得第二母液（流程启动初期，以水作 为第二母液，水的用量应使步骤（2)萃取得到的有机相与水相的体积比为5:1)混合得到混 合液，向该混合液中通入氨气在70 °C进行反萃，当混合液的pH值为7时停止通入氨气，将所 得反萃有机相（反萃有机相中，H+、C1和N0 3的含量均为0)返回至步骤（1)中循环使用；
[0033] (4)将步骤（3)所得反萃水相在60°C进行浓缩结晶，浓缩至反萃水相中K +与NH4+ 的摩尔比为0. 16:1，Cl与NO3的摩尔比为1. 5:1，过滤得到滤饼和第一母液，将滤饼烘干即 得副产物氯化铵58g ;向第一母液中加入氯化钾38g，在60°C搅拌反应30min，将所得反应液 自然冷却至20°C，过滤得到滤饼和第二母液，将所得滤饼用15g水洗涤并烘干即得2 #硝酸 钾产品46g，产率为93%，将所得第二母液返回至步骤（3)中循环使用。
[0034] 本实施例制备的1#硝酸钾产品、2 #硝酸钾产品成分如表1所示，GB/T 20784-2006 《农用硝酸钟》优等品、一等品和合格品的指标如表2所不。
[0035] 表1得到的1#硝酸钾产品、2#硝酸钾产品
[0036]
[0039] 由表1和表2可知，本实施例制备的1#硝酸钾产品和2 #硝酸钾产品均符合GB/T 20784-2006《农业用硝酸钾》中的一等品的要求。本实施例中硝酸钾总产率为97%。
[0040] 实施例2
[0041] 本实施例的工艺流程如图1所示，步骤如下：
[0042] (1)将氯化钾100g、水218g和萃余水相（流程启动初期，萃余水相为水）加入反应 容器中，配制温度为60°C的氯化钾饱和溶液，向反应容器中加入浓度为68wt%的硝酸83g， 在常压、搅拌下于60°C反应45min，将所得反应液自然冷却至30°C，过滤，将所得滤饼用25g 水洗涤并烘干即得1#硝酸钾产品49g，产率为54% ;
[0043](2)步骤⑴过滤得到滤液341g，该滤液中，H+含量为0. 26wt%，C1含量为 13. 54wt%，N03含量为7. 79wt%，向该滤液中加入萃取剂，萃取剂与滤液的体积比为1:1， 在30°C进行萃取，萃取停留时间为20min，将萃取所得萃余水相返回至步骤（1)的反应容器 中用于配制氯化钾饱和溶液，该萃余水相中，H+含量为Owt%，Cl含量为10. 93wt%，N03含 量为 0? 56wt%;
[0044] 所述萃取剂为异戊醇、TBP和三辛胺的混合液，异戊醇、TBP、三辛胺的体积比为 1:5. 5:20〇
[0045] (3)将步骤⑵萃取所得有机相与步骤⑷所得第二母液（流程启动初期，以水作 为第二母液，水的用量应使步骤（2)萃取得到的有机相与水相的体积比为3:1)混合得到混 合液，向该混合液中通入氨气在60°C进行反萃，当混合液的pH值为7. 4时停止通入氨气， 将所得反萃有机相（反萃有机相中，H+、C1和N03的含量均为0)返回至步骤（1)中循环使 用；
[0046] (4)将步骤（3)所得反萃水相在70°C进行浓缩结晶，浓缩至反萃水相中K+与NH4+ 的摩尔比为0. 15:1，C1与N03的摩尔比为1. 6:1，过滤得到滤饼和第一母液，将滤饼烘干即 得副产物氯化铵46g;向第一母液中加入氯化钾30g，在70°C搅拌反应50min，将所得反应液 自然冷却至18°C，过滤得到滤饼和第二母液，将所得滤饼用10g水洗涤并烘干即得2#硝酸 钾产品37g，产率为95%，将所得第二母液返回至步骤（3)中循环使用。
[0047] 本实施例制备的1#硝酸钾产品、2 #硝酸钾产品成分如表3所示。
[0048] 表3 1#硝酸钾产品、2 #硝酸钾产品成分 [00491
[0050] 由表3和表2可知，本实施例制备的1#硝酸钾产品和2 #硝酸钾产品均符合GB/T 20784-2006《农业用硝酸钾》中的一等品的要求。本实施例中硝酸钾总产率为95%。
[0051] 实施例3
[0052] 本实施例的工艺流程如图1所示，步骤如下：
[0053] (1)将氯化钾l〇〇g、水208g和萃余水相（流程启动初期，萃余水相为水）加入 反应容器中，配制温度为70°C的氯化钾饱和溶液，向反应容器中加入浓度为65wt%的硝 酸130g，在常压、70°C搅拌反应30min，将所得反应液自然冷却至20°C，过滤，将所得滤饼用 15g水洗涤并烘干即得得到1#硝酸钾产品72g，产率为53%;
[0054] (2)步骤⑴过滤得到滤液361g，该滤液中，H+含量为0. 37wt%，C1含量为 13. 22wt%，N03含量为11. 21wt%，向该滤液中加入萃取剂，萃取剂与滤液的体积比为3:1， 在20°C进行萃取，萃取停留时间为30min，将萃取所得萃余水相返回至步骤（1)的反应容器 中用于配制氯化钾饱和溶液，该萃余水相中，H+含量为Owt%，C1含量为9. 41wt%，N03含 量为 0? 76wt% ;
[0055] 所述萃取剂为异戊醇、TBP和三辛胺的混合液，异戊醇、TBP、三辛胺的体积比为 1:10:35〇
[0056] (3)将步骤⑵萃取所得有机相与步骤⑷所得第二母液（流程启动初期，以水作 为第二母液，水的用量应使步骤（2)萃取得到的有机相与水相的体积比为7:1)混合得到混 合液，向该混合液中通入氨气在50 °C进行反萃，当混合液的pH值为8时停止通入氨气，将所 得反萃有机相（反萃有机相中，H+、C1和N03的含量均为0)返回至步骤（1)中循环使用；
[0057] (4)将步骤（3)所得反萃水相在80°C进行浓缩结晶，浓缩至反萃水相中K+与NH4+ 的摩尔比为0. 18:1，C1与N03的摩尔比为1. 4:1，过滤得到滤饼和第一母液，将滤饼烘干即 得副产物氯化铵67g;向第一母液中加入氯化钾45g，在80°C搅拌反应60min，将所得反应液 自然冷却至22°C，过滤得到滤饼和第二母液，将所得滤饼用20g水洗涤并烘干即得2#硝酸 钾产品54g，产率为89%，将所得第二母液返回至步骤（3)中循环使用。
[0058] 本实施例制备的1#硝酸钾产品、2#硝酸钾产品成分如表4所示。
[0059] 表4 1#硝酸钾产品、2#硝酸钾产品成分
[0060]
[0061]由表4可知，1#硝酸钾产品符合GB/T20784-2006《农业用硝酸钾》中优等品的要 求，2#硝酸钾产品符合GB/T20784-2006《农业用硝酸钾》中合格品的要求。本实施例中硝 酸钾总产率为93%。
【主权项】
1. 一种溶剂萃取制备硝酸钾的方法，其特征在于工艺步骤如下： (1) 配制温度为50~70°C的氯化钾饱和溶液，向氯化钾饱和溶液中加入硝酸，在搅拌 下于50~70°C反应30~60min得反应液，将反应液冷却结晶、固液分离得固相和液相，所 得固相为硝酸钾粗品，将所述硝酸钾粗品用水洗涤并干燥即得硝酸钾产品，硝酸的加入量 应使硝酸与氯化钾饱和溶液中氯化钾的摩尔比为I: (I. 〇~1. 5); (2) 向步骤（1)固液分离所得液相中加入萃取剂在20~30°C进行萃取，将萃取所得萃 余水相返回至步骤（1)中用于配制氯化钾饱和溶液，所述萃取剂与固液分离所得液相的体 积比为（1~3) :1，所述萃取剂由异戊醇、磷酸三丁酯和三辛胺组成，异戊醇、磷酸三丁酯、 三辛胺的体积比为1: (5~10) : (20~35); (3) 将步骤（2)萃取得到的有机相与水或者步骤（4)所得第二母液混合得到混合液，向 该混合液中通入氨气在50~70 °C进行反萃，当混合液的pH值为7~8时停止通入氨气，将 所得反萃有机相返回至步骤（2)中进行萃取； (4) 将步骤（3)所得反萃水相浓缩结晶并固液分离，得到副产物氯化铵和第一母液；向 第一母液中加入氯化钾，在搅拌下于60~80°C反应30~60min得反应液，将反应液冷却结 晶并固液分离得固相和第二母液，所得固相为硝酸钾粗品，将所述硝酸钾粗品用水洗涤并 干燥即得硝酸钾产品，将所得第二母液相返回至步骤（3)中进行反萃；氯化钾的加入量应 该使第一母液中NO 3与K +的摩尔比为I: (1~1. 2)。2. 根据权利要求1所述溶剂萃取制备硝酸钾的方法，其特征在于步骤（2)中的萃取停 留时间为15~30min。3. 根据权利要求1或2所述溶剂萃取制备硝酸钾的方法，其特征在于步骤（1)中所述 冷却结晶的终点温度为20~30°C。4. 根据权利要求1或2所述溶剂萃取制备硝酸钾的方法，其特征在于步骤（1)所述硝 酸的浓度为65~68wt%。5. 根据权利要求1或2所述溶剂萃取制备硝酸钾的方法，其特征在于步骤⑷所述冷 却结晶的终点温度为18~22°C。6. 根据权利要求1或2所述溶剂萃取制备硝酸钾的方法，其特征在于步骤⑷所述 浓缩结晶是将反萃水相在60~80°C浓缩至反萃水相中K +与NH 4+的摩尔比为（0. 15~ 0? 18) :1，Cl 与 NO3 的摩尔比为（1. 4 ~L 6) :1。7. 根据权利要求1或2所述溶剂萃取制备硝酸钾的方法，其特征在于将步骤（4)中浓 缩结晶时浓缩出的水用于步骤（1)和步骤（4)中洗涤硝酸钾粗品。8. 根据权利要求1或2所述溶剂萃取制备硝酸钾的方法，其特征在于将步骤（1)和步 骤（4)中洗涤硝酸钾粗品的后水返回步骤（1)中用于配制氯化钾饱和溶液。9. 根据权利要求3所述溶剂萃取制备硝酸钾的方法，其特征在于将步骤（1)和步骤 (4)中洗涤硝酸钾粗品的后水返回步骤（1)中用于配制氯化钾饱和溶液。10. 根据权利要求8所述溶剂萃取制备硝酸钾的方法，其特征在于将步骤（1)和步骤 (4)中洗涤硝酸钾粗品的后水返回步骤（1)中用于配制氯化钾饱和溶液。
【专利摘要】本发明提供的溶剂萃取制备硝酸钾的方法，工艺步骤如下：(1)配制温度为50～70℃的氯化钾饱和溶液，加入硝酸于50～70℃反应，冷却结晶、固液分离，将所得固相用水洗涤并干燥得硝酸钾产品；(2)向步骤(1)固液分离所得液相中加入萃取剂进行萃取，将萃余水相返回至步骤(1)的反应容器中；(3)将步骤(2)萃取所得有机相与水或第二母液混合并向其中通入氨气进行反萃，将反萃有机相返回至步骤(2)中；(4)将步骤(3)的反萃水相浓缩结晶并固液分离，得到氯化铵和第一母液；向第一母液中加入氯化钾，于60～80℃反应，冷却结晶、固液分离得固相和第二母液，将所得固相洗涤并干燥得硝酸钾产品，将第二母液相返回至步骤(3)中。
【IPC分类】C01D9/08, C01D9/04
【公开号】CN105036158
【申请号】CN201510431901
【发明人】李军, 马誉景, 金央, 陈明, 罗建洪
【申请人】四川大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月21日