[發明專利]用海水制取氯化鉀銨的方法

無效

• 申請號: 200910068030.5
• 申請日: 2009-03-05
• 公開（公告）號: CN101823732A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 袁俊生;郭小甫;紀志永;謝英惠;劉燕蘭;王陽;鄧會寧;張林棟
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: C01D3/06
• 分類號: C01D3/06;C01C1/16
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 王小靜

技術領域

本發明涉及一種氯化鉀銨的制備方法，特別是用海水制取氯化鉀銨的方法。

技術背景

氯化鉀銨是一種含氮鉀肥，既可以作為氮鉀復合肥在農田直接施用，又可以作為制造氮磷鉀三元復合肥的原料。中國專利CN1423624公開了一種“生產含氮鉀肥的方法”，該發明的要點是：在摻和機中混合氯化鉀與尿素，選擇1.66％-9.9％(質量)的氯化鉀用于混合，且將尿素以熔塊的形式輸入摻和機中，加熱該混合物并成粒，最后通過在造粒塔內在氣流中造粒而進行成粒。以這一方式生產的含氮鉀肥包含K₂O?1％-5.94％(質量)和N?41.4％-45.2％(質量)。CN1122793公開了一種“副產氮鉀二元復合肥的生產方法”，該發明是用硝酸銨與氯化鉀為基本原料，通過復分解反應制取工業級硝酸鉀及副產氮鉀二元復合肥，該工藝流程主要包括備料、硝酸銨溶解、升溫、加氯化鉀、加熱沸騰、過濾、冷卻結晶、過濾分離、混合物蒸干、造粒等工序，原料中水∶硝酸銨∶氯化鉀的用量為2∶1∶1，該方法制備的二元復肥含氮量19％，含鉀量18％，適合多類農作物施用。CN1294102公開了一種“氮鉀復合粒肥”生產方法，該氮鉀復合粒肥由60一80％的碳銨、15-35％的鉀肥和平衡量的微肥制成。綜上所述，現有的氮鉀復合肥均是以商品鉀鹽(氯化鉀)與含氮物質(尿素、硝酸銨、碳銨等)為原料生產的。由于我國陸地鉀礦資源短缺，國內所需氯化鉀70％依賴進口，導致上述工藝的原料來源和生產成本將受到進口氯化鉀的制約，因此，研制利用總儲量達550萬億噸的天然海水鉀資源制取氮鉀復合肥的方法是十分必要的。

在海水提鉀方面，國內外科學家先后提出包括化學沉淀法、溶劑萃取法、膜分離法和離子交換法等四種技術路線的多種工藝方法。在以天然沸石為離子交換劑的離子交換法海水提鉀工藝中，ZL?200510133689.6提出了一種“用海水提取硫酸鉀的方法”，該方法是以海水和硫酸銨為原料，首先采用硫酸銨溶液對裝填鈉型斜發沸石的離子交換柱中的吸附物進行洗脫的洗脫工序制備富鉀液，然后采用在富鉀液中通入氨氣以析出硫酸鉀的氨析工序制取硫酸鉀。

CN101323457A公開了一種“用海水制取氯化鉀的方法”，該方法是以用天然沸石吸附海水中的鉀；以含氯化銨的氯化鎂溶液為洗脫劑，常溫洗脫吸鉀沸石，制得含有鉀、鎂、銨、氯離子的富鉀母液；富鉀母液蒸發濃縮，蒸發完成液冷卻、離心分離得光鹵石和氯化鎂溶液；光鹵石加水分解得氯化鉀。由于該方法在富鉀工序制得的富鉀母液中K⁺的含量僅有19.45-21.45克/升，導致后面的蒸發濃縮分離工序需要較高的能耗，再加上后續的光鹵石分解和粗鉀洗滌等工序需添加較多的水分，使得該方法的總體能耗高。

發明內容

本發明目的在于提供一種用海水制取氯化鉀銨的方法。該方法一方面，克服了現有氮鉀復合肥生產工藝中鉀素來源受進口制約及成本高的問題；另一方面，通過大量工藝優化實驗，制備出K⁺的含量在28-45克/升的富鉀液，并在蒸發去除氯化鈉后利用直接冷卻工藝一步制出氯化鉀銨產品，從而大幅度地降低了工藝過程的能耗，為開發利用豐富的海水鉀資源提供了一條新的途徑。

本發明提供的一種用海水制取氯化鉀銨的方法是經過下述的步驟：

1)在室溫下將原料海水通入裝填鈉型斜發沸石的離子交換柱中進行吸附至鉀離子與斜發沸石上的鈉離子發生交換反應完全；

2)用水洗去離子交換柱中的海水后，再通入25～95℃的氯化銨溶液，對離子交換柱中的鉀離子進行洗脫，洗脫流速為4～10米/小時，得到富鉀液；

3)富鉀液蒸發濃縮至115℃～122℃，然后在101℃～110℃下保溫沉降，上層清液在20～50℃下冷卻、結晶。

本發明提供的用海水制取氯化鉀銨的方法包括的步驟：

1)在0～35℃下，將原料海水通入裝填鈉型斜發沸石的離子交換柱中進行吸附反應，海水中的鉀離子與斜發沸石上的鈉離子發生交換，原料海水與鈉型斜發沸石的質量比為6～150∶1，原料海水的吸附流速(空塔流速)為5～45米/小時；原料海水的密度范圍為2°Be′～25°Be′(波美度)。

2)用水清洗除去離子交換柱中的海水，在25℃～95℃溫度下用重量百分比濃度為15％～30％氯化銨溶液作為洗脫劑對離子交換柱中的鉀離子進行洗脫，得到富鉀液；

洗脫劑與鈉型斜發沸石的質量比為0.39～0.70∶1。洗脫劑的洗脫流速(空塔流速)控制在4～10米/小時。