一种制备氯化铵的方法
【专利摘要】本发明公开了一种制备氯化铵的方法，包括：1)向含有氯化镁的反应液中加入液氨，在开放体系中反应，反应后得到含有氢氧化镁沉淀的反应母液；2)反应母液经过滤获得一次母液；3)一次母液中的经减压蒸氨得到氨气和二次母液；4)二次母液经浓缩得到氯化铵和三次母液。本发明液氨的利用率高，利用本发明的方法可以实现制备氢氧化镁的时候同时制备氯化铵，无三废排放、处理量小，属于清洁环保、绿色化工生产方法。
【专利说明】一种制备氯化铵的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于盐湖化学领域，具体涉及一种由固体钾盐矿制备氯化铵的方法。
【背景技术】
[0002]氯化铵为无色晶体或白色结晶性粉末；无臭，味咸、凉；有引湿性，在水中易溶，在乙醇中微溶。氨气和氯化氢化合生成氯化铵时会有白烟。无气味。味咸凉而微苦。氯化铵主要用于干电池、蓄电池、铵盐、鞣革、电镀、精密铸造、医药、照相、电极、粘合剂、酵母菌的养料和面团改进剂等。氯化铵简称“氯铵”，又称卤砂，是一种速效氮素化学肥料，含氮量为24%~25%，属生理酸性肥料。它适用于小麦、水稻、玉米、油菜等作物，尤其对棉麻类作物有增强纤维韧性和拉力并提高品质之功效。另外，国外还有很多农场将氯化铵作为铵盐类非蛋白氮添加到牛羊等动物的饲料中，但是添加量都有严格的限制。
[0003]氯化铵传统的合成方法是将氯化氢气体从湍流吸收塔的底部通入，与塔顶喷淋的循环母液接触，生成饱和氯化氢的氯化铵母液流入反应器，与通入氨气进行中和反应，生成氯化铵饱和溶液。送至冷却结晶器，经冷却至30~45°C，析出过饱和的氯化铵晶体。把结晶器上部氯化铵溶液送至风冷器冷却并循环至结晶器；下部晶浆经稠厚器增稠后再离心分离，制得氯化铵成品，经离心分离的母液送至湍流吸收塔循环使用。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术中制备阻燃性氧化镁工艺复杂成本较高的缺陷，提供一种利用液氨法生产氯化铵以及阻燃用氢氧化镁的方法。
[0005]本发明提供的利用液氨法生产氯化铵以及阻燃用氢氧化镁的方法包括:
[0006]I)向含有氯化镁的反应液中加入液氨，在开放体系中反应，反应后得到含有氢氧化镁沉淀的反应母液；
[0007]2)反应母液经过滤获得一次母液；
[0008]3) 一次母液中经减压蒸氨得到氨气和二次母液；
[0009]4) 二次母液经浓缩得到氯化铵和三次母液。
[0010]本发明在利用含镁溶液生产氢氧化镁的过程中，通过氨沉淀法得到了氯化铵，以含氯化镁的溶液为原料，氨为沉淀剂，反应式为:
[0011]MgCl2+2NH3.H2O — Mg(OH)2 I +2NH4C1
[0012]优选的，所述反应液中氯化镁的质量浓度为10~25%。所述反应液可以由提钾母液配制，所述提钾母液氯化镁的质量浓度在25 %~饱和浓度之间。
[0013]优选的，步骤I)中反应温度为30~90°C。
[0014]更优选的，所述反应温度为20~60°C。
[0015] 反应温度较低时，反应速度较慢，溶液的粘度增加会导致反应效率的降低，从而导致了氢氧化镁的过滤性能变差。而当选择一个较高的温度时，又会带来体系内溶解氨的挥发，恶化操作环境并且带来物料的浪费，当选择温度在25~50°C左右的温度区间反应时，反应产物的过滤性能较好,并且避免了物料的浪费。
[0016]优选的，所述步骤I)中反应时反应液的pH为8~11。pH较低时，由于氢氧化镁受其溶度积影响以及可溶于氯化铵的影响，其难以形成氢氧化镁沉淀。而当体系选择一个较强的碱性时，则会导致氢氧化镁沉淀的快速产生，产品的晶型交叉，过滤困难，而且难以洗涤，纯度降低。更优选的，所述反应时保持反应液的PH为9~10。
[0017]优选的，所述反应时间为40~360min。选择合理的反应时间可以最大程度的促进氢氧化镁的生成并且避免过长的反应时间带来的生产成本的提高。
[0018]优选的,所述液氨和氯化镁的比例为I~2.0。较高的氨镁比直接会带来体系的过饱和，形成细小颗粒的氢氧化镁，从而导致氢氧化镁团聚严重，难以过滤。
[0019]优选的，所述步骤3)中，氨气经提钾母液吸收循环利用。
[0020]更优选的，步骤4)中的所述三次母液返回步骤I)用作配置含有氯化镁的反应液。
[0021]更优选的，步骤I)中反应液由三次母液和提钾母液混合而成，所述提钾母液、三次母液和水的比例为1:0.6~1.4:0.5~I。
[0022]本方法综合利用提钾后老卤，利用废液废渣为原料，提高了经济效益、对环境绿色友好、而且生产过程无三废排放，清洁生产。同时，生产的氢氧化镁纯度高、易于过滤洗涤，该制备过程中得到的氯化铵既符合工业氯化铵的质量要求，又可以作为优质的农业用肥料使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图，对本发明做进一步的说明。
[0025]实施例一
[0026]参见图1，按照一定的比例，混合提钾老卤、蒸发母液和水，使氯化镁的浓度达到15% (w/w),按照0.8L/h的进料速度加入到2L的搅拌反应爸中，液氨按照1.4mol/h的速度从反应釜底部通入，搅拌强度为650rpm，在40°C的条件下反应，通过溢流得到含有氢氧化镁沉淀的反应母液。
[0027]过滤上述反应母液得到氢氧化镁固体和一次母液，得到的氢氧化镁沉淀经过洗涤、干燥后，得到氢氧化镁产品，其纯度为99.8%，中值粒径D50为35.Ιμπι。
[0028]一次母液经过减压蒸氨之后得到二次母液，得到的氨气利用提钾母液吸收后，返回反应步骤循环利用。
[0029]二次母液继续蒸发浓缩后得到三次母液，三次母液中含有12 %的氯化镁，其可返回反应步骤循环利用；同时得到还有固体氯化铵，氯化铵经过洗涤干燥之后，符合GB2946-92工业级和农用级氯化铵产品标准。
[0030]实施例二
[0031]按照一定的比例，混合提钾老卤、蒸发母液和水，使氯化镁的浓度达到20% (w/w)，按照5.0L/h的进料速度加入到5L的搅拌反应釜中，液氨按照18mol/h的速度从反应釜底部通入，搅拌强度为600rpm，在60°C的条件下反应，通过溢流得到含有氢氧化镁沉淀的反应母液。
[0032]过滤上述反应母液得到氢氧化镁固体和一次母液，得到的氢氧化镁沉淀经过洗涤、干燥后，得到氢氧化镁产品，其纯度为99.6%，中值粒径D50为29.3 μ m。
[0033]一次母液经过减压蒸氨之后得到二次母液，得到的氨气利用提钾母液吸收后，返回反应步骤循环利用。
[0034]二次母液继续蒸发浓缩后得到三次母液，三次母液含有14%的氯化镁；同时还得到的固体氯化铵经过洗涤干燥之后，符合GB2946-92工业级和农用级氯化铵产品标准。三次母液返回反应步骤循环利用。
[0035]实施例三
[0036]按照一定的比例，混合提钾老卤、蒸发母液和水，使氯化镁的浓度达到25% (w/w)，按照15L/h的进料速度加入到1L的搅拌反应釜中，液氨按照95mol/h的速度从反应釜底部通入，搅拌强度为244rpm，在90°C的条件下反应，通过溢流得到含有氢氧化镁沉淀的反应母液。
[0037]过滤上述反应母液得到氢氧化镁和一次母液，得到的氢氧化镁沉淀经过洗涤、干燥后，得到氢氧化镁产品，其纯度为99.2%，中值粒径D50为23.5μπι。
[0038]一次母液经过减压蒸氨之后得到二次母液，得到的氨气利用提钾母液吸收后，返回反应步骤循环利用。
[0039]二次母液继续蒸发浓缩后得到三次母液，三次母液中含有14%的氯化镁；同时得到固体氯化铵，氯化铵经过洗涤干燥之后，符合GB2946-92工业级和农用级氯化铵产品标准。三次母液返回反应步骤循环利用。
【权利要求】
1.一种制备氯化铵的方法，包括: 1)向含有氯化镁的反应液中加入液氨，在开放体系中反应，反应后得到含有氢氧化镁沉淀的反应母液； 2)反应母液经过滤获得一次母液； 3)一次母液中经减压蒸氨得到氨气和二次母液； 4)二次母液经浓缩得到氯化铵和三次母液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应液中氯化镁的质量浓度为10~25%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤I)中反应温度为30~90°C。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤I)反应温度为20~60°C。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤I)中反应时反应液的PH为8~11。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤I)反应时间为40~360min。
7.根据权利要求1所述 的方法，其特征在于，所述液氨和氯化镁的比例为I~2.0。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)得到的氨气经提钾母液吸收循环利用。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤4)还包括将所述三次母液返回步骤I)用作配置含有氯化镁的反应液。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤I)中所述反应液由三次母液和提钾母液混合而成，所述提钾母液、三次母液和水的比例为1:0.6~1.4:0.5~I。
【文档编号】C01F5/20GK104071804SQ201410320945
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】李法强, 王敏, 贾国凤, 彭正军, 祝增虎, 诸葛芹, 时历杰, 赵有璟, 李锦丽 申请人:中国科学院青海盐湖研究所