[發明專利]一種從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法

無效

• 申請號: 201410013134.7
• 申請日: 2014-01-13
• 公開（公告）號: CN103818935A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 趙鑿元
• 申請（專利權）人: 趙鑿元
• 主分類號: C01D5/00
• 分類號: C01D5/00;C01F7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

一種從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法，涉及一種氧化鋁生產過程中，從蒸發后的含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法。

背景技術

鉀鹽是重要的化工原料和農用肥料，工業上通過鹽湖水、鉀鹽礦等水溶性含鉀資源生產氯化鉀，再將其中一部分轉化成硫酸鉀等其它鉀鹽產品。非水溶性鉀礦為另一含鉀資源，國際上對其利用做了大量的研究，但因生產成本高于水溶性鉀鹽而沒有實現大規模工業化生產。我國水溶性鉀資源稀少，非水溶性鉀礦儲量巨大，后者亦因成本高昂而未工業應用，因此仍需大量進口氯化鉀。

鋁土礦、石灰中存在少量含鉀礦物，氧化鋁生產條件下，大部分鉀進入溶液循環積累，最后通過赤泥、碳堿、結疤排出。雖然氧化鉀有益流程，但其價格遠高于氧化鈉，損失掉非常可惜。

在用富鉀含鋁原料燒結法生產氧化鋁時，含鉀鋁酸鈉溶液先碳酸化分解使苛性堿轉變為碳堿，再跟據碳酸鉀和碳酸鈉溶解度的差異，通過蒸發實現二者分離，由于碳酸鉀的溶解度遠大于碳酸鈉，為獲得碳酸鉀，需將碳分母液全部蒸干，且蒸發過程大量析出鉀、鈉碳酸鹽的混合物，分離成本高，該法只在原蘇聯工業應用。

發明內容

針對以上不足，本發明從含鉀鋁酸鈉溶液種分后的循環母液中分離氧化鉀，使其轉變為硫酸鉀以復鹽的形式析出。發明不影響拜爾法工藝，節能，可綜合利用礦產資源，實現氧化鋁、硫酸鉀的聯產。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

一種從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法，其特征在于將種分母液蒸發到Na₂O_k180g/l～280g/l后，降溫至20℃～70℃，按母液中的K₂O全部反應生成鉀鈉芒硝(3K₂SO₄·Na₂SO₄)理論量的1.5～2.5倍加入粉狀無水硫酸鈉(或不降溫加入明礬石礦，使礦石中的硫酸鋁與熱母液反應生成鋁酸鈉和硫酸鈉，再除雜、種分、蒸發、降溫)，攪拌反應120～210分鐘，此時，母液中的K₂O和加入的Na₂SO₄發生復分解反應生成K₂SO₄和Na₂O，K₂SO₄再與過量Na₂SO₄生成溶解度更小的3K₂SO₄·Na₂SO₄析出，分離效果見表1。固相產物為3K₂SO₄·Na₂SO₄、Na₂SO₄和少量Na₂CO₃的混合物，洗滌后可依據相圖分離出硫酸鉀產品，剩下含少量碳酸鈉雜質的硫酸鈉循環使用；或者先加少量硫酸使陰離子完全轉變為SO₄^2-，再分離為硫酸鉀和硫酸鈉；也可加酸后通過氯化鉀將混合物轉化為純硫酸鉀。當硫酸鈉加入量和鋁酸鈉溶液濃度、溫度、反應時間等條件在所給區間之外，或者先加入硫酸鈉，再降溫，亦會將氧化鉀從鋁酸鈉溶液中分離，但分離收率或者經濟性會打折扣。

表1不同條件下含鉀鋁酸鈉溶液中加入Na₂SO₄產生的氧化鉀分離效果

一種從含鉀鋁酸鈉溶液中分離氧化鉀的方法，其特征在于加入的硫酸鈉需在溶液中先溶解，再析出，在20℃～70℃的溫度區間，采用高濃度，高溫度，低濃度，低溫度的反應條件有利硫酸鈉溶解，可提高氧化鉀轉化率。