[發明專利]一種利用硝酸和氯化鉀制備硝酸鉀的方法

無效

• 申請號: 201310013113.0
• 申請日: 2013-01-14
• 公開（公告）號: CN103112876A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 秦煒;李小松;李躍;李輝林;王嘉偉;費維揚
• 申請（專利權）人: 青海鹽湖工業股份有限公司;清華大學
• 主分類號: C01D9/08
• 分類號: C01D9/08
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

技術領域

本發明屬于無機化工技術領域，具體涉及一種利用硝酸和氯化鉀制備硝酸鉀的方法。

背景技術

硝酸鉀性能優異，是一種重要的化工原料，廣泛用于火藥、化肥、玻璃澄清劑、儲熱材料等領域。硝酸鉀的天然礦石資源有限，目前工業過程中主要通過復分解反應制備,常用的是以硝酸鈉或硝酸銨以及氯化鉀為原料制備硝酸鉀。反應結束后，通過控制結晶分離產品。該方法工藝簡單，但設備腐蝕嚴重、產品純度較低。為提高硝酸鉀質量，提出了離子交換法。將氯化鉀溶液、硝酸鹽或硝酸溶液交替通過離子交換樹脂，可連續得到純度較高的硝酸鉀溶液。然而該方法產品濃度低、生產過程能耗高。以色列Haifa公司采用低溫反應萃取法取得良好的效果，其工藝為，硝酸、氯化鉀以及萃取劑異戊醇在5~10℃混合，副產物鹽酸進入有機相，硝酸鉀沉淀析出。該生產工藝條件苛刻，尚存在產品純度不高、有機相損失等問題。

發明內容

本發明根據氯化鉀與硝酸復分解反應的產物以及副產物的溶解特性，提出了一種利用硝酸和氯化鉀制備硝酸鉀的方法。

在較低溫度下，溶液中離子相互作用以及無機鹽自身性質使硝酸鉀的溶解度低于氯化鉀，這是推動復分解反應向右進行的一個重要原因。反應達平衡時溶液中硝酸與鹽酸共存，兩者可以通過萃取分離回收。由于工業常用的萃取劑優先萃取硝酸而不是鹽酸，所以在萃取分離鹽酸之前需要先從濾液中提取硝酸。脫除硝酸和鹽酸的濾液可作為硝酸的反萃劑。硝酸和氯化鉀溶液可以作為原料返回到復分解反應體系。

一種利用硝酸和氯化鉀制備硝酸鉀的方法，包括以下步驟：

（1）復分解反應：將質量濃度為25~68%的硝酸溶液，氯化鉀固體或者其與水混合后的濕漿放入反應裝置，混合，反應；反應溫度為-10~40℃，反應時間為0.25~4h，反應后過濾反應料液得到硝酸鉀固體；其中硝酸與氯化鉀的摩爾比為0.1~10，反應體系中水與氯化鉀的摩爾比為0.5~50；

（2）制備萃取劑：萃取劑由絡合劑和稀釋劑組成，其中絡合劑的體積分數為10%~100%；?

（3）分離回收硝酸、鹽酸：用萃取劑依次萃取步驟（1）中過濾后的濾液中的硝酸和鹽酸，濾液中的硝酸或鹽酸萃入有機相后；用水溶液對有機相進行反萃，回收有機相中的硝酸和鹽酸；萃取和反萃過程操作溫度為0~50℃，水溶液和有機相的體積比為0.02~50；

可選的，濾液中硝酸和鹽酸被萃入有機相后，用蒸餾或者精餾的方式回收；

（4）脫水：分離回收硝酸、鹽酸后的硝酸或氯化鉀溶液，采用反滲透、蒸餾或自然蒸發的方法對其進行脫水，然后再返回到復分解反應階段。

步驟（1）中所述混合其方式為攪拌、鼓泡或超聲。

步驟（2）中所述絡合劑為：中性磷類有機物、中性含氧有機物、胺類有機物中的一種或一種以上。

所述中性磷類有機物為、、、中的一種或一種以上，其中R、R’、R’’分別為H或C1~C16烷基。?

所述中性含氧有機物為ROH、、中的一種或一種以上，其中R、R’、R’’分別為C1~C16烷基。

所述胺類有機物為仲胺、叔胺中的一種或一種以上，其中R、R’、R’’分別為C1~C16烷基。

步驟（2）中所述稀釋劑為C4~C16烷烴、C1~C16的鹵代烷烴、C6~C12芳烴、C6~C12的鹵代芳烴、C8~C12醚、煤油中的一種或一種以上。

步驟（3）中所述水溶液為水、堿溶液、無機酸溶液或無機鹽溶液。

本發明的有益效果為：本發明的方法為硝酸溶液與氯化鉀固體復分解生成硝酸鉀沉淀和鹽酸。反應料液過濾，濾液中含有硝酸、氯化鉀以及鹽酸。利用萃取分離法依次分離硝酸和鹽酸。硝酸和氯化鉀可回收重新用于硝酸鉀制備，萃取劑可再生后循環使用，鹽酸可根據需要以鹽酸溶液、氯化氫氣體或鹽酸鹽的形式回收。

附圖說明

圖1為利用硝酸和氯化鉀制備硝酸鉀的方法流程圖。

具體實施方式

下面將結合附圖和實例進一步說明本發明的方法，但不用來限制本發明的范圍。

實施例1