[發(fā)明專利]環(huán)保經(jīng)濟(jì)的去除氯化鉀鹽水系統(tǒng)中硫酸根的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410828379.5
• 申請(qǐng)日: 2014-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN105776251B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐國然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海氯德新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C01D3/14
• 分類號(hào): C01D3/14
• 代理公司: 上海金盛協(xié)力知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31242
• 代理人: 羅大忱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及去除氯化鉀鹽水系統(tǒng)中硫酸根的方法以及副產(chǎn)品的綜合利用方法。

背景技術(shù)

氯化鉀鹽水，是一種含有氯化鉀、硫酸鉀亦可能含有氯酸鉀的水溶液，最典型的氯化鉀鹽水系統(tǒng)有制備精制氯化鉀和制備氫氧化鉀過程中所需的鹽水精制系統(tǒng)，其中精制氯化鉀主要是用工業(yè)結(jié)晶氯化鉀通過溶解、精制及重結(jié)晶生產(chǎn)超純氯化鉀、醫(yī)藥級(jí)氯化鉀、食品級(jí)氯化鉀以及生產(chǎn)低鈉鹽所需的食用氯化鉀等，其精制過程主要是去除鈣鎂離子、硫酸根離子等雜質(zhì)；而離子膜鉀堿生產(chǎn)的氯化鉀鹽水精制系統(tǒng)是氯化鉀精鹽水經(jīng)電解后產(chǎn)生的低濃度氯化鉀鹽水，俗稱淡鹽水，其中：各個(gè)組分的濃度如下：氯化鉀180～220g/l，硫酸鉀9～13g/l，氯酸鉀2～20g/l。

如果系統(tǒng)中的硫酸根不去除，會(huì)影響精制氯化鉀的品質(zhì)，同樣在離子膜鉀堿生產(chǎn)中會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的氫氧化鉀生產(chǎn)工藝中所產(chǎn)生的氯氣中氧氣含量偏高以及致使的槽電壓升高和電耗上升等問題，因此，均需要去除氯化鉀鹽水系統(tǒng)中的硫酸根，平衡由原料鹽及化學(xué)脫氯帶入的硫酸根以確保進(jìn)入電槽的硫酸根濃度不超過5g/L，確保電解工藝能夠正常運(yùn)行并保證產(chǎn)品質(zhì)量。

目前，氯堿行業(yè)中傳統(tǒng)的去除硫酸根的方法有多種，比較常用的有以下幾種：

A.氯化鋇法除硫酸根

原理：投加二水氯化鋇，將硫酸根以硫酸鋇的形式除去，適用于任何硫酸根含量去除要求。

優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備投資少，操作較方便，可將硫酸根的殘余量控制得很低。

缺點(diǎn)：運(yùn)行費(fèi)用高，氯化鋇有毒，廢渣產(chǎn)生二次污染，殘余的鋇離子影響后續(xù)氫氧化鉀的生產(chǎn)和離子膜的壽命。

B.冷凍法除硫酸根

原理：制備高芒鹽水，將高芒鹽水冷凍，將硫酸根以K₂SO₄(或Na₂SO₄)的形式加以去除。

優(yōu)點(diǎn)：可以副產(chǎn)硫酸鉀(或硫酸鈉)。

缺點(diǎn)：一次設(shè)備投資大，且只適合對(duì)熱敏感的硫酸鈉的結(jié)晶；而硫酸鉀熱敏性較差，隨溫度變化硫酸鉀的飽和溶解度變化不大，冷凍效率較低，能耗極高。

C.碳酸鋇法除硫酸根

原理：投加碳酸鋇，將硫酸根以硫酸鋇的形式除去，同時(shí)碳酸根可與鹽水中的鈣生成碳酸鈣得以去除，適用于任何硫酸根含量去除要求。

優(yōu)點(diǎn)：除鈣效果好，而且反應(yīng)產(chǎn)物碳酸鈉可以降低精制劑純堿的加入量。

缺點(diǎn)：反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，而且在硫酸鋇沉淀中含有一定比例的碳酸鋇，需要對(duì)沉淀進(jìn)行處理后方可排放，操作復(fù)雜，并需要添加一些額外的設(shè)備。

D.鈣法除硫酸根

原理：投加氯化鈣，將硫酸根以二水硫酸鈣的形式除去，適用于硫酸根含量在25g/L以上的去除要求。

優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備投資相對(duì)較少，操作較方便，運(yùn)行費(fèi)用較低；另外，過鈣量殘余的鈣離子可以改善一次粗鹽水的鈣鎂比，有利于后續(xù)的一次鹽水精制的穩(wěn)定運(yùn)行。

缺點(diǎn)：投資略高，鈣和硫酸根的反應(yīng)條件相對(duì)比較難控制，一旦控制不好容易造成設(shè)備、管道結(jié)垢等系統(tǒng)堵塞。將分離后的二水硫酸鈣的純度提高及資源化是一個(gè)難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保經(jīng)濟(jì)的去除氯化鉀鹽水系統(tǒng)中硫酸根的方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷。

本發(fā)明的方法，包括如下步驟：

(1)將氯化鉀鹽水A，通過納濾膜單元，納濾濃縮硫酸根，獲得富含硫酸鉀的鹽水(也稱富硝鹽水)B和納濾膜的滲透液(也稱貧硝鹽水)C；

所述的氯化鉀鹽水A來源于氫氧化鉀生產(chǎn)中脫氯后氯化鉀淡鹽水或氯化鉀生產(chǎn)中的氯化鉀精制鹽水中的一種以上；

進(jìn)納濾膜單元的氯化鉀鹽水A的各個(gè)組分的濃度如下：

氯化鉀180～280g/l，硫酸鉀0.5～13g/l，氯酸鉀0～20g/l；

當(dāng)氯化鉀鹽水A為氯化鉀精鹽水時(shí)：氯化鉀250～280g/l，硫酸鉀0.5～5g/l；

當(dāng)氯化鉀鹽水A為氯化鉀淡鹽水時(shí)：氯化鉀180～220g/l，硫酸鉀9～13g/l，氯酸鉀2～20g/l；

進(jìn)納濾膜單元的氯化鉀鹽水A的溫度為～35℃；

納濾壓力為1.0～3.5Mpa，每支納濾膜的產(chǎn)水按照貧硝鹽水流量控制在0.7～1.1m³/h；

(2)將納濾膜截留的富硝鹽水B送入氣液固反應(yīng)單元，與精制劑D氯化鈣溶液進(jìn)行反應(yīng)，得到硫酸鈣與氯化鉀漿狀物料E；

所述的精制劑D為重量濃度5～10％氫氧化鈣溶液D1，或者是重量濃度10～20％的氯化鈣溶液D3；