形成硫酸鈣結晶，沉降、過濾，獲得固體硫酸鈣以及濾液B ；
[0013](3)將來自離子膜電解槽的鹽水的剩余部分與濾液A和濾液B進行混合后重新用于配制離子膜電解槽進料；
[0014]其中，
[0015]優選，所述來自離子膜電解槽的氯化鉀鹽水中氯化鉀的濃度為180?220g/L、硫酸根離子的濃度為6?10g/L。
[0016]優選的，所述來自離子膜電解槽的氯化鉀鹽水經納濾膜處理后，獲得的濃縮鹽水中氯化鉀的濃度為180?220g/L、硫酸根離子的濃度為20?30g/L ;獲得的濾液A中硫酸根離子濃度不大于1.5g/L，優選為0.5-1.0g/L，更優選為0.5g/L。
[0017]更優的，獲得的濃縮鹽水中硫酸根離子的濃度為25?30g/L。
[0018]優選的，所述氯化鈣溶液的濃度為10?20wt%，更優選為20wt%。
[0019]優選的，所述氯化鈣溶液的投加量按照以沉降、過濾后獲得的濾液B中的硫酸根不大于5g/L為原則進行投加。
[0020]優選的，獲得的濾液B中硫酸根離子的濃度為3_5g/L，更優選為4_5g/L ;其中鈣離子的濃度在l_2g/L，更優選在0.8-1.2g/L。
[0021]優選的，步驟(I)中的一部分來自離子膜電解槽的氯化鉀鹽水占鹽水總量的比例為 24%?65%。
[0022]本發明的技術效果及優點在于:
[0023]1.利用鈉濾膜濃縮硫酸根是一種經濟而低能耗的工藝，通過濃縮使后續要進行氯化鈣的投加的鹽水體積大幅下降，減少反應裝置的占地和投資費用；
[0024]2.投加用的氯化鈣的費用遠低于氯化鋇，同時形成的硫酸鈣可回收作為制水泥的原料，如果不能回收也沒有廢棄物處理的特殊要求；
[0025]3.雖然濃縮鹽水采用氯化鈣反應形成硫酸鈣，其殘余在水中的鈣離子較高，約在1.0?2g/L左右，但因其總體積已用納濾膜濃縮后大幅下降，約占總淡鹽水的1/10，此部分的鈣離子可以在隨后的鹽水精制中用碳酸鈉反應去除，其增加的藥劑費用還是有限的。
【具體實施方式】
[0026]以下通過特定的具體實例說明本發明的技術方案。應理解，本發明提到的一個或多個方法步驟并不排斥在所述組合步驟前后還存在其他方法步驟或在這些明確提到的步驟之間還可以插入其他方法步驟；還應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。而且，除非另有說明，各方法步驟的編號僅為鑒別各方法步驟的便利工具，而非為限制各方法步驟的排列次序或限定本發明可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內容的情況下，當亦視為本發明可實施的范疇。
[0027]實施例1 一種離子膜電解槽氯化鉀淡鹽水硫酸根脫除工藝
[0028]某化工廠利用300?310g/L的氯化鉀鹽水經過離子膜電解槽生產氫氧化鉀和氯氣，經過離子膜電解槽后獲得50立方/小時、氯化鉀濃度降至180?220g/L的淡鹽水，同時進電解槽的硫酸根離子也從5g/L升至7g/L ；
[0029]膜法濃縮步驟:將此淡鹽水中的20立方/小時的鹽水(占總淡鹽水的40% )經過納濾膜濃縮，得5立方/小時的濃縮鹽水，其中硫酸根濃度為26.5g/L，同時得到15立方/小時的濾清液，其中硫酸根濃度為0.5g/L ；
[0030]鈣法脫硝步驟:將上述濃縮鹽水置于結晶反應器中，投加濃度為20被