[發明專利]一種高純度、高收率的堿金屬或堿土金屬氰化物的制備方法

有效

• 申請號: 201110327754.4
• 申請日: 2011-10-21
• 公開（公告）號: CN102502708A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 鄭道敏;鄭伯川;孫文兵;方善倫;陶繼強;徐代行;劉希望;何鐵春;楊平
• 申請（專利權）人: 重慶紫光化工股份有限公司
• 主分類號: C01C3/08
• 分類號: C01C3/08;C01C3/10
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責任公司 50209
• 代理人: 周韶紅

技術領域

本發明涉及一種高純度、高收率的堿金屬或堿土金屬氰化物的制備方法，特別涉及利用安氏法制得的氫氰酸合成氣制備堿金屬或堿土金屬氰化物的方法，屬于化工生產領域。

背景技術

堿金屬或堿土金屬氰化物主要包括氰化鈉、氰化鉀、氰化鈣等；其中氰化鈉和氰化鉀作為一種重要的化工產品，具有多種用途，可以廣泛用于電鍍、金屬表面處理、貴重金屬的提取和回收、制造農藥及有機合成、熱處理工藝等用途，產品有液體和固體兩種類型；氰化鉀和氰化鈣常用于金礦以及稀有金屬冶煉工業中等。

目前國內外生產堿金屬氰化物或堿土金屬氰化物的工藝路線大致相同，均采用氫氰酸(HCN)與堿(氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣等)的水溶液反應生成液體氰化物，再經蒸發、結晶、固液分離、干燥成型等工序得到固體堿金屬或堿土金屬氰化物產品。堿金屬或堿土金屬氰化物必須具有很高的純度，盡管堿金屬或堿土金屬氰化物需少量的堿金屬或堿土金屬氫氧化物(游離堿)作為穩定劑，但堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽或其甲酸鹽必須盡可能的低。氫氰酸可以采用本技術領域已知的各種工藝技術方法進行工業生產，如Andrussow法(即安氏法)是以天然氣、氨和空氣為原料進行的催化反應，合成產物是含二氧化碳、氨、氮氣和水等多種組分的HCN合成氣；因此在HCN與堿(如氫氧化鈉、氫氧化鉀)的水溶液反應生成堿金屬氰化物(如氰化鈉、氰化鉀)的同時，也伴隨著二氧化碳與堿(如氫氧化鈉、氫氧化鉀)反應生成碳酸鹽(如碳酸鈉、碳酸鉀)，而成為堿金屬或堿土金屬氰化物產品中的雜質。而堿金屬或堿土金屬氰化物在較高的溫度下會分解產生甲酸鹽，也會成為堿金屬或堿土金屬氰化物產品中的雜質。碳酸鹽和甲酸鹽為影響堿金屬或堿土金屬氰化物產品品質的主要雜質，因而要求碳酸鹽和甲酸鹽盡可能低。

為了得到高純度、雜質含量低的堿金屬或堿土金屬氰化物，需要采用純的液體氫氰酸與堿的水溶液反應。如美國專利US2,708,151和US2,726,139介紹了使用純的氫氰酸來生產氰化鈉的方法，可以生產高純度、雜質含量低的液體氰化鈉，經蒸發、結晶、固液分離、干燥成型等工序得到高純度的固體氰化鈉。但是，純化氫氰酸需要吸收、精餾和分離等昂貴的設備，工藝流程復雜，投資成本和操作費用也將會大大增加。

因此，人們試圖用不純的HCN合成氣體與含堿吸收液直接混合吸收反應生產堿金屬或堿土金屬氰化物，液體堿金屬或堿土金屬氰化物生產過程中主要產生的雜質之一就是二氧化碳與氫氧化物中和反應形成的碳酸鹽，碳酸鹽在液體堿金屬氰化物或堿土金屬氰化物中的含量可高達到6％(重量)以上，從而限制了該種堿金屬和堿土金屬氰化物的應用。

美國專利US3619132使用了不純的HCN合成氣生產氰化鈉，但其不純HCN合成氣進行了另行處理、其不含有二氧化碳，因而不生成碳酸鈉雜質。

美國專利US2616782也闡述了一種方法，將氫氧化鈣與HCN合成氣中二氧化碳等當量地加入到NaOH中，并將反應溫度控制在低于91℃以下，該方法可以使二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀，從而減少二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉雜質，代替碳酸鈉而形成碳酸鈣深沉，碳酸鈣沉淀可以經過濾除去。但該工藝碳酸鈣的分離需增加較復雜的處理步驟和設備，增加了生產工序及生產成本。

國際專利WO2010/135733A闡述了一種生產固體氰化鈉的生產方法，包括：(a)使用不純的氫氰酸氣體與氫氧化鈉在反應器中充分混合，但最長時間不超過5s，(b)將混合產物輸送到連續蒸發結晶器中進行蒸發得到氰化鈉的懸浮液，(c)將氰化鈉懸浮液從結晶器中轉移到一個熱平面器，使它在熱平面器上沉淀出碳酸鈉將其除去，然后將上述懸浮液送回結晶器中，(d)然后將氰化鈉從懸浮液中分離出來。但該方法產生的碳酸鈉量較多，并產生碳酸鈉固態沉淀，須從液體氰化鈉中加以沉淀分離，承接碳酸鈉沉積的熱平面器，需要定期清除或清洗。該方法工藝流程長，操作復雜，不純HCN氣在反應器中停留時間短，吸收尾氣中還含有較大量的HCN，HCN的利用率不高。