[發(fā)明專利]高氯酸鉀生產(chǎn)過(guò)程中廢鹽的回收利用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010292002.4
• 申請(qǐng)日: 2010-09-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101942674A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉小章;楊帆;王世華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 茂縣鑫鹽化工有限公司
• 主分類號(hào): C25B15/08
• 分類號(hào): C25B15/08;C25B1/26
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所 51124
• 代理人: 武森濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高氯酸鉀生產(chǎn)中廢鹽的回收方法，屬于高氯酸鉀生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

高氯酸鉀主要用于爆竹和煙花的生產(chǎn)。我國(guó)是傳統(tǒng)爆竹和煙花生產(chǎn)大國(guó)，因此高氯酸鉀生產(chǎn)量較大。

高氯酸鉀是由鹽水(氯化鈉)精制后電解得到氯酸鈉，氯酸鈉溶解、過(guò)濾、電解得到高氯酸鈉，高氯酸鈉與KCl發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)得到高氯酸鉀和NaCl。生產(chǎn)過(guò)程中，氯酸鈉電解成高氯酸鈉的工序需加入一定量的氟化鈉以提高電流效率，但造成后工序復(fù)分解物料鹽水中含有氟離子。生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢鹽(主要成分是氯化鈉、少量高氯酸鉀、氯化鉀)，由于氟離子的存在，若回收利用于氯酸鈉的生產(chǎn)，對(duì)氯酸鈉生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備金屬陽(yáng)極電槽中的三元涂層(鈦板上涂上釕、鈦、銥)有嚴(yán)重的破壞作用，致使廢鹽長(zhǎng)期不能利用，向外排放引起江河水系污染，土地鹽堿化。

研究表明，鹽水中氟離子濃度達(dá)到0.3克/升時(shí)對(duì)氯酸鈉生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備金屬陽(yáng)極電槽中的三元涂層有嚴(yán)重的破壞作用，壽命只有不足5個(gè)月，而氟離子濃度小于0.1克/升時(shí)，壽命可以提高至12個(gè)月，使用無(wú)氟鹽水，壽命可達(dá)5年以上。

由于另外，廢鹽中的鉀離子濃度較高(大于5克/升)時(shí)，用于電解常造成結(jié)晶短路，擊毀電槽。

因此，要實(shí)現(xiàn)高氯酸鉀生產(chǎn)中廢鹽的回收利用必須解決氟離子的腐蝕問(wèn)題和鉀離子的過(guò)量問(wèn)題。由于前述原因，我國(guó)高氯酸鉀單套生產(chǎn)裝置均低于1萬(wàn)噸，本申請(qǐng)的申請(qǐng)人經(jīng)過(guò)創(chuàng)新和改進(jìn)，建成1.8萬(wàn)噸高氯酸鉀生產(chǎn)裝置，實(shí)現(xiàn)了突破。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服氯酸鉀生產(chǎn)中廢鹽回收利用對(duì)金屬陽(yáng)極電槽的腐蝕問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)高氯酸鉀生產(chǎn)過(guò)程中廢鹽的回收利用。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

本發(fā)明所述廢鹽溶液是高氯酸鉀生產(chǎn)過(guò)程中得到的以氯化鈉為主，還含有氯酸鉀、高氯酸鉀，并含有0.34-0.5克/升的氟離子的溶液。

將所得廢鹽水中加入一定比例的氯化鈣和沉降劑，須先加氯化鈣，攪拌均勻后加沉降劑，鈣離子和氟離子結(jié)合成氟化鈣。詳見(jiàn)圖1。

CaCl₂·2H₂O+2F^-＝CaF₂↓+2Cl^-+2H₂O

氟化鈣的溶度積為3.9*10^-9，理論上加入化學(xué)計(jì)量的鈣離子可除掉氟離子，但由于廢鹽溶液呈強(qiáng)堿性，部分鈣離子與氫氧根反應(yīng)結(jié)合成氫氧化鈣，氟化鈣沉淀中含有氫氧化鈣，消耗了部分鈣離子，所以鈣離子要適當(dāng)過(guò)量，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)氯化鈣過(guò)量8-10％反應(yīng)效果較好。

CaCl₂·2H₂O的用量(千克)按下式計(jì)算：

V×C×14719×1000×k]]>

其中，V為廢鹽的體積(升)；C為氟離子的含量(克/升)；k為CaCl₂·2H₂O的過(guò)量系數(shù)，比如CaCl₂·2H₂O過(guò)量10％，k為1.1；過(guò)量8％，k為1.08。

鈣離子過(guò)量不能太多，過(guò)量高于10％，會(huì)造成鹽水精制時(shí)碳酸鈉用量太大，過(guò)量少于8％，不足以除去氟離子。

另外，由于氟化鈣沉淀的過(guò)程實(shí)際上是氟化鈣晶種的形成過(guò)程，并且氟化鈣沉淀得顆粒太小，不易沉降。本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)加入一定量的沉降劑(聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸胺，優(yōu)選聚丙烯酸鈉)，在沉降劑的作用下，氟化鈣顆粒聚集成較大顆粒而沉降，選用0.5um的微孔過(guò)濾器將氟化鈣沉淀過(guò)濾去除，到達(dá)降低氟離子的目的。

沉降劑的加入量以每40立方溶液加入0.8-1.3千克之間為好(優(yōu)選1.1千克)，在沉降劑的作用下，氟化鈣顆粒聚集成較大顆粒而沉降，選用0.5um的微孔過(guò)濾器將氟化鈣沉淀過(guò)濾去除，到達(dá)降低氟離子的目的。經(jīng)除氟后的鹽水中氟離子的濃度低于0.1克/升。

本發(fā)明的發(fā)明人實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，廢鹽中鉀離子濃度大于5克/升時(shí)，溶液進(jìn)入電解槽，在氯酸根存在時(shí)，會(huì)以氯酸鉀的形式結(jié)晶析出，造成斷路擊毀電槽。