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文檔簡介
——第十一章海水提鉀化學(xué)物質(zhì)的提取第十一章海水提鉀11.1
引言一、鉀鹽的用途二、鉀鹽的資源與生產(chǎn)情況11.2
海水提鉀技術(shù)的研究進(jìn)展(*)一、化學(xué)沉淀法二、溶劑萃取法三、膜分離法四、離子交換法11.3
從苦鹵或濃縮海水中提鉀一、苦鹵提取氯化鉀二、苦鹵提取硫酸鉀第十一章海水提鉀11.1
引言
一、鉀鹽的用途工業(yè):化工基本原料,火藥、炸藥、玻璃、冶金等;農(nóng)業(yè):“三要素”
氮、磷、鉀:農(nóng)業(yè)生產(chǎn)施肥平均水平,世界為1:0.42:0.30,中國為1:0.38:0.13
。第十一章海水提鉀(1)氯化鉀
營養(yǎng)增補(bǔ)劑;膠凝劑;代鹽劑;酵母食料;與食鹽一樣可用于農(nóng)產(chǎn)品、水產(chǎn)品、畜產(chǎn)品、發(fā)酵品、調(diào)味品、罐頭、方便食品的調(diào)味劑等。也用于強(qiáng)化鉀(供人體電解質(zhì)用)配制運(yùn)動員飲料等??蓮?qiáng)化凝膠作用。
農(nóng)業(yè)上用作鉀肥,肥效快,可用作基肥和追肥。
工業(yè)上用作制造其他鉀鹽的原料。
醫(yī)療上用以防治缺鉀癥。氯化鉀是臨床常用的電解質(zhì)平衡調(diào)節(jié)藥,用于治療和預(yù)防各種原因引起的低鉀血癥,亦可用于心、腎性水腫以及洋地黃等強(qiáng)心甙中毒引起的頻發(fā)性、多源性早搏或快速心率失常。第十一章海水提鉀(2)硝酸鉀
主要用于焰火、黑色火藥、火柴、導(dǎo)火索、燭芯、煙草、彩電顯像管、藥物、化學(xué)試劑、催化劑、陶瓷釉彩、玻璃、復(fù)合肥料、及花卉、蔬菜、果樹等經(jīng)濟(jì)作物的葉面噴施肥料等。另外,冶金工業(yè)、食品工業(yè)等將硝酸鉀用作輔料。黑火藥配方一般為硝酸鉀2克,硫磺3克,木炭4.5克,其中,木炭和硫磺稍稍過量(它們會與空氣中氧氣反應(yīng))。
第十一章海水提鉀(3)硫酸鉀用途十分廣泛,經(jīng)常被使用。農(nóng)業(yè)上用作化學(xué)肥料。是制造鉀鹽的原料。染料工業(yè)用于制中間體。玻璃工業(yè)用作澄清劑。香料工業(yè)用作助劑。醫(yī)藥上用作緩瀉劑。食品工業(yè)用作通用添加劑。還用于血清蛋白生化檢驗(yàn)。也可用作藥物、鉀肥,并用于制明礬、玻璃和碳酸鉀等,是可用作膳食用代鹽劑。
第十一章海水提鉀(4)高錳酸鉀高錳酸鉀是一種常見的強(qiáng)氧化劑。用途很廣泛,可以用來消毒殺菌的。在工業(yè)上用作消毒劑、漂白劑等。在實(shí)驗(yàn)室,高錳酸鉀因其強(qiáng)氧化性和溶液顏色鮮艷而被用于物質(zhì)的鑒定,酸性高錳酸鉀溶液是氧化還原滴定的重要試劑。在醫(yī)學(xué)上,高錳酸鉀可用于消毒、洗胃等。
第十一章海水提鉀第十一章海水提鉀二、鉀鹽的資源與生產(chǎn)情況
1、資源:(1)可溶性鉀鹽礦,(北美洲)美國、加拿大,(歐洲)前蘇聯(lián)地區(qū)、德國和法國,95%。而絕大多數(shù)國家鉀礦資源貧乏,農(nóng)業(yè)所需鉀肥依賴進(jìn)口。第十一章海水提鉀
(2)海水是化學(xué)資源的寶庫,其中鉀總?cè)艽媪窟_(dá)550萬億t,為陸地總儲量(約170億t)的3萬倍。雖然其相對濃度僅有380mg/kg,且80余種化學(xué)元素共存,分離提取技術(shù)難度大,但從可持續(xù)利用資源角度來看,開發(fā)海水鉀資源的意義和前景無疑是十分遠(yuǎn)大的。第十一章海水提鉀2、生產(chǎn)情況:世界鉀鹽產(chǎn)量(以K2O計(jì)),3000萬噸,90%以上用作肥料。中國:探明鉀儲量僅占世界總儲量的2.6%,2000年不足100萬噸,鉀肥來源主要依靠進(jìn)口,據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì),年進(jìn)口鉀肥在500萬噸以上。而且大多以液體礦為主。因此開發(fā)利用海水中鉀資源彌補(bǔ)我國鉀資源嚴(yán)重短缺,提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量具有十分重要的經(jīng)濟(jì)意義和戰(zhàn)略意義。第十一章海水提鉀11.2
海水提鉀技術(shù)的研究進(jìn)展
自1940年挪威化學(xué)家Kielland.J獲得第一個(gè)海水提鉀專利權(quán)以來,世界各沿海國家投入大量的人財(cái)物力,進(jìn)行海水提鉀技術(shù)的研究,共提出包括化學(xué)沉淀法、溶劑萃取法、膜分離法、離子交換法等多種技術(shù)路線的上百種方法。
化學(xué)沉淀法溶劑萃取法膜分離法離子交換法第十一章海水提鉀一、化學(xué)沉淀法化學(xué)沉淀法的基本原理是根據(jù)各種鉀鹽的溶解度特性,選用適宜的沉淀劑,使難溶性鉀鹽從海水中沉淀析出。二苦胺法硫酸鈣復(fù)鹽法磷酸鹽法高氯酸鹽法氨基三磺酸鈉法四苯硼酸鈉法氟硅酸鹽法硫代硫酸鉍鈉法等第十一章海水提鉀1、二苦胺法
二苦胺法由挪威化學(xué)家J.Kielland于1940年首先提出,并獲得了一系列專利。原理:二苦胺:
六硝基二苯胺(HDPA),弱酸,較難溶于水.二苦胺鈉鹽、鎂鹽、鈣鹽都易溶于水,而它的鉀鹽則難溶于水。第十一章海水提鉀工藝流程:1,制備可溶性二苦胺鹽:
2HDPA+Mg2+→Mg(DPA)2
+2H+
2,沉淀鉀離子:
Mg(DPA)2+2K+→2KDPA↓+Mg2+3,酸解二苦胺鉀鹽,得到相應(yīng)的可溶性無機(jī)酸鉀鹽,并使二苦胺再生:
KDPA+HNO3→HDPA↓+KNO3
第十一章海水提鉀二苦胺法海水提鉀的優(yōu)點(diǎn)是:選擇性好,提鉀效率高;缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴且?guī)硪欢ǖ奈廴締栴}。到目前為止還沒有更好的化學(xué)物質(zhì)可以與二苦胺相比。由于六硝基二苯胺易爆、且毒性較高,故此法很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。第十一章海水提鉀2、硫酸鈣復(fù)鹽法2K++SO42-+5CaSO4+H2O=K2SO4.5CaSO4.H2O↓或
K2SO4.5CaSO4.3H2O↓正向反應(yīng)(80℃),石膏加入鹵水或海水中,劇烈攪拌,生成沉淀,過濾分離。逆向反應(yīng)(20℃),常溫下,淡水處理上述固體,硫酸鉀溶解于水,硫酸鈣不溶,循環(huán)使用。科威特,日本第十一章海水提鉀3、高氯酸鹽沉淀法高氯酸鉀鹽溶解度很??;次氯酸鈉電解得高氯酸鈉;與苦鹵反應(yīng)得到高氯酸鉀沉淀;
沉淀與硫酸反應(yīng)得到KHSO4與高氯酸,高氯酸可以循環(huán)使用,KHSO4通入氨水得到KNH4SO4復(fù)合肥料。第十一章海水提鉀4、氨基三磺鈉法NaNO2+NaHSO3→N(SO3Na)3+Na2SO3+2H2ON(SO3Na)3+2K+→N(SO3)3NaK2↓+2Na+(-10℃,2-5h)N(SO3)3NaK2+3H2O→K2SO4+NaHSO4+NH4HSO4(150-180℃)
此法消耗化學(xué)試劑較多,且反應(yīng)要在-10℃下進(jìn)行,條件較苛刻。第十一章海水提鉀5、磷酸鹽法
美國M.L.Salutsty和M.GDunseth于1961年申請專利,其內(nèi)容為將將磷酸或磷酸鹽加入海水,并用NaOH將pH調(diào)到7~9.5,則海水中K+可沉淀。過程分二段進(jìn)行,第一步先得CaHPO4及MgHPO4,第二步繼續(xù)加NaOH使MgKPO4沉出,則后者沉淀物中含K+可達(dá)8%。
第十一章海水提鉀又研究了利用Na2CO3、Mg(OH)2及NH4OH來代替NaOH,以及重磷酸鈣代替磷酸,以降低成本。但報(bào)告中認(rèn)為此法的經(jīng)濟(jì)效果還是不行,成本仍比市價(jià)為高。把MgKPO4轉(zhuǎn)化為磷酸鉀,以進(jìn)一步提高產(chǎn)品的價(jià)值和質(zhì)量。第十一章海水提鉀6、四苯硼酸鈉法四苯硼酸鈉與鉀能形成溶解度極小的沉淀,是一種定量分析法。要點(diǎn)是以四苯硼酸鈉的稀溶液沉淀海水中的鉀鹽,沉淀物加酸后,則可形成四苯硼酸及相應(yīng)的鉀鹽。四苯硼酸鈉作為昂貴的試劑用于工業(yè)生產(chǎn)過程很難看到什么應(yīng)用前景。第十一章海水提鉀7、氟硅酸鹽法
K2SiF6在水中的溶解度很?。?.7×10-7mol.l-,20℃。利用磷肥廠中排放的廢氣中的H2SiF6,與鹵水或鹵塊進(jìn)行反應(yīng),生成K2SiF6沉淀,以達(dá)到回收鉀的目的。第十一章海水提鉀二、溶劑萃取法1.萃取法基本原理是利用鉀在萃取劑相與海水相分配系數(shù)的不同,以達(dá)到增濃和分離的目的。研究過的萃取劑有聚環(huán)醚、有機(jī)酸和酚的混合物、異戊醇、正丁醇、異丁醇、有機(jī)酸的煤油溶液、大環(huán)聚醚等。第十一章海水提鉀
1969年法國R.CPhillips等以3,5一二甲基二苦胺鈣為萃取劑,硝基苯為稀釋劑萃取鉀。
1974年意大利L.Marrelli等以二苦胺的硝基苯溶液萃取海水中的鉀,鉀的富集倍數(shù)可達(dá)47。
1983年印度B.S.Mohitc等研究從苦味酸鹽溶液中用王冠醚提取鉀,可以從10倍的堿金屬和堿土金屬離子溶液中定量地分離出鉀。
第十一章海水提鉀
1989年孫玉善等合成了一種新的鉀試劑一1,2,4,5一苯四酚一四乙酸,并證明了其對海水中的鉀具有極高的萃取性能。上述方法因萃取效率低或試劑昂貴等原因均未能進(jìn)行深入開發(fā)。第十一章海水提鉀2、溶劑析出法
利用某些極性溶劑對鉀鹽選擇沉淀特性,進(jìn)行鉀的分離提取。
研究過的極性溶劑有氨、甲醇、丙酮、乙二醇、乙二胺、烷基氨基胺及烷基氨基醇、無環(huán)叔胺和氮雜環(huán)化合物以及烷醇胺等。研究結(jié)果表明,此法對含鉀量較高的鹵水析出效果較好,但對含鉀稀薄的海水而言,析鉀效果不理想。第十一章海水提鉀三、膜分離法
1957年日本專利以電滲析法濃縮鉀鹽溶液,以10對離子交換膜(100平方厘米),經(jīng)1.5小時(shí)得到鈉鉀溶液(120g/LNaCI及9.5g/LKCl)。
1964年曾以離子交換膜和離子交換劑并用,研究Na+、K+的相對透過性。
1967年,日本武本長昭研究了鉀與鈣的分離。
1974年日本綾開政雄用離子交換膜處理海水,并得到高濃高溫的含鉀溶液(70~90℃),冷卻后可得KCl。此法可實(shí)現(xiàn)一價(jià)離子與二價(jià)離子的分離,但尚難做到Na+、K+分離。第十一章海水提鉀樹脂法無機(jī)離子交換劑法離子篩法天然沸石法四、離子交換法第十一章海水提鉀1、樹脂法常用的陽離子交換樹脂的交換容量雖大,但選擇性差,無法用于海水提鉀。
1971-1972年日本妹尾三郎,將磺酸型陽離子樹脂,涂敷硝基苯酚類化合物,以期提高對鉀的選擇交換性,但未能進(jìn)一步投入應(yīng)用。第十一章海水提鉀2、無機(jī)離子交換劑法
1969年日本的松下浩等,提出了以磷酸氫鎂為交換劑,在堿性條件下,MgHPO4·H2O可吸附海水鹵水中的鉀離子,在酸性條件下則可解吸的專利。
第十一章海水提鉀為了提高富集效果,他們又研究了磷酸鋯、聚磷酸鋯、三聚磷酸鋯、焦磷酸鋯、三偏磷酸鋯、六偏磷酸鋯、硅酸磷酸鋯、鎢酸磷酸鋯、鉬酸磷酸鋯等交換劑對鉀的選擇吸附性能。而且,吸附時(shí)不需堿性條件,解吸時(shí)用無機(jī)酸或氯化銨。結(jié)果表明,在各種交換劑中以非晶質(zhì)磷酸鋯為最好,吸附量對純鉀液為5mmol/g,對海水除Ca2+、Mg2+后為14-17mg/g,但因鋯化物價(jià)格昂貴,給應(yīng)用帶來不利因素。第十一章海水提鉀
1993年中國專利公開了“用硅藻土海水提鉀的多元長效復(fù)合肥的制造方法”,其要點(diǎn)是將硅藻土與海水制鹽后的苦鹵接觸吸附,得含鉀硅藻土,再將含鉀硅藻土與氮、磷肥混合,得到長效多元復(fù)合肥。此法亦不屬于海水直接提鉀。
1994年孫漢章研究了鈦酸鈉對海水中的鉀富集性能,探索了利用鈦酸鈉作為離子交換劑從海水中提取鉀鹽的方法。第十一章海水提鉀3、離子篩法
1993年Tanaka,Y等采用水合氧化錳型離子篩進(jìn)行海水或鹵水中鉀的分離,可使處理后的海水或鹵水中的含鉀量低于lppb,顯示了其對鉀離子的高選擇性。
1994年日本專利公布了一種對鉀具有選擇性吸附的離子篩型吸附劑的合成方法,該離子篩由加熱碳酸錳與蟻酸的混合物制得。第十一章海水提鉀4、天然沸石法天然沸石主要由硅鋁酸鹽組成,由于其結(jié)構(gòu)上具有一定孔徑的通道,形成了獨(dú)特的吸附及離子交換特性。
1960-1964年,美國地質(zhì)學(xué)家Ames研究了斜發(fā)沸石的離子交換特性,探索了斜發(fā)沸石對含鉀的鹽溶液的交換選擇性,并進(jìn)行了用氯化銨溶液洗提實(shí)驗(yàn)。
1970年美國Thomas在其專利中提出用海綠石吸附海水中的鉀,其交換量為11mg/g,以6N的NH4C1洗脫。
第十一章海水提鉀
1971年東德的Kno11以合成的絲光沸石回收溶液中放射性鉀離子,然后以氯化鈉或3N醋酸鈉溶液洗脫,但其洗出液中含鉀量比原海水還低一倍,因此沒有工業(yè)開發(fā)價(jià)值。
1994年俄羅斯專利提出了一種用天然斜發(fā)沸石濃縮海水中鉀的方法。海水首先與鈉型斜發(fā)沸石接觸處理,得到載鉀沸石和貧鉀海水。然后將一定量的貧鉀海水加熱至90℃后,洗脫載鉀沸石,得富鉀海水。最后,將冷卻后的富鉀海水再與鈉型斜發(fā)沸石接觸處理,得富鉀沸石。由于此法需加熱大量海水,能耗較高,故未見進(jìn)一步開發(fā)的報(bào)導(dǎo)。第十一章海水提鉀
我國科技工作者在沸石法海水提鉀技術(shù)開展了大量研究工作。自1972年至今,在國家和地方科技部門的一貫支持下,經(jīng)過幾代人的努力,具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的天然斜發(fā)沸石法海水提鉀技術(shù)已取得了重大進(jìn)展。開發(fā)出斜發(fā)沸石法海水提取硫酸鉀和硝酸鉀高效節(jié)能技術(shù),使海水硫酸鉀及硝酸鉀成本顯著低于現(xiàn)行的生產(chǎn)技術(shù)。第十一章海水提鉀沸石結(jié)構(gòu)沸石是巖石圈分布最廣的架狀硅酸鹽礦物之一。自瑞典物理學(xué)家F.A.F.Cronstedt于1756年首次發(fā)現(xiàn)沸石以來,已發(fā)現(xiàn)沸石近四十種,其中產(chǎn)出規(guī)模較大且較為常見的沸石有:方沸石、斜發(fā)沸石、片沸石、濁沸石、鈣十字沸石、菱沸石、毛沸石、絲光沸石、鈉沸石、斜鈣沸石等。
第十一章海水提鉀在沸石的架狀鋁硅酸鹽中,有比較大的空腔和孔道。在空腔中有交換性陽離子,同時(shí)也存在著水分子。沸石中的陽離子和格架結(jié)合比較弱,且不是充滿所有空腔,沸石結(jié)構(gòu)中的孔道允許一定大小的分子自由移動。沸石這種特殊的結(jié)構(gòu)決定了沸石具有吸附、分離流體、選擇離子交換、作為催化劑載體等性質(zhì)。因此,國內(nèi)外對沸石的開發(fā)應(yīng)用進(jìn)行了大量的研究工作。第十一章海水提鉀天然斜發(fā)沸石的結(jié)構(gòu)天然斜發(fā)沸石(Clinoptilolite),屬于第七組片狀晶體。其典型的氧化物化學(xué)式:(Na2,K2)O·Al2O3·10SiO2·8H2O,典型晶胞組成為:Na6[(A12O3)6(SiO2)30]·24H2O。斜發(fā)沸石的晶面第十一章海水提鉀
斜發(fā)沸石主要是由Si,Al,O等元素構(gòu)成。在此硅酸鹽結(jié)構(gòu)中,鋁原子處于六次配位,或者部分地取代硅氧四面體中的硅原子。當(dāng)硅酸鹽結(jié)構(gòu)中部分四價(jià)硅被三價(jià)鋁取代時(shí),過剩的負(fù)電荷一般由堿金屬和堿土金屬離子所補(bǔ)償。這些陽離子和鋁硅格架結(jié)合相當(dāng)弱,具有很大的流動性,可以參加離子交換反應(yīng)而不破壞礦物的晶體結(jié)構(gòu)。第十一章海水提鉀
斜發(fā)沸石的主要應(yīng)用
(1)斜發(fā)沸石能從海水中選擇性提取鉀離子,可用以制取鉀鹽。根據(jù)斜發(fā)沸石對鉀離子具有較強(qiáng)的選擇吸附性,可以用斜發(fā)沸石從含鉀的混合鹽水溶液中選擇性提取鉀。我國利用天然斜發(fā)沸石從海水中提取鉀的實(shí)驗(yàn)研究開始于1972年,繼我國浙江紹云第一個(gè)天然沸石礦被發(fā)現(xiàn)后,為了盡快使天然沸石在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮作用,國內(nèi)專家、學(xué)者進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn),總結(jié)出海水提鉀是可行的。第十一章海水提鉀
(2)美國的Ames(1959)證明斜發(fā)沸石具有從核裝置的低放射性廢液中除去放射性銫和鍶的離子交換特性。在我國,中國科學(xué)院青海鹽湖研究所康定學(xué)等利用斜發(fā)沸石的性質(zhì)研究了分離提取鹵水中鉀、銣、銫的條件。研究表明,三元體系中,配制鉀、銣、銫的交換容量(meq)比值為10:3:1的溶液,將此混合液通過銨型沸石柱,測得交換至沸石上的鉀、銣、銫比值為6:3:1,溶液中鉀的交換率為60%,銣的交換率為95%,銫為100%,進(jìn)一步證明銨型斜發(fā)沸石對堿金屬離子具有分離性能。第十一章海水提鉀
(3)斜發(fā)沸石對NH4+離子的高選擇吸附,可用來控制民用和工業(yè)污水的氨量NH3-N<3ppm,可用于廢水的第三級處理。從工程上考慮,污水pH值范圍4-8時(shí)沸石吸附NH4+效果最好,在pH4-8范圍外操作時(shí),沸石對NH4+吸附能力會降低。另外,沸石粒徑越小,離子交換的動力學(xué)情況越好。第十一章海水提鉀
(4)鈉型斜發(fā)沸石能從廢水中除去重金屬陽離子Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:不同類型的沸石對重金屬陽離子的吸附有明顯的差異,其中鈉型和氨型較好,其次為鈣型,氫型最差;pH值對于鈉型斜發(fā)沸石Pb2+、Cu2+、Zn2+的交換影響非常明顯,隨著pH值的降低,交換容量迅速下降。鈉型斜發(fā)沸石對重金屬陽離子的選擇順序?yàn)镻b2+>Cu2+>Zn2+>Cd2+,可用于重金屬離子的吸附除去。第十一章海水提鉀
(5)斜發(fā)沸石的陽離子交換性能使土壤變肥沃,并延長肥料的氨、鉀等成分的保留時(shí)間,是有效的土壤改良材料。它不僅能疏松土壤,改善其透氣性,而且能中和酸性土壤,也能有效地控制肥料中NH3-N和鉀的釋放,這樣能有效的防止灌溉水淋濾和太陽蒸發(fā)養(yǎng)分,從而延長養(yǎng)分在土壤的保留時(shí)間,最終提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。沸石本身也含有可供農(nóng)作物吸收的微量養(yǎng)分。第十一章海水提鉀
斜發(fā)沸石:((Na2,K2)O·Al2O3·10SiO2·8H2O
)是一種天然礦物,其晶體格架孔道組成了一系列二維的0.41×0.47nm的十元環(huán)自由窗口結(jié)構(gòu),從而形成了對陽離子的選擇特性:
Cs+>Rb+>K+>NH4+>Ba2+>Sr2+>Na+>Ca2+>Mg2+>Li+
沸石法海水提鉀技術(shù)正是依據(jù)這種離子交換特性,通過式(1)及式(2)的離子交換反應(yīng),實(shí)現(xiàn)從海水中富集提取鉀鹽。K+(Seawater)+MeZ→KZ+Me+(Seawater)(1)Me+(Elutent)+KZ→K+(EnrichedK+solution)+MeZ(2)式(1)及(2)中,Z代表沸石,Me+代表洗脫劑的陽離子。提取原理第十一章海水提鉀沸石法海水提取氯化鉀工藝是以天然斜發(fā)沸石為離子交換劑,以氯化鈉為洗脫劑,通過海水中K+與沸石上的Na+的離子交換,實(shí)現(xiàn)海水鉀的富集,制得富鉀鹽水.富鉀鹽水經(jīng)蒸發(fā)析鹽、冷卻結(jié)晶、洗滌分離及干燥等工序制取氯化鉀并聯(lián)產(chǎn)精制鹽。沸石法海水提取氯化鉀技術(shù)第十一章海水提鉀11.3
從苦鹵或濃縮海水中提鉀
一、苦鹵提取氯化鉀1、基本情況:
苦鹵的成分(大約):NaCl,130g/l;KCl,24g/l;MgSO4,70g/l;MgCl2,140g/l。這些苦鹵經(jīng)過處理,可以回收溴、鉀鹽、鎂鹽和芒硝。通常首先提溴和鉀鹽(氯化鉀),提溴和鉀鹽后的苦鹵叫老鹵。第十一章海水提鉀
兌鹵法苦鹵生產(chǎn)氯化鉀技術(shù)是我國苦鹵化工企業(yè)多年來廣泛采用的一項(xiàng)傳統(tǒng)苦鹵綜合利用工藝。該技術(shù)于20世紀(jì)60年代由我國科技人員開發(fā)成功后,曾形成了近5萬噸/年的生產(chǎn)能力,并在70和80年代為解決我國工業(yè)用鉀做出了重要貢獻(xiàn)。兌鹵法苦鹵提取氯化鉀工藝的基本原理是依據(jù)K+、Na+、Mg2+//SO42+、Cl---H2O體系相圖確定的苦鹵析鹽規(guī)律,通過兌鹵、蒸發(fā)、冷卻、分解、洗滌等工序制取氯化鉀。第十一章海水提鉀
(1)兌鹵:將30波美度的苦鹵與光鹵石(KCl.MgCl2.6H2O)分解階段產(chǎn)生的35波美度的循環(huán)老鹵混合。兌鹵的目的有二:促使苦鹵中氯化鈉(由于同離子效應(yīng))部分析出,從而減少在蒸發(fā)濃縮過程中的析出量;調(diào)節(jié)料組成。
(2)蒸發(fā):使混合鹵中的氯化鈉與硫酸鎂飽和析出,降低其在液相中的濃度,同時(shí)使氯化鉀的濃度提高。多溫蒸發(fā)過程,沸點(diǎn)逐漸升高,控制最終沸點(diǎn)為124度。蒸發(fā)過程中析出的固體以氯化鈉為主的混合鹽,稱為高溫鹽。
第十一章海水提鉀(3)保溫(100度)沉降:低于85度,光鹵石就要結(jié)晶析出。保溫沉降過程中新析出的固體以硫酸鎂為主,稱為低溫鹽,漿狀高低溫鹽(混合鹽)沉于底部,用鹽漿泵吸出。(4)(澄清液)冷卻結(jié)晶:迅速冷卻結(jié)晶生成細(xì)小
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