一种从低浓度k+碱液废水体系提取食品级碳酸氢钾的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种提取食品级碳酸氨钟的工艺，具体设及由r碱液废水体系提取食 品级碳酸氨钟的方法。
【背景技术】
[0002] 碳酸氨钟是一种重要的化工原料，主要用作生产碳酸钟、醋酸钟、亚神酸钟等，亦 用于医药、食品、灭火剂等行业。包括碳酸氨钟在内的钟盐（K2C〇3、kci、K2S〇4等）是一种战 略物资，在国民经济中的地位至关重要。然而我国可开发水溶性钟盐资源矿床甚少，探明储 量仅占世界的1.06%。目前，我国钟盐的对外依存度高达70%。因此，从碱性工业废水中 提取碳酸氨钟，在一定程度上可W缓解我国钟盐短缺的现状。（1.林耀庭，李为均，从世界 钟盐、钟肥生产和消费情况谈我国对策.中国井矿盐，1994, 2, 14-18 ;2.马鸿文，冯武威，苗 世顶，王英滨，田树信，一种新型钟矿资源的物相分析及提取碳酸钟的实验研究.中国科学 D辑2005, 35 (5)，420-427 ;3.苗世顶，马鸿文，王英滨，白峰，戚洪彬，利用合成沸石母液制 取电子级碳酸钟.矿产综合利用2004, 4, 3-6 ;4.苗世顶，王英滨，马鸿文，高钟侣娃酸盐物 料中馬0含量的测定.地球科学2005, 30 (03)，343-346点刘香英，王英滨，K+、化+、C〇32-、 肥O3--H2O交互四元体系相平衡研究.轴矿地质2008,24(2)，123-127:6.Li,J. ;Zeng，Y.; Yu,X. ；Peng,Y. ,SolubilityoftheAqueousReciprocalQuaternarySystemLi+,NaY/ CO32-，SO42--H2Oat273. 15K.J.Chem.Eng.Data2013, 58(2)，455-459 ;7.郑志远，曾英，林晓 峰，馬〇)3-化2〇)3-&0立元体系273K相平衡实验研究.盐业与化工2006, 36 (1)，7-9 ;8.马 鸿文，王英滨，苗世顶，张晓云，戚洪彬，中国专利，中国地质大学（北京），2003. 1. 17)
【发明内容】
[0003] 本发明旨在提供了一种从低浓度r碱液废水体系提取食品级碳酸氨钟的方法。
[0004] 本发明解决技术问题，采用如下技术方案；
[0005] 本发明从低浓度r碱液废水体系提取食品级碳酸氨钟的方法，其特点在于包括如 下步骤：
[0006] 第1步；取含有r、Na\SiOjS斗日A102^的碱液废水，在所述碱液废水中K+浓度为 200-400mg/L、Na+浓度为 160-800mg/L、SiO32-浓度为 30-50mg/L且A102-浓度为 15-30mg/ L;常压、揽拌下向所述碱液废水中通入C〇2气体，对所述碱液废水进行酸化，至所述碱液废 水的抑值为7.8-8.2时，出现由Si杂质沉淀和A1杂质沉淀构成的白色沉淀，抽滤、洗漆， 弃去所述白色沉淀，获得滤液A;
[0007] 第2步：采用常压蒸发浓缩工艺，将所述滤液A的密度浓缩至1. 28g/cm3,然后降至 室温并在室温下结晶2.Oh,出现白色晶体，即为含有结晶水的Na2C〇3晶体；分离获得滤液B 和含有结晶水的化2〇)3晶体，对所述含有结晶水的化化晶体锻烧获得化化；
[000引第3步；将滤液B置于高压蓋中，加入高压C02,控制滤液B的抑值在6. 5-8. 0,平 衡压力为0. 2-0. 5MPa，结晶时间为1. 0-3.化，将滤液B变成K-Na-H0V溶液体系，此时，在 所述K-Na-HC(V溶液中出现晶体沉淀，即KHCO箱晶水合物，分离、洗漆，即获得精制KHCO3。[000引第4步；将步骤3中剩余的K-Na-HC(V溶液进一步在常压下80~100°C蒸发，获 得结晶物，亦为KHC03结晶水合物；过滤分离、洗漆，获得精制KHC0 3和滤液C;
[0010] 第5步；将第3步和第4步得到的精制KHC0洽并，80°C下真空干燥6h，即获得食 品级khc〇3产物。
[0011] 第6步；将第4步的滤液C回收并投入下一轮的碱液废水中再利用。
[0012] 上述方法的第1步所用碱液废水为电解废液或工业合成沸石分子筛的废液。
[0013] 上述方法的第2步中获得的Na2C〇3纯度>99. 9%，达到分析纯要求，可W作为分析 纯试剂直接出售或使用。
[0014] 所得食品级KHC03产物按照GB25589-2010标准进行性能测试。指标包括；总碱 量（WKHC03计）、水不溶物含量、干燥减量、pH(100g/L溶液）、重金属（W化计）/ (mg/kg) W及神（As)/(mg/kg)。针对工业废水中含有Si、A1等杂质，本申请还给出了样品的Si含 量（WSi〇2计）与A1含量（WA1 2〇3计）。
[0015] 本发明的有益效果体现在：
[0016] 本发明所使用是低浓度r碱液废水，经蒸发、结晶、过滤、洗漆等简单步骤，即可获 得KHC03精制产物，工艺条件易于操控，实验剂量容易放大，成本低廉；且本发明获得KHC0 3 产品各项指标达到GB25589-2010食品级KHC03各项要求；本发明中物料尽其用，KHC0 3的 收率达90%W上；此外本发明方法实现了 0)2的资源化利用，并容易实现提纯分离液的回 收与循环利用，是一项绿色技术；通过控制抑值、溶液密度及结晶时间，本发明的方法能够 与现有工业蒸发、结晶装置对接。
【附图说明】
[0017] 图1为利用工业碱液废水制取食品级碳酸氨钟的工艺流程图
[001引图2本发明设及到的因高压C02的加入，盐水体系发生相转变，即由 化+-r-C032--H20到化+-K+-肥03_-&0端元组分的盐水体系。
【具体实施方式】[001引 实施例1
[0020]第1步，取碱液废水5.0kg，其r浓度为251. 6mg/L(WK2〇计），Na+浓度180.Omg/ L(W化2〇 计），SiOs'-浓度 30. 5mg/L(WSiO2计），A102-浓度在 18. 2mg/L(WA1 2〇3计）。 在一个大气压（1.Oatm，101.3kPa)下，经磁力揽拌，通入C〇2气体酸化碱液废水，待碱液废 水抑值达7.8-8.2,出现由Si杂质沉淀和A1杂质沉淀构成的白色沉淀，抽滤、洗漆，弃去白 色沉淀，获得滤液A;
[0021] 第2步，滤液A采用常压蒸发浓缩工艺，蒸发温度约100°C，滤液A密度从1.05g/ cm3变至1. 28g/cm3,待温度将至室温，体系在室温下结晶2.Oh,出现大量白色晶体，即为 含有结晶水的化2〇)3晶体；分离得到含有结晶水的化化晶体和滤液B，对含有结晶水的 化2〇)3晶体锻烧，锻烧温度300°C，时间2.Oh,获得化化产品（纯度>99. 9%，达到分析纯 要求）；
[0022] 第3步，将滤液B置于高压蓋中，加入高压0)2,控制滤液B的抑值在7. 0,平衡压 力P= 0. 3MPa，结晶时间为2.化，此时，在K-Na-H〇V溶液体系中亦出现晶体沉淀，分析结 果，该晶体是KHC03 ?xH2〇(x= 0. 5-1. 0)，分离、冷水洗漆，即获得精制KHC03。
[0023] 第4步，将上步骤得到的K-Na-HC(V溶液进一步在常压下90°C蒸发，获得结晶物 亦为KHC03结晶水合物；过滤分离、冷水洗漆，亦可获得KHC03晶体和滤液C。
[0024] 第5步