一种从含钾铝酸钠溶液中分离氧化钾的方法
【专利摘要】一种从含钾铝酸钠溶液中分离氧化钾的方法，涉及一种氧化铝生产过程中，从蒸发后的铝酸钠溶液中分离氧化钾的方法。通过往铝酸钠溶液中添加硫酸钠(或明矾石使反应生成硫酸钠)引入SO42-，使氧化钾转化为硫酸钾，以钾钠芒硝、硫酸钠和少量碳酸钠混合物的形式析出分离。析出在高苛碱，低温条件下进行，能够避免硫酸钠在溶液中残留。分离产物可依据相图将硫酸钾产品分离，硫酸钠循环使用，或者通过氯化钾使混合物转化为纯硫酸钾。本发明的方法解决了硫酸钠出路问题，可采用霞石、明矾石以混联法工艺联产氧化铝和硫酸钾；也可采用霞石、伊利石等高硅矿以酸碱联合法生产化学品氧化铝和硫酸钾。
【专利说明】一种从含钾铝酸钠溶液中分离氧化钾的方法
【技术领域】
[0001]一种从含钾铝酸钠溶液中分离氧化钾的方法，涉及一种氧化铝生产过程中，从蒸发后的含钾铝酸钠溶液中分离氧化钾的方法。
【背景技术】
[0002]钾盐是重要的化工原料和农用肥料，工业上通过盐湖水、钾盐矿等水溶性含钾资源生产氯化钾，再将其中一部分转化成硫酸钾等其它钾盐产品。非水溶性钾矿为另一含钾资源，国际上对其利用做了大量的研究，但因生产成本高于水溶性钾盐而没有实现大规模工业化生产。我国水溶性钾资源稀少，非水溶性钾矿储量巨大，后者亦因成本高昂而未工业应用，因此仍需大量进口氯化钾。
[0003]铝土矿、石灰中存在少量含钾矿物，氧化铝生产条件下，大部分钾进入溶液循环积累，最后通过赤泥、碳碱、结疤排出。虽然氧化钾有益流程，但其价格远高于氧化钠，损失掉非常可惜。
[0004]在用富钾含铝原料烧结法生产氧化铝时，含钾铝酸钠溶液先碳酸化分解使苛性碱转变为碳碱，再跟据碳酸钾和碳酸钠溶解度的差异，通过蒸发实现二者分离，由于碳酸钾的溶解度远大于碳酸钠，为获得碳酸钾，需将碳分母液全部蒸干，且蒸发过程大量析出钾、钠碳酸盐的混合物，分离成本高，该法只在原苏联工业应用。
【发明内容】
[0005]针对以上不足，本发明从含钾铝酸钠溶液种分后的循环母液中分离氧化钾，使其转变为硫酸钾以复盐的形式析出。发明不影响拜尔法工艺，节能，可综合利用矿产资源，实现氧化铝、硫酸钾的联产。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
[0007]一种从含钾铝酸钠溶液中分离氧化钾的方法，其特征在于将种分母液蒸发到Na20k180g/1~280g/l后，降温至20°C~70°C，按母液中的K2O全部反应生成钾钠芒硝(3K2S04.Na2SO4)理论量的1.5~2.5倍加入粉状无水硫酸钠(或不降温加入明矾石矿，使矿石中的硫酸铝与热母液反应生成铝酸钠和硫酸钠，再除杂、种分、蒸发、降温)，搅拌反应120~210分钟，此时，母液中的K2O和加入的Na2SO4发生复分解反应生成K2SO4和Na2O,K2SO4再与过量Na2SO4生成溶解度更小的3K2S04.Na2SO4析出，分离效果见表1。固相产物为3K2S04 ^Na2SCVNa2SO4和少量Na2CO3的混合物，洗涤后可依据相图分离出硫酸钾产品，剩下含少量碳酸钠杂质的硫酸钠循环使用；或者先加少量硫酸使阴离子完全转变为S042—，再分离为硫酸钾和硫酸钠；也可加酸后通过氯化钾将混合物转化为纯硫酸钾。当硫酸钠加入量和铝酸钠溶液浓度、温度、反应时间等条件在所给区间之外，或者先加入硫酸钠，再降温，亦会将氧化钾从铝酸钠溶液中分离，但分离收率或者经济性会打折扣。
[0008]表1不同条件下含钾铝酸 钠溶液中加入Na2SO4产生的氧化钾分离效果
[0009]
【权利要求】
1.一种从含钾铝酸钠溶液中分离氧化钾的方法，其特征在于:用硫酸钠(或明矾石、明矾、硫酸铝等使反应生成硫酸钠)作为沉析剂，从含钾铝酸钠溶液中分离氧化钾。
2.根据权利要求1所述的一种从含钾铝酸钠溶液中分离氧化钾的方法，其特征在于:硫酸钠加入之前或明矾石加入之后需将铝酸钠溶液温度降至20°C~70°C。
3.根据权利要求1所述的一种从含钾铝酸钠溶液中分离氧化钾的方法，其特征在于:加入硫酸钠后，含钾铝酸钠溶液浓度在Na20k180g/1~280g/l之间。
4.根据权利要求1所述的一种从含钾铝酸钠溶液中分离氧化钾的方法，其特征在于:溶液中氧化钾的析出过程需搅拌反应120~210分钟。
5.一种从含钾铝酸钠溶液中分离氧化钾的方法，其特征在于需排除分离氧化钾后溶液中残留的硫酸钠时，可将正常生产补充的液体氢氧化钠加入分离母液中，使浓度达到Na20k280g/1，再加 0.5g/l~lg/1` Na2SO4晶种，搅拌150~210分钟使硫酸钠析出滤掉。
【文档编号】C01F7/02GK103818935SQ201410013134
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年1月13日 优先权日:2014年1月13日
【发明者】赵凿元 申请人:赵凿元