卤化碱金属盐精细净化的环保工艺方法与流程

文档序号:12157574阅读:256来源:国知局

一种涉及卤化碱金属盐精细净化的环保工艺方法,是将卤化碱金属盐中钙镁离子精细去除净化的环保工艺方法,是指将氯化钾、氯化钠等原料中的钙镁离子进行精细去除净化的工艺方法,充分考虑到钙镁元素的回收利用与净化工艺过程的环保性,属环保清洁工艺技术方法。



背景技术:

氯化钾、氯化钠等卤化碱金属盐电解制氢氧化钾和氢氧化钠等相应碱金属的氢氧化物是大家熟知的过程,原料的纯净度直接影响着产品的质量,影响产品质量的主要因素是钙镁金属元素和其它金属元素。在目前情况来看,普通金属元素的处理都得到了较好的解决;但是,钙镁元素的处理方案还不是十分理想:处理成本相对较高或处理不够彻底,尤其是镁离子的精细净化处理还存在有一定的技术瓶颈。在现有采用的工艺方案中,主要采用磷酸沉淀法去除钙镁离子的技术工艺,但实践证明磷酸沉淀法存在三大缺点:第一是处理镁离子效果不理想,残余镁离子量依然较高;第二是净化处理后的溶液中残余有一定量的磷元素,引入了新的杂质;第三是磷酸沉淀法的结晶速度很低,需要相当长的处理时间,设备投资效能低下。另一种方法是采用碳酸钾(钠)沉淀法,此法虽然结晶速度相比之下要高得多,但依然存在两个大的缺点:第一依然是处理效果不理想,残余镁离子量依然较高;第二是净化处理后的溶液中残余有一定量的碳酸根,残余有碳酸根的氯化钾(钠)水溶液在电解时会产生二氧化碳,二氧化碳混入氯气中使副产氯气的纯度降低,严重影响副产品氯的使用价值。



技术实现要素:

针对如上所述卤化碱金属盐钙镁离子净化方法,尤其是氯化钾(钠)原料中镁离子的去除净化工艺方法的不足,提出一种卤化碱金属盐钙镁离子精细净化的环保工艺方法,既可以实现氯化碱金属盐钙镁离子的精细净化,又可以将钙镁离子回收实现综合利用,体现了工艺过程充分的环保性。

本发明的目的是提出一种卤化碱金属盐钙镁离子精细净化的环保工艺方法,其特征是采用相应碱金属的氧化物或氢氧化物作为精细净化处理剂,将卤化碱金属盐水溶液中的钙镁离子进行沉淀处理,分离后得到精细净化的卤化碱金属盐的水溶液、同时得到氢氧化钙和氢氧化镁及其它金属离子的氢氧化物的固体混合物;精细净化处理后的卤化碱金属盐水溶液直接浓缩结晶得到高纯净度的卤化碱金属盐的产品,精细净化处理后的卤化碱金属盐水溶液也可以直接用于电解制得高纯净度的相应碱金属氢氧化物、同时副产相应卤素;氢氧化钙和氢氧化镁与其它金属离子的氢氧化物的固体混合物用于回收钙镁元素。

本技术工艺实现了卤化碱金属溶液中钙镁离子的精细去除净化与钙镁元素的回收综合利用,充分体现了工艺过程的环保性。

本发明提供的一种卤化碱金属盐精细净化的环保工艺方法,适用于所有涉及卤化碱金属盐中钙镁离子的精细去除净化;既可以节约资源又可以实现钙镁离子精细去除净化工艺的真正的环保性,有非常好的经济效益和社会效益。

本发明提供的一种卤化碱金属盐精细净化的环保工艺方法,其具体实施步骤如下:

第一步:卤化碱金属盐的溶解与除杂

卤化碱金属盐固体用工艺水加热或常温下溶解,配制成在设计工艺条件下接近饱和的水溶液;如果首先是水溶液就省去了溶解过程。卤化碱金属盐水溶液静置沉淀后经精密过滤除去不溶物,得到的卤化碱金属盐水溶液用于下步精细净化处理;固体不溶物送去固废处理。

配制的卤化碱金属盐水溶液的浓度以实际需要为准,一般不建议配制为过饱和溶液。

第二步:卤化碱金属盐水溶液的精细净化处理

除杂后的卤化碱金属盐水溶液中加入精细净化处理剂,处理剂为相应碱金属的氧化物或氢氧化物,可以是固体物、也可以是相应水溶液,其水溶液的浓度可以是1%到过饱和溶液、最佳浓度是10%-40%。在设计工艺条件温度下充分搅拌混合。

精细净化处理剂可以是间歇式处理也可以是连续化处理,其净化处理剂的加入量采用控制卤化碱金属盐水溶液的PH值来实现,溶液PH值的控制范围在10.0-13.5,最好是12.0-13.0。

Ca2+ + 2OH- Ca(OH)2

Mg2+ + 2OH- Mg(OH)2

在碱性条件下,钙镁离子及其它微量金属离子形成氢氧化物沉淀,从卤化碱金属盐溶液中离析出来;钙镁离子形成的氢氧化物沉淀通过沉降、过滤、离心等分离方式从溶液中分离出来,得到精细净化卤化碱金属盐的水溶液、同时得到氢氧化钙和氢氧化镁与其它杂质金属离子的氢氧化物的固体混合物。

精细净化获得的精细净化卤化碱金属盐的水溶液可以直接用于电解制碱金属氢氧化物、同时副产卤素;氢氧化钙和氢氧化镁与其它杂质金属离子的氢氧化物的固体混合物用于回收钙镁元素,可以实现资源的综合利用。

精细净化处理剂加入量与卤化碱金属盐原料中所含钙镁及其它杂质金属离子含量相关,本发明提出的技术工艺采用控制处理溶液的PH值来实现加入量的控制:随着精细净化处理剂加入量增加,溶液的PH值相应增加,溶液中的钙镁离子及其它杂质金属离子的沉淀越彻底;当加入量达到一定值时,溶液中的钙镁离子及其它杂质金属离子的沉淀达到理想值,这时溶液的PH值也达到了一定对应值,这个PH值就可以作为精细净化处理剂加入量的控制指标;因此,卤化碱金属盐水溶液中加入精细净化处理剂进行钙镁离子的精细去除净化,其加入量的控制可以通过监控溶液的PH值来实现,并且可以非常方便地采用溶液PH值在线监控来实现。溶液PH值的控制范围在10.0-13.5,最好是12.0-13.0。

这种精细净化处理工艺过程可以采用间歇式也可以采用连续化式,得到的精细净化的卤化碱金属盐水溶液,其纯净度达到99.99%或以上:直接浓缩结晶得到的卤化碱金属盐的固体产品可达到医药级和农残级甚至可以达到生化试剂级;精细净化后的卤化碱金属的水溶液通过电解可制得相应高纯碱金属氢氧化物,其副产卤素品质也可以得到充分的保证;高纯高纯碱金属氢氧化物可以生产一系列的高纯下游产品;由此可以提升整个碱金属盐行业的质量体系。

本发明提供的技术工艺,具有如下特征:

1、本发明提供的采用相应碱金属的氧化物或氢氧化物作为净化处理剂,将卤化碱金属盐水溶液中的钙镁离子进行沉淀处理,分离后得到精细净化的卤化碱金属盐的水溶液的方法,工艺过程非常简洁明了、投资小、效果好,不带入任何其它有害元素,可以有效地进行卤化碱金属盐精细净化。

2、精细净化处理后的水溶液直接浓缩结晶得到的卤化碱金属盐的固体产品可达到医药级和农残级甚至可以达到生化试剂级;精细净化后的卤化碱金属的水溶液通过电解可制得相应高纯碱金属氢氧化物,其副产卤素品质也可以得到充分的保证;高纯高纯碱金属氢氧化物可以生产一系列的高纯下游产品;由此可以提升整个碱金属盐行业的产品品质和竞争能力。

3、卤化碱金属水溶液中钙镁离子的去除净化采用加入精细净化处理剂的方法,可以是间歇式也可以是连续化式,其处理剂加入量的控制可以采用监控溶液的PH值来实现,并且可以非常方便实现在线监控。

4、净化处理分离出来的氢氧化钙和氢氧化镁与其它杂质金属离子的氢氧化物的固体混合物用于回收钙镁元素,可以实现资源的综合利用。

附图说明

说明书附图为本发明涉及到的卤化碱金属盐精细净化的环保工艺方法的流程示意图。

具体实施方式

下面通过实施例进行更详细地说明本发明,但是本发明的范围不受实施例的限制。

实施例1:在溶解槽中加热溶解氯化钾固体商品原料,配制成40%的氯化钾水溶液;沉淀过滤除去水不溶物,得到洁净的氯化钾水溶液。用氢氧化钾固体或氢氧化钾水溶液配制成20%的氢氧化钾水溶液,备用。

采用连续化处理的方式净化处理。用计量泵注入上述氯化钾水溶液5M3到带有搅拌反应釜中,在搅拌下用另一个计量泵慢慢注入上述氢氧化钾水溶液,在线监控混合液的PH值;当混合液的PH值上升为12.13时停止加入氢氧化钾溶液,计量泵的计量值为0.11M3;混合液转移到静置筒内静置使氢氧化钙、氢氧化镁及其它杂质金属离子的氢氧化物沉降分离;静置沉降后的上层清液再精密过滤得到纯净的氯化钾水溶液,取样分析净化液:钙离子检测不出、镁离子浓度为12.2ppm;氢氧化钙、氢氧化镁及其它杂质金属离子的氢氧化物固体沉淀物离心分离出来后用于回收镁元素。

实施例2:在溶解槽中加热溶解氯化钾固体商品原料,配制成40%的氯化钾水溶液;沉淀或过滤除去水不溶物,得到洁净的氯化钾水溶液。用氢氧化钾固体或氢氧化钾水溶液配制成20%的氢氧化钾水溶液,备用。

采用连续化处理的方式净化处理。用计量泵连续注入的氯化钾水溶液与另一个计量泵连续注入的氢氧化钾水溶液在静态混合器中连续充分混合,在线监控混合液的PH值。氯化钾溶液计量泵的流量为4M3/小时,氢氧化钾溶液计量泵的流量为0.10M3/小时,混合液的PH值为12.63;混合液连续流到静置筒内静置使氢氧化钙、氢氧化镁及其它杂质金属离子的氢氧化物沉降分离;静置沉降后的上层清液再精密过滤得到纯净的氯化钾水溶液,取样分析净化液:钙离子检测不出、镁离子浓度为5.2ppm;氢氧化钙、氢氧化镁及其它杂质金属离子的氢氧化物固体沉淀物离心分离出来后用于回收镁元素。

实施例3:在溶解槽中加热溶解氯化钾固体商品原料,配制成40%的氯化钾水溶液;沉淀或过滤除去水不溶物,得到洁净的氯化钾水溶液。用氢氧化钾固体或氢氧化钾水溶液配制成20%的氢氧化钾水溶液,备用。

采用连续化处理的方式净化处理。用计量泵连续注入的氯化钾水溶液与另一个计量泵连续注入的氢氧化钾水溶液在静态混合器中连续充分混合,在线监控混合液的PH值。氯化钾溶液计量泵的流量为4M3/小时,氢氧化钾溶液计量泵的流量为0.12M3/小时,混合液的PH值为12.87;混合液连续流到静置筒内静置使氢氧化钙、氢氧化镁及其它杂质金属离子的氢氧化物沉降分离;静置沉降后的上层清液再精密过滤得到精密净化的氯化钾水溶液,取样分析净化液:钙离子检测不出、镁离子浓度为1.2ppm;氢氧化钙、氢氧化镁及其它杂质金属离子的氢氧化物固体沉淀物离心分离出来后用于回收镁元素。

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