专利名称：：一种液相萃取制备硫酸钾联产氯化铵的方法
技术领域：
：本发明属于无机盐化工技术和化肥化工
技术领域：
，具体涉及一种液相萃取制备硫酸钾联产氯化铵的方法。
背景技术：
：钾肥是农作物生长的三大要素之一，但是全世界陆地可溶性钾矿分布极不均匀，可溶性钾矿的储存和生产96%以上集中在加拿大、俄罗斯、德国、美国、约旦等少数几个国家，我国钾资源现已探明储量4.57亿吨仅占世界储量的2.6%，大多以陆湖相沉积的液体矿为主。硫酸钾的生产工艺主要是直接提取法和转化法。在没有天然硫酸钾或硫酸镁钾矿的条件下，转化法几乎是唯一被采用的生产方法。世界上75%以上的硫酸钾都是通过转化法生产的。转化法又称复分解法，大多数采用氯化钾和硫酸(硫酸盐)为原料，氯化物为副产品的路线。目前硫酸钾的生产工艺主要有Ma皿heim法、Climax法、Chisso法和缔置法等。Mannheim法采用氯化钾和硫酸在高温下直接反应，其缺点是反应温度高(一般在600-700°C)，能耗大，高温下硫酸和反应生成的氯化氢对设备和管道腐蚀严重，而且由于温度高，氯化氢气体中会混有少量硫酸酸雾，导致副产品盐酸的质量降低；Climax法是利用流化床反应器，热空气和燃烧气混合把磨细的氯化钾流态化，370-540°C下硫酸雾化喷入其中，用旋风除尘收集硫酸钾，此法解决了高温腐蚀问题，但是由于原料需要研磨，生产成本较高，同时为了保证产品质量只能使用天然气等清洁燃料，故而存在很大局限性；Chisso法与Mannheim法相近，不同之处在于把硫酸钾生产工艺分成两步，同时提高了硫酸用量，虽然降低了反应温度(550°C)，产品中游离硫酸量也大大增加；缔置法是我国沈阳化工综合利用研究所发明的以氯化钾和硫酸为原料生产高纯硫酸钾的技术(ZL90106352.5)，但是该技术存在以下缺点原料中的重金属容易导致缔置剂失活，乳化使缔置剂不易回收，冷却硫酸钾溶液的生产方式效果不明显而且增加能耗。
发明内容本发明目的在于提供一种液相萃取制备硫酸钾联产氯化铵的方法。本发明以氯化钾、硫酸为主要原料，通过有机萃取剂常温常压下直接液相萃取反应生成硫酸钾并且联产高纯氯化铵。—种液相萃取制备硫酸钾联产氯化铵的方法，其特征在于该方法包括A原料溶液、萃取剂与反萃取剂的制备氯化钾和硫酸组成的混合溶液作为原料溶液，由三辛胺、正丁醇、异戊醇、仲辛醇以及煤油组成的混合溶液作为萃取剂，溶解了液氨或尿素的饱和氯化铵溶液作为反萃取剂；B硫酸钾的生成将A中配置好的原料溶液以及萃取剂直接混合萃取，静置分层，将上层含有萃取剂溶液进行分离，下层溶液中硫酸钾晶体直接析出，过滤、干燥后得到产品硫酸钾，剩余滤液作为溶剂循环配置A中原料溶液；C萃取剂的再生循环与氯化铵的生成将B中分离出的萃取剂与A中配置好的反萃取剂按一定的体积比(1:0.61.2)直接混合萃取，静置分层，上层溶液分离后可以直接作为A中的萃取剂继续循环参与反应，下层溶液中氯化铵晶体直接析出，过滤、干燥后得到产品氯化铵，剩余滤液待用；D反萃取剂的再生与循环将C中的剩余滤液溶入饱和浓度的液氨或尿素后直接作为A中的反萃取剂继续循环参与反应。在A步骤中，氯化钾与硫酸的摩尔比为1:0.81.2。在A步骤中，萃取剂的体积百分含量为2040X三辛胺、1015%正丁醇、1535%异戊醇、520%煤油以及余量的仲辛醇。在B步骤中，原料溶液与萃取剂的体积比为1:0.81.8。本发明萃取剂与反萃取剂的体积比为0.61.2。本发明叙述的液相萃取法制备硫酸钾联产氯化铵的方法，得到了较好的结果。产品(硫酸钾)纯度大于99%，符合农业硫酸钾优等品技术指标(K20>53%，Cl<1%)。副产品(氯化铵)纯度大于99.9%，符合工业氯化铵优等品技术指标。本发明提供的液相萃取法制备硫酸钾联产氯化铵的方法与现有技术相比，具有如下优点1.全部过程密闭循环、绿色环保，无任何废水废液排放。2.循环过程萃取剂高效、稳定、无乳化现象。3.工艺流程简洁，操作简单，所有反应均在常温常压下进行。4.工艺过程能耗低，产品收率高。具体实施方式实施例1:称取254.Og硫酸(21%)，和80.Og氯化钾(99.8%)，充分混合搅拌，待其完全溶解得到原料溶液；量取400mL有机萃取剂直接加入原料溶液(有机萃取剂由20%三辛胺，35%正丁醇，25%异戊醇，15%煤油和5%的仲辛醇组成)，搅拌萃取5min，静置分层，分离有机相，将水相过滤，滤液直接循环用于稀释溶解原料，滤饼IO(TC干燥30min得到产品硫酸钾80.8g;量取200mL反萃取剂加入分离后的有机相中(反萃取剂为溶解了液氨的饱和氯化铵溶液)，搅拌萃取5min，静置分层，分离有机相，将水相过滤，滤液补充溶解液氨后作为反萃取剂继续循环使用，滤饼IO(TC干燥15min得到产品氯化铵44.lg;分离后的有机相作为萃取剂继续循环反应。上述反应条件下循环5次，反应结果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>上述反应条件下循环5次，萃取剂几乎无损失，萃取性能稳定。实施例2:称取120.0g硫酸(17%)，和30.Og氯化钾(99.8%)，充分混合搅拌，待其完全溶解得到原料溶液；量取150mL有机萃取剂直接加入原料溶液(有机萃取剂由40%三辛胺，15%正丁醇，30%异戊醇，10%煤油和5%的仲辛醇组成)，搅拌萃取5min，静置分层，分离有机相，将水相过滤，滤液直接循环用于稀释溶解原料，滤饼IO(TC干燥30min得到产品硫酸钾29.7g;量取80mL反萃取剂加入分离后的有机相中(反萃取剂为溶解了尿素的饱和氯化铵溶液)，搅拌萃取5min，静置分层，分离有机相，将水相过滤，滤液中补充溶解尿素后作为反萃取剂继续循环使用，滤饼IO(TC干燥15min得到产品氯化铵16.9g;分离后的有机相作为萃取剂继续循环反应。上述反应条件下循环10次，反应结果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>上述反应条件下循环10次，萃取剂无明显损失，萃取性能稳定。实施例3:称取34.Okg浓硫酸(98%)，用200.OL蒸馏水稀释，再称取50.Okg氯化钾(99.8%)，加入稀释的硫酸溶液中，充分混合搅拌，待其完全溶解得到原料溶液；量取200.0L有机萃取剂直接加入原料溶液(有机萃取剂由50%三辛胺，15%正丁醇，15%异戊醇，15%煤油和5%的仲辛醇组成)，搅拌萃取15min，静置分层，分离有机相，将水相过滤，滤液直接循环用于稀释溶解原料，滤饼IO(TC干燥30min得到产品硫酸钾49.7kg;量取200L反萃取剂加入分离后的有机相中(反萃取剂为溶解了液氨的饱和氯化铵溶液)，搅拌萃取15min，静置分层，分离有机相，将水相过滤，滤液补充溶解液氨后作为反萃取剂继续循环使用，滤饼10(TC干燥20min得到产品氯化铵25.9kg;分离后的有机相作为萃取剂继续循环反应。上述反应条件下循环5次，反应结果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>上述反应条件下循环5次，萃取剂几乎无损失，萃取性能稳定。权利要求一种液相萃取制备硫酸钾联产氯化铵的方法，其特征在于该方法包括A原料溶液、萃取剂与反萃取剂的制备氯化钾和硫酸组成的混合溶液作为原料溶液，由三辛胺、正丁醇、异戊醇、仲辛醇以及煤油组成的混合溶液作为萃取剂，溶解了液氨或尿素的饱和氯化铵溶液作为反萃取剂；B硫酸钾的生成将A中配置好的原料溶液以及萃取剂直接混合萃取，静置分层，将上层含有萃取剂溶液进行分离，下层溶液中硫酸钾晶体直接析出，过滤、干燥后得到产品硫酸钾，剩余滤液作为溶剂循环配置A中原料溶液；C萃取剂的再生循环与氯化铵的生成将B中分离出的萃取剂与A中配置好的反萃取剂按一定的体积比(1∶0.6～1.2)直接混合萃取，静置分层，上层溶液分离后可以直接作为A中的萃取剂继续循环参与反应，下层溶液中氯化铵晶体直接析出，过滤、干燥后得到产品氯化铵，剩余滤液待用；D反萃取剂的再生与循环将C中的剩余滤液溶入饱和浓度的液氨或尿素后直接作为A中的反萃取剂继续循环参与反应。2.如权利要求l所述的方法，其特征在于氯化钾与硫酸的摩尔比为1:0.81.2。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于萃取剂的体积百分含量为2040%三辛胺、1015%正丁醇、1535%异戊醇、520%煤油以及余量的仲辛醇。4.如权利要求l所述的方法，其特征在于原料溶液与萃取剂的体积比为l:0.81.8。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于萃取剂与反萃取剂的体积比为0.61.2。全文摘要本发明公开了一种液相萃取制备硫酸钾联产氯化铵的方法。本发明以氯化钾、硫酸为主要原料，通过有机萃取剂常温常压下直接液相萃取反应生成硫酸钾并且联产高纯氯化铵。本发明整个过程常温常压、密闭循环、绿色环保，工艺流程简洁，投资少、能耗低、产品收率高、品质好。文档编号C01C1/16GK101746783SQ20081018902公开日2010年6月23日申请日期2008年12月19日优先权日2008年12月19日发明者丑凌军,宋焕玲,杨建,赵军申请人:中国科学院兰州化学物理研究所