[其他]碳酸钾溶液的提纯方法

说明书

一种碳酸钾溶液的高效提纯方法，能够将碳酸钾溶液中钠、氯杂质同时与碳酸钾分离，而达到提纯碳酸钾溶液的目的。采用的方法是将沉淀剂和助沉剂加入碳酸钾粗溶液中进行反应，得到一种难溶于浓碳酸钾溶液的新型复盐型化合物，使净化后碳酸钾溶液的Ｎａ₂ＣＯ₃和ＫＣｌ含量均小于Ｋ₂ＣＯ₃的０．１％，碳酸钾的总收率可以达到９５％以上。本发明所提供的方法能够有效地克服现有提纯方法的缺点，达到简化流程，降低成本、提高质量的目的。

本发明涉及一种碳酸钾溶液的提纯方法，特别涉及到一种从碳酸钾溶液中同时将钠和氯杂质与碳酸钾分离的高效提纯方法。

工业用碳酸钾几乎都是采用氯化钾经电解碳化法、离子交换法或复分解法制得。这些方法所得到的粗碳酸钾溶液含有原料带入的全部Na⁺及不同含量的Cl^-，必须将其再次碳化，结晶，煅烧后，才能得到合格产品。

再者，碳化后产生大量含钾母液，其中K⁺/Na⁺理论重量比高达9.0（折合K₂CO₃/Na₂CO₃为6.9），在Cl^-含量高时，比值更大。为提高钾的收率，回收K₂CO₃，目前对母液的处理方法有两种，即蒸发结晶法和排弃法。前者将母液多次蒸发结晶，在析出一部份KCl和Na₂CO₃·K₂CO₃复盐后，回收K₂CO₃溶液，但此溶液中仍含相当量的Na⁺和Cl^-。后者将母液直接返回与粗碳酸钾溶液一起再次碳化，但随着循环次数的增加，产品的Na⁺含量逐渐增高，使其质量由优级品降至二级晶，乃至不合格，故此当母液中含Na⁺和Cl^-量过多时，只得弃之。另一方面，蒸发结晶法的循环母液带走的钾几乎与成品碳酸钾相等。排弃法随循环次数的增加母液中钾含量也迅速增加。从上述情况可以看出蒸发结晶法流程长，能耗高，操作困难，而排弃法产品质量不稳定，钾收率低。

显而易见，上述方法均有严重缺点，因此必须寻找一种从碳酸钾粗溶液中除去Na⁺和或Cl^-的有效方法，以取代目前的提纯方法。

在国内外的资料中，尚未见到在碳酸钾溶液中同时除Na⁺和/Cl^-的方法报导。在地球化学与宇宙化学学报（英）（Geochim Cosmochim Acta。1977，41（5））和地质化学（Chem·Geol1978，23（1））中怀特（A·F·White）发表的题为“钠和钾与文石共沉淀”等文章中，提到当文石、方解石、白云石形成时，在不改变原有晶体结构的情况下，可能有少量的，约3%的Na₂CO₃、K₂CO₃同CaCO₃共沉淀形成固溶体，并能包藏少量的液体氯化物，但显然不能用于碳酸钾溶液提纯。

本发明提出了一种由CaCO₃同碳酸钾粗溶液中的K₂CO₃、KCl和Na₂CO₃形成一种溶解度小的新的化合物，从而使K₂CO₃与Na⁺和/Cl^-同时分离的有效的提纯方法，特别是当有助沉剂共存时，其效果尤为明显。

上述新的化合物为复盐型化合物，CaCO₃·KCl·3（Na_x·K_1-x）₂CO₃·6H₂O，该化合物在迄今为止的文献中尚无报导，经多方试验证实不是二元或三元复盐的混合物，而是一种新型的复盐型化合物。该化合物在小于140℃时稳定，不溶于浓的碳酸钾溶液，但易水介。