[發明專利]一種硼酸生產尾液制取硫酸鉀的方法

無效

• 申請號: 201410057781.8
• 申請日: 2014-02-20
• 公開（公告）號: CN103771458A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 劉傳福;李軍亮;楊澤喜;鮑黎明;丁振華;張青運;王先娟
• 申請（專利權）人: 西藏金翰投資集團有限公司
• 主分類號: C01D5/00
• 分類號: C01D5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及無機鹽化工領域，特別是涉及利用硼砂礦、硫酸生產硼酸后的尾液制取硫酸鉀的方法。

技術背景

??目前國內生產硼酸主要采用硼砂、硫酸中和法，該法通過硼砂與硫酸反應，生成酸度較小的硼酸和溶解度較大的硫酸鈉，根據硼酸、硫酸鈉溶解度隨溫度變化的規律，降低尾液溫度來達到硼酸與硫酸鈉的分離，其尾液的主要化學成分為：Na⁺5.83%，SO₄^2-12.78%,B₂O₃2.7%,詳見表1所示；對于尾液中的硫酸鈉則采用高溫蒸發，蒸發掉尾液中的水分來達到硫酸鈉的結晶,該法能耗較大，生產成本較高，且難以回收尾液中的B₂O₃(硼酸)。河北工業大學和天津大學提出用氯化鈉做鹽析劑改進硼砂中和法生產硼酸的工藝（曹吉林等--硫酸中和硼砂制取硼酸新工藝研究?河北工業大學學報?2000年10月第29卷第5期37～39頁）。該工藝通過鹽析降低了尾液的蒸發量，但仍未擺脫高溫蒸發的路線，能耗較大，另生產的副產品硫酸鈉經濟價值較低。

??氯化鉀、硫酸鈉生產硫酸鉀是采用氯化鉀、硫酸鈉以一定比例混合加入反應器中，同時加入適量水，使氯化鉀、硫酸鈉發生復分解反應從而生產硫酸鉀。該方法的主要缺點是母液量大，也就是進入液相的K⁺多，造成硫酸鉀收率低，如果對液相進行蒸發處理，則能耗較高，成本較大。專利2011110211563.1名稱為《氯化鉀—硫酸鈉法制取硫酸鉀生產方法》中國發明專利，該方法通過冷卻母液至15℃來回收母液中的芒硝，而母液中的K⁺在15℃時很難以固體形式析出，該方法系統K⁺收率在71%左右，系統K⁺收率偏低。

發明內容

本發明的目的是提供一種硼砂礦、硫酸生產硼酸后的尾液制取硫酸鉀的方法，該方法可提高硼酸回收率、降低能耗、制得硫酸鉀。

一種用硼酸生產尾液制取硫酸鉀的方法，包括以下步驟：

步驟?①：將硼砂、硫酸中和法生產硼酸的尾液置于0℃～-2℃，冷凍結晶1小時，固液分離，固體為芒硝和硼酸混合物，液體為凍硝后母液，凍硝后母液用于洗滌粗硼酸；向芒硝和硼酸混合物中加入氯化鈉，在32.5℃以上進行鹽析反應制取硫酸鈉，鹽析反應后的液體于0℃～-2℃冷凍結晶1小時，結晶分離出粗硼酸，粗硼酸經洗滌、干燥后生產硼酸產品；洗滌后母液用于硼酸制取流程中的硼砂溶浸工序；

步驟②：將氯化鉀、硫酸鈉、氯化鉀芒硝混合物加入二轉母液、硫酸鉀洗滌母液中，在30℃～35℃下進行一轉反應，固液分離后固相為鉀芒硝，液相為一轉母液；

步驟③：將鉀芒硝與氯化鉀于30℃～35℃進行二轉反應，固液分離：固相為粗硫酸鉀，液相為二轉母液；粗硫酸鉀加水洗滌、脫水后得硫酸鉀和硫酸鉀洗滌母液；?

步驟④：一轉母液置于0℃～-2℃，冷凍結晶1小時，結晶、分離出氯化鉀芒硝混合物，一轉母液冷凍結晶后的液相經日曬蒸發制取氯化鈉；

????步驟②中所述的硫酸鈉來自步驟①，二轉母液、硫酸鉀洗滌母液來自步驟③，氯化鉀芒硝混合物來自步驟④；步驟③中所述鉀芒硝來自步驟②；步驟④中所述一轉母液來自步驟②；步驟④中制取的氯化鈉用于步驟①鹽析反應生產硫酸鈉。

上述的一種用硼酸尾液制取硫酸鉀的方法，所述鹽析反應溫度為35℃～40℃。

上述的一種用硼酸尾液制取硫酸鉀的方法，所述向芒硝和硼酸混合物中加入氯化鈉為持續加入氯化鈉。

上述的一種用硼酸尾液制取硫酸鉀的方法，所述鹽析反應中當溶液對硫酸鈉、氯化鈉都飽和時停止加氯化鈉。?

上述的一種用硼酸尾液制取硫酸鉀的方法，所述冷凍硼酸尾液或一轉母液是指采用強制冷凍或根據當地氣候條件進行自然冷凍。

上述的一種用硼酸尾液制取硫酸鉀的方法，步驟②中硫酸鈉與氯化鉀芒硝混合物中所含芒硝的重量比例為7：3。

有益效果

本發明工藝流程簡單，硼酸生產的尾液不需高溫蒸發，通過冷凍和鹽析的作用，分離出硫酸鈉和粗硼酸，硫酸鈉用于制取硫酸鉀，粗硼酸經洗滌、脫水、干燥后就變為硼酸產品，可將硼砂、硫酸中和法制取硼酸的回收率從背景技術的70%提高到84.6%。