黃血鹽鉀離子交換法生產工藝的製作方法

2023-11-04 21:29:52 1

專利名稱：黃血鹽鉀離子交換法生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種鉀鹽、特別是黃血鹽鉀的離子交換法生產工藝。
現有的黃血鹽鉀〔K4Fe(CN)6〕是採用氰化鈉(NaCN)通過復鹽法製取。即將氰化鈉溶液抽入反應釜中，蒸汽加熱到一定溫度後，加硫酸亞鐵(FeSO4)進行反應，同時加入過量的氯化鈣(CaCl2)，鈣離子(Ca++)與溶液中存在的硫酸根離子(SO2-4)、碳酸根離子(CO2-3)和氫氧根離子(OH-)反應，生成沉澱物，經過濾分離除去這些離子。將過濾後的濾液移入復鹽生成釜，加入一定量的氯化鈣和氯化鉀(KCl)或適量結晶後的母液(母液中含氯化鉀)。升溫到一定溫度，反應後取上層清液分析母液中黃血鹽鈉〔Na4Fe(CN)6〕含量是否低於5克/升，然後過濾棄去廢液。於所得復鹽中按比例加入一定量的水，升溫後加入定量的純鹼反應。待脫鈣完全後，過濾棄去碳酸鈣(CaCO3)。清液送入鹽析轉化釜，在轉化釜內升溫後，加入一定量的氯化鉀，經反應使其全部轉化成亞鐵氰化鉀〔K4Fe(CN)6〕，過濾後將清液送入蒸發器濃縮，濃縮液經結晶、分離、乾燥後，便可得到黃血鹽鉀成品，其工藝流程如

圖1。反應機理如下
(3)復鹽工序
(4)脫鈣工序
(5)鹽析轉化工序
該工藝流程周期長，工序複雜，復鹽生成後，有含黃血鹽鈉的廢水及碳酸鈣廢渣排出。並因成品含微量鈣而影響了產品質量。
本發明的目的在於提供一種工藝簡單，流程周期短，成品質量高，又能基本實現無「三廢」排出的黃血鹽鉀的離子交換法生產工藝。
本發明可通過下述方法來實現鉀、鈉鹽的離子交換過程，製得黃血鹽鉀結晶產品。即採用陽離子交換樹脂進行順流掛鈉(即用含鈉離子的溶液順流淋洗離子交換樹脂)。逆流掛鉀(即用含鉀離子的無機鹽溶液逆流再生離子交換樹脂)的離子交換過程;掛鈉溶液(即淋洗液)採用一定濃度的黃血鹽鈉溶液，掛鈉時掌握一定的流速，掛鉀溶液(即再生液)可採用一定濃度的可溶性無機鉀鹽溶液，且控制溶液的PH值於中性或弱鹼性並掌握一定的掛鉀流速。
陽離子交換樹脂以採用強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂為最佳。
所採用的黃血鹽鈉淋洗液的濃度，因考慮到淋洗液濃度高，淋洗效果差;濃度低，得到黃血鹽鉀溶液的濃度偏低，造成蒸發、濃縮、結晶能耗大，不經濟。因此，以選用室溫下達到飽和的溶液濃度為最佳濃度。一般地，室溫下黃血鹽鈉的飽和濃度為12～13°Be。
同樣地，可溶性無機鉀鹽溶液〔如硫酸鉀(K2SO4)，硝酸鉀(KNO3)，磷酸鉀(K3PO4)等溶液〕的濃度也是以室溫下達到飽和的濃度為最佳。
通常，順流掛鈉的流速以2～3釐米/分鐘為宜，逆流掛鉀的流速一般為1.1～1.2釐米/分鐘。
離子交換過程中順流掛鈉量最好控制在離子交換樹脂的交換量以內，以保證淋洗出的黃血鹽鉀溶液中不因樹脂交換過飽和而帶有黃血鹽鈉雜質，有利於提高產品的質量。
離子交換法生產黃血鹽鉀的反應機理為
淋洗反應為(式中的R為樹脂)
再生反應為
上述淋洗與再生不斷反覆進行，便可陸續得到黃血鹽鉀溶液，並付產氯化鈉。
離子交換法所得到的黃血鹽鉀溶液，經過與復鹽法相同的蒸發、濃縮。結晶、離心分離等工序後，便可得到黃血鹽鉀成品。
圖1為復鹽法生產黃血鹽鉀的工藝流程圖。
圖2為離子交換法生產黃血鹽鉀的工藝流程圖。
本發明工藝與復鹽法相比具有如下優點1.工藝簡單，流程周期短，成品質量高。
由黃血鹽鈉〔Na4Fe(CN)6〕製取黃血鹽鉀〔K4Fe(CN)6〕在離子交換樹脂內只需一步即可完成，並能得到分開的產品和付產品的溶液，經各自濃縮即可得到成品和付產品。而復鹽法同樣由黃血鹽鈉製取黃血鹽鉀則需經過復鹽、脫鈣、鹽析轉化三道工序，生成的產品與付產品又混在同一份溶液中，濃縮過程還得考慮將氯化鈉分離除去，且分離的技術要求較高。產品與付產品的分離好壞直接影響到產品的質量。
2.基本實現無「三廢」在離子交換法中，因將順流淋洗掛鈉後水洗得到的含低濃度黃血鹽鉀的廢液(簡稱低度水)作為代替化鈉工序的清水用，實現工藝的封閉循環，避免了含氰廢水的排出，且離子交換得到的付產物-氯化鈉溶液可以濃縮回收，因此基本實現了工藝無「三廢」。而復鹽法在復鹽工序及脫鈣工序都存在不可避免的含絡合氰的廢水及廢渣排出，造成環境汙染。
實施例(一)化鉀1.按配方要求向化鉀池內投入237Kg/批的氯化鉀，加入0.829立方米的水，攪拌使之完全溶解，溶液濃度約為20°Be(掛鉀溶液也可採用含等當量數鉀離子的其它可溶性無機鹽溶液，如硫酸鉀，硝酸鉀，磷酸鉀等溶液)。
2.稱取1.5Kg碳酸鉀(K2CO3)用適量水溶解，並逐漸注入化鉀池內攪拌、控制溶液pH值達10～11，以除去鎂離子(Mg2+)澄清，過濾。
3.溶液中加入適量鹽酸(HCl)攪拌中和，使氯化鉀的pH值控制在7.0～7.5。
4.靜置澄清。檢測鈣、鎂離子含量是否合格。
5.將澄清透明的氯化鉀濾液泵入氯化鉀高位槽，備用。
(二)化鈉1.稱取260公斤黃血鹽鈉〔Na4Fe(CN)6〕投入化鈉池中，加入1.126立方米的水，攪拌溶解成約12°Be的溶液2.靜置澄清並過濾。
3.將濾液泵入黃血鹽鈉高位槽。備用。
(三)離子交換1.逆流掛鉀(1)開放樹脂床上的進鉀閥，嚴格控制流速為1.1～1.2釐米/分鐘(2)掛鉀結束的同時，以1.1～1.2釐米/分鐘的流速逆流送水，直至出口溶液濃度為0，立即關閉出口閥並停止進水。
(3)用清水順流淋洗樹脂床約1小時，用硝酸銀(AgNO3)檢測Cl-是否合格。
3.順流掛鈉(1)順流淋洗黃血鹽鈉溶液，嚴格控制流速在2～3釐米/分鐘內，並收集交換液。
(2)掛鈉結束，以低度水淋洗5～10分鐘，流速保持2～3釐米/分鐘，繼續收集交換液。
(3)繼續用清水順流淋洗，流速保持2～3釐米/分鐘，收集母液直至濃度低於5°Be為止。
(4)用清水繼續淋洗，至0°Be後，再以清水淋洗5～10分鐘，母液進低度水池。
(四)蒸發與濃縮蒸發濃縮過程中，採用常壓或減壓法，液體溫度控制在97～102℃的範圍內，不得超過103℃，直至濃縮到35°Be為止。
(五)結晶與離心1.用冷卻水冷卻，使濃縮液得以冷卻結晶，測得結晶母液溫度降為35℃時，即可進行離心分離。
2.經離心機脫液後，用清水均勻淋洗離心物料(以一至二壺為準)3.待無母液流出後，再繼續離心2～3分鐘後停機。
4.離心成品涼幹後即可包裝。
本發明的離子交換法也可用於製備其它含鉀物質。如由矽酸鈉製取矽酸鉀等。
權利要求
1.一種製得黃血鹽鉀溶液後，經蒸發濃縮，結晶、分離，乾燥而得到黃血鹽鉀結晶產品的黃血鹽鉀離子交換法生產工藝，其特徵在於a、採用陽離子交換樹脂，b、進行順流掛鈉，逆流掛鉀，c、掛鈉溶液採用室溫下濃度為12～13°Be的飽和黃血鹽鈉溶液，d、掛鉀溶液採用室溫下達到飽和的可溶性無機鉀鹽溶液，溶液的pH值控制在中性或弱鹼性，e、順流掛鈉時的流速控制在2～3釐米/分鐘之內，逆流掛鉀的流速在11～12釐米/分鐘之內。
2.根據權利要求1所述的黃血鹽鉀離子交換法生產工藝，其特徵在於最佳陽離子交換樹脂為強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂。
3.根據權利要求1或2所述的黃血鹽鉀離子交換法生產工藝，其特徵在於掛鉀所採用的可溶性無機鉀鹽溶液，以氯化鉀溶液為最佳，室溫下氯化鉀溶液的飽和濃度為20～30°Be。
4.根據權利要求1或2所述的黃血鹽鉀離子交換法生產工藝，其特徵在於順流掛鈉量最好控制在離子交換樹脂的交換量內。
5.根據權利要求3所述的黃血鹽鉀離子交換法生產工藝，其特徵在於順流掛鈉量最好控制在離子交換樹脂的交換量之內。
全文摘要
本發明涉及一種鉀鹽、特別是黃血鹽鉀的離子交換法生產工藝。該工藝通過強酸性陽離子交換樹脂，進行順流掛鈉逆流掛鉀，使黃血鹽鈉溶液直接轉化成黃血鹽鉀溶液，從而簡化了黃血鹽鉀的生產工藝，縮短了生產周期，降低了成本，提高了產品質量，本發明的反應機理如下，
文檔編號C01C3/12GK1031823SQ8810153
公開日1989年3月22日 申請日期1988年3月18日 優先權日1988年3月18日
發明者丁以鈿 申請人:丁以鈿