网站主页 >> 碳酸钾 >> 新闻专题 >> 正文

碳酸钾的制备方法

发布日期:2021/2/26 14:23:27

背景技术

碳酸钾是一种重要的无机化工基础原料,20世纪70年代初我国开发成功并投入工业化生产,当时主要应用于合成氨厂合成气的净化,也可用作无氯钾肥,需求量较少,80年代以后,我国碳酸钾的需求量迅速增长,应用日趋广泛:化学工业中大量用作化肥脱碳剂,工业气体中硫化氢、二氧化碳的清除剂;橡胶的防老剂;玻璃工业中被大量用于制造计算机显示器,电视机显像管玻壳,电子管,精密玻璃器皿及各种装饰用特殊玻璃;在农业生产中是一种良好的无氯钾肥,其含有的碳酸根是植物进行光合作用的原料,且对土壤有疏松作用;此外碳酸钾还被广泛应用于电焊条、油墨、照相药品、聚酯、炸药、制革、电镀、陶瓷、建材、水晶、钾肥皂以及医药的生产。

Potassium carbonate.jpg

生产方法

碳酸钾生产有草木灰法、吕布兰法、电解法、离子交换法等。草木灰法是最古老的方法,即从各种植物壳(如棉籽壳、茶子壳、桐子壳、葵花子壳)烧成的草木灰中提取,草木灰中含有碳酸钾、硫酸钾、氯化钾等可溶性盐,用沉淀、过滤的方法可加以分离,此法由于产品质量低、不经济,且受原料来源限制而很少采用;吕布兰法是将硫酸钾与煤粉、石灰混合,还原焙烧,得黑灰(含碳酸钾、硫化钙等烧成物),经浸取、过滤、蒸发、碳化,得碳酸氢钾,再经过滤、煅烧得产品,此法由于工艺流程长等原因已被其他方法所取代;电解法是将氯化钾电解后得到的氢氧化钾溶液,在碳化塔中以二氧化碳碳化,经多效蒸发器蒸发、过滤得碳酸氢钾,再经煅烧制得产品,此法因原料易得、钾利用率高、无三废产生而得到广泛应用,但耗电较多,设备要求高,离子膜电解槽设备的投入耗资具大,资金回收周期长,导致产品成本过高;离子交换法是用阳离子交换树脂与氯化钾交换,再用碳酸氢铵洗脱成碳酸氢钾稀溶液,经多效蒸发、碳化、结晶、分离、煅烧得产品,此法产品质量好,工艺流程短,但仅适用于小规模生产,原料氯化钾常用化学纯或工业纯,成本较高,又由于阳离子交换树脂常常采用钠型离子交换树脂,还会存在树脂交换容量和钾离子的交换率不高、氯化钾的用量较多、消耗较大等问题。

制备方法

(1)一次盐水精制:将原料钾盐送至化盐槽,加水在50〜60°C的温度下形成饱和的粗盐水,在粗盐水中加入KOH溶液直至粗盐水中Mg2+浓度小于5ppm,加入少量FeCl3溶液,直至粗盐水颜色变为土黄色则不再加入,再加入KKO3溶液直至粗盐水的Ca2+的浓度小于5ppm,静置,过滤,分别得一次盐水和盐泥;

(2)二次盐水精制:将一次盐水经凯膜过滤器过滤,再将滤液送入螯合树脂塔,得精制盐水,并通入盐水储存罐;

(3)上钾液配制:将盐水储存罐的精制盐水配制成重量浓度为2%的氯化钾溶液作为上钾液;

(4)离子交换反应:离子交换塔中选用732钠型阳离子交换树脂,将上钾液逆流通入所述离子交换塔,上钾流量为0.028L.min-1,钠型阳离子交换树脂转变为钾型树脂,经实验证明,钾离子交换率可达93%;

(5)洗脱反应:用上铵液饱和NH4HCO3溶液作为洗脱剂,顺流通入离子交换塔,上铵流量为0.030L.min-1,钾型树脂转变为铵型树脂,上铵量与步骤⑷或步骤⑹的上钾量的摩尔比是1.13:1,洗脱后得碳酸氢钾和碳酸氢铵的混合溶液;

(6)树脂再生反应:将上钾液逆流通入离子交换塔,反洗铵型树脂,将铵型树脂转变为钾型树脂,多次重复步骤⑸和步骤(6);

(7)蒸发浓缩:将步骤⑸得到的碳酸氢钾和碳酸氢铵的混合溶液在温度为120〜150°C下蒸发浓缩,以水作为参考密度,当溶液相对密度为1.576时,停止加热;

(8)喷雾造粒:将步骤⑺所得溶液喷雾造粒,得碳酸钾产品。

免责申明

ChemicalBook平台所发布的新闻资讯只作为知识提供,仅供各位业内人士参考和交流,不对其精确性及完整性做出保证。您不应以此取代自己的独立判断,因此任何信息所生之风险应自行承担,与ChemicalBook无关。如有侵权,请联系我们删除!