低鈉高純度氯化鉀的生產方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種低鈉高純度氯化鉀的生產方法。
【背景技術】
[0002]鉀資源在國民經濟生產中占有重要的戰略地位，其中高純度氯化鉀是工業上制取其他鉀鹽的主要原料，也是試劑、醫藥和食品添加劑的重要原料，更是鋼鐵熱處理劑和槍炮消焰劑，但目前大部分高品質低雜質的氯化鉀仍依賴于進口。
[0003]現有的中國專利公開了多個食品級或醫藥級氯化鉀的生產工藝和高純度氯化鉀的提純方法，如專利102145902B《一種高品質氯化鉀的生產方法》公開了將鋼鐵生產中的煙塵灰浸提液通過多效蒸發結晶生產高品質氯化鉀的生產工藝；專利103803585A《食品級氯化鉀的生產方法》公開了一種低純度氯化鉀通過溶解、粗過濾、熱溶解、精密過濾、混合降溫、冷卻結晶、脫水分離、干燥等工序生產食品級氯化鉀的方法;專利CN102476812A《藥用氯化鉀的生產工藝》公開了一種工業氯化鉀通過化鹽、過濾調酸去雜、二效減壓蒸發、離心烘干等工序生產藥用氯化鉀的生產工藝;專利CN1978321A《一種高純度氯化鉀的生產工藝》公開了一種低純度氯化鉀通過淡水溶解、沉降過濾、濃縮除雜、降溫結晶、晶液分析等工藝生產高純度氯化鉀的生產工藝。專利103588225B《多級閃蒸降溫連續結晶生產食品級氯化鉀的方法》告知了食品級氯化鉀的生產方法，所得的氯化鉀中氯化鈉含量為0.22%?0.78%。
[0004]然而很多行業對高純氯化鉀中的雜質含量有特殊要求，如國家標準《化學試劑氯化鉀》中要求鈉含量指標< 0.02%，部分特殊行業甚至要求鈉含量指標< 0.01 %。但是目前沒有生產鈉含量小于0.02%,甚至鈉含量小于0.01%的超高純氯化鉀工藝的報道。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是提供一種低成本，并能有效提高氯化鉀含量、大幅降低產品雜質、尤其能穩定控制產品鈉含量、沒有任何污染的高純氯化鉀生產工藝。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明提供一種低鈉高純度氯化鉀的生產方法，包括如下步驟:
[0007]1)、將重量含量2 96%的氯化鉀作為原料投入至水(普通生活用水即可)或后續步驟5)所得的氯化鉀母液V中并加熱至90?98°C，得到氯化鉀飽和溶液I;
[0008]2)、于90?98 V的保溫條件下，在氯化鉀飽和溶液I中加入助濾吸附劑，得氯化鉀飽和溶液Π ;所述助濾吸附劑的加入量為氯化鉀質量的0.01?0.5% (優選0.05?0.15%)；
[0009]3)、將步驟2)所得的氯化鉀飽和溶液Π(為添加有助濾吸附劑的氯化鉀飽和溶液Π)，于90?98°C的保溫條件下通過微孔過濾器過濾，得澄清的氯化鉀飽和溶液m;
[0010]備注說明:澄清的氯化鉀飽和溶液m中各雜質的含量，分別為鈣離子含量<4.0g/L，鎂離子含量< 12.0g/L，鈉離子含量<8.0g/L，總碳含量<2.0g/L，優選鈣離子含量<
3.0g/L，鎂離子含量<10.0g/L，鈉離子含量< 6.0g/L，總碳含量^ 0.1g/L;
[0011]4)、將步驟3)所得的澄清的氯化鉀飽和溶液m通過栗輸送至三效閃蒸結晶器內進行閃蒸降溫濃縮結晶(在結晶過程中不斷補充新鮮的氯化鉀飽和溶液m):
[0012]一效結晶器溫度控制在68?72°C，真空度控制在_0.076MPa?-0.080MPa，氯化鉀飽和溶液m進料流量為一效結晶器料液量的1.0?2.0(優選1.5?2)體積倍/小時，一效結晶器內的循環流量為一效結晶器料液量的10?50(優選20?40)體積倍/小時；
[0013]二效結晶器溫度控制在46?50°C，真空度控制在_0.090MPa?_0.094MPa，一效至二效的進料流量為二效結晶器料液量的1.0?2.0 (優選1.3?2)體積倍/小時，二效結晶器內的循環流量為二效結晶器料液量的10?50(優選20?50)體積倍/小時；
[0014]三效結晶器溫度控制在22?28°C，真空度控制在_0.098MPa?-0.099MPa，二效至三效的進料流量為三效結晶器料液量的1.0?2.0 (優選I?1.5)體積倍/小時，三效結晶器內的循環流量為三效結晶器料液量的10?50(優選20?50)體積倍/小時；
[0015]5)、三效閃蒸濃縮結晶得到的氯化鉀漿料IV通過離心進行固液分離，離心過程中用去離子水洗滌固液分離所得的氯化鉀濕料，得氯化鉀濕品；所收集的洗滌液作為氯化鉀母液V;將該氯化鉀母液V以體積比為10?80%每小時移除生產線(被移除的氯化鉀母液V可用于生產低純度的氯化鉀產品)；
[0016]余下的氯化鉀母液V返回步驟I)中(S卩，返回生產系統)用于溶解原料(S卩，替代步驟I)中的自來水)；
[0017]備注說明:移除的氯化鉀母液V過少會造成循環的母液質量很快變差，移除的過多會造成好的循環母液的浪費，從而造成成本增加；
[0018]6)、步驟7)所得氯化鉀濕品干燥，得作為成品的低鈉高純度氯化鉀。
[0019]備注說明:上述步驟6)中，通過氣流干燥(干燥至恒重)，冷卻后包裝，得成品。
[0020]作為本發明的低鈉高純度氯化鉀的生產方法的改進:
[0021]所述步驟2)中的助濾劑吸附為活性炭、硅藻土或珍珠巖中的至少一種。
[0022]例如:由活性炭與珍珠巖按照重量比為2:1混合而成；由活性炭和硅藻土按照重量比為I: I混合而成，由活性炭、珍珠巖和硅藻土按照重量比為2:1:1混合而成。
[0023]作為本發明的低鈉高純度氯化鉀的生產方法的進一步改進:
[0024]所述步驟3)中，微孔過濾器的孔徑為I微米。材質可為PA。
[0025]作為本發明的低鈉高純度氯化鉀的生產方法的進一步改進:
[0026]步驟4)中，一效結晶器、二效結晶器和三效結晶器均為DTB型結晶器。
[0027]作為本發明的低鈉高純度氯化鉀的生產方法的進一步改進:
[0028]本發明通過通過調整新鮮的飽和溶液m和循環母液比例來控制結晶過程母液中鈣、鎂和鈉等離子含量，減少雜質離子的析出。
[0029]采用本發明的方法，能使氯化鉀含量299.5%，鈉含量<0.02%，總碳含量<0.0015%,更進一步能使氯化鉀含量2 99.8 %，鈉含量< 0.008 %，總碳含量< 0.0005 %。
[0030]本發明采用三級閃蒸連續降溫結晶生產低雜質低鈉低碳的高純度氯化鉀，根據各種物質溶解度隨溫度的變化差別大的原理，合理控制結晶器各效結晶溫度從而有效降低成品中各雜質含量;在結晶過程不斷補充新鮮飽和氯化鉀溶液，從而嚴格控制結晶過程母液中鈣、鎂和鈉等雜質離子的含量;通過調整進料流量、循環流量、各效之間的溫差和真空度，從而實現對結晶速度和物料在結晶器內的停留時間的控制，保證結晶過程時刻處于最佳最穩定的結晶狀態，控制氯化鉀晶型，增加晶體的致密性，減少母液包裹于晶體內和降低雜質離子析出；離心過程用去離子水洗滌氯化鉀晶體表面，減少晶體表面粘附的母液量，進一步降低成品的雜質含量。本發明通過多種改進措施，在不添加任何化學除雜物質的情況下，制得低雜質低碳低鈉的高純度氯化鉀成品，可連續化和規模化生產試劑級氯化鉀、特制級氯化鉀等高品質氯化鉀，且產品質量穩定，不產生環境污染，是一種綠色生產工藝，值得大規模推廣應用。
【具體實施方式】
[0031]實施例1-1、一種低鈉高純度氯化鉀的制備方法，依次進行如下步驟:
[0032]I)、在溶解釜中投入17立方自來水，加入8960公斤含量為96.1 %的氯化鉀，加熱至98°C后制成氯化鉀飽和溶液I。
[0033]2)、于保溫(98 °C)條件下，在上述氯化鉀飽和溶液I中加入由活性炭和珍珠巖組成的9公斤組合物作為助濾吸附劑(活性炭和珍珠巖的重量比為2:1)，制成添加有助濾吸附劑的氯化鉀飽和溶液Π。
[0034]3)、于保溫(98°C)條件下，將步驟2)所得的氯化鉀飽和溶液Π通過孔徑為I微米的具有保溫性能的微孔過濾器進行過濾，除去不溶性物質，得澄清的氯化鉀飽和溶液m (氯化鉀濃度為34.5%,鈣離子0.5g/L，鎂離子2.0g/L，鈉離子1.5g/L，總碳含量0.05g/L)。
[0035]4)、將步驟3)所得的澄清的氯化鉀飽和溶液ΙΠ通過送料栗以每小時10立方流量輸送至一效結晶器進行降溫閃蒸結晶，該一效結晶器內的料液量為6立方;同時控制一效結晶器內循環流量為每小時250立方。一效結晶器的物料溫度控制在68?72°C，真空度控制在-0