[其他]电解混合法制取氯酸钾

说明书

本发明属于化工无机盐专业，是一种制取氯酸钾的工艺方法，为电化学两步法和一步法制取氯酸钾技术的综合应用。即将氯化钠与氯化钾两种精盐水分别送入阶梯式电槽中进行连续电解，并使该钠、钾两股电解流出液，按氯化钾接近于理论量的配比进行连续混合（或氯酸钠电解液与氯化钾精盐水连续相混），从而发生复分解反应过程，以制得氯酸钾产品。

本发明之技术领域属化工无机盐专业，为一种制取氯酸钾的方法。

本发明是关于将氯化钠、氯化钾两种原盐水分别精制后，在阶梯式电槽中平行进行连续电解〈或只由氯化钠精盐水进行电解〉，并使该两股电解流出液〈或钠电解液与氯化钾精盐水〉，在较高温度下按定量控制连续相混，再进而冷析结晶该混合溶液中过饱和氯酸钾的方法。该方法适用于工业上制备氯酸钾产品。

目前国内外普遍采用的氯酸钾电化学制法，是电解精制的氯化钠饱和盐水获取氯酸钠溶液，再以此溶液与固体氯化钾发生复分解反应制得氯酸钾产品〈简称二步法〉。该方法流程长，有污染，消耗与成本高，劳动强度大。US4046653〈作者Oronzio dl Nora vitlo rio dl Nora Placedo.M.sup aziante〉。描述了一种氯化钾直接电解制取氯酸钾的过程〈简称一步法〉。它是将氯化钾盐水送入铂或铂合金等贵重材料涂层的金属阳极电槽中，在摄氏90～110度沸腾状况下进行电化学反应过程，获取的电解液氯酸钾浓度可达210g/l。但由于其槽温高，腐蚀严重，所需电极材料贵重难得，至今尚难在工业化生产中普及采用。印度《J.appl.Chem.Biotechnol.》1974年〈24〉第43～47页上登载的《Lead Dioxide Anodes in the Large Scale Production of Potassium Chlorate from Potassium Chloride》〈作者H.V.K.Udupa等〉一文中叙述的方法，在电解槽温偏低〈摄氏55～60度〉情况下，较好地解决了阳极材料问题。但仍存在一步法工艺通有的电解深度浅〈电解液氯酸钾含量仅80～160g/l〉，过程液量大和产品质量不稳定〈后处理时氯化钾易随氯酸钾共同析出〉等弊病。

本发明的目的是提出一种既能克服上述工艺中存在的问题，并且又具有流程短、质量高、消耗少、成本低、投资省、无铬渣污染、经济社会效益明显等优点的氯酸钾制备方法。

本发明的基本原理是，先应用电化学方法获得氯酸钠溶液〈含氯化钠，简称钠电解液〉和氯酸钾溶液〈含大量氯化钾，简称钾电解液〉。其电化学反应方程式为：

KCl+3H₂O6F/KClO₃+3H₂↑……（1）

〈溶液中剩余未电解的KCl〉

NaCl+3H₂O6F/NaClO₃+3H₂↑……（2）

〈溶液中剩余未电解的NaCl〉

再将〈1〉、〈2〉两电解流出液，在摄氏80～95度条件下，按定量配比连续相混，钠电解液中的氯酸钠与钾电解液中未电解的氯化钾〈简称双混法〉或与氯化钾精盐水〈简称单混法〉，立即在该混合溶液中进行离子交换反应：

NaClO₃+KCl高温/KClO₃+NaCl……（3）

接着对此混合溶液进行冷却降温，溶液中过饱和的氯酸钾呈固相结晶状态析出，〈3〉式生成物浓度减少，可逆反应向正反应方向移动，复分解反应趋于完成：

NaClO₃+KCl冷却/结晶KClO₃↓+NaCl……（4）

钾电解液中剩余未电解的氯化钾〈或原盐水中的氯化钾〉较彻底地转化为氯酸钾。

〈4〉式混合溶液中晶析的氯酸钾在离心机中被分离开，得半成品。

采用本发明时，其实施办法如下：