[发明专利]一种烟梗提取碳酸钾及精制碳的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学工程类应用技术，具体地说是烟梗、烟叶压块碳化气化，木炭酸洗或水洗提取碳酸钾、精制木炭的方法。

背景技术

碳酸钾可广泛地用于：无机工业用于制造酒石酸钾钠、铝氟酸钾、硫氰酸钾、钛白粉。医药工业用于制造长效磺胺、黄体酮、可的松、知阿可尔、苯甲酸雌二醇等药。玻搪工业用于珐琅粉配制，加入玻璃中起助熔作用，并提高玻璃透明度和折光系数。染料工业用于制造阴丹土林、分散红3B、还原灰M等；橡胶工业用于制造4010防老剂；毛麻棉工业用于棉布煮炼和羊毛的脱脂。

现有碳酸钾的生产工艺有草木灰法、路布兰法、电解法、有机胺法、离子交换法、离子膜电解——碳化法、离子交换法等方法。草木灰法主要和用各种植物壳，如棉籽壳、茶子壳等，烧制成草木灰，用浸取、蒸发、结晶的方法分别加以分离，此法因原料来自农产品，不易大规模生产。路布兰法是将硫酸钾、煤粉、石灰石按一定比例混合，加水搅拌，焙烧成黑灰，用热水浸取，碳化等。草木灰法中虽然草木灰易于取得，但难于收集，收集成本过高，且其含钾量低，由此造成生产成本增加。电解法是将氯化钾电解，得到氢氧化钾，然后以CO₂碳化，得碳酸氢钾结晶。晶体经水洗、离心分离、煅烧后，就可以得到精制碳酸钾成品。电解法产品质量较好，但生产能耗太高，没有得到大规模应用推广。有机胺法以氯化钾为原料，有机胺(如异丙胺、三乙胺、坏六甲亚胺等)等作载体碳化成碳酸钾氢钾。该法利用率可达95％。具有工艺流程简单、生产周期短、能耗少、成本低、产品纯度高等优点，但由于低沸点有机胺毒性大，再生过程中既需加热蒸胺，又要产生氯化钙液外排，造成环境污染，而且价格高，一定程度上限制了其应用推广。离子交换法是70年代初由山东省开发成功，对我国碳酸钾行业的发展具有重要作用。目前国内绝大多数碳酸钾生产厂采用该法。该法主要以碳酸氢铵、氯化钾为原料，通过阳离子交换树脂制得碳酸氢钾和氯化铵溶液，流出液经蒸发浓缩、碳化结晶、离心分离、水洗后，在煅烧炉中煅烧即得成品。该法主要优点是工艺流程简单，原料易得，产品质量好，技术成熟可靠，能够充分利用合成氨生产过程中的过剩氨水和多余放空的二氧化碳气。主要缺点：(1)产品质量不稳定，优级、电子级产品仅50％左右。其余一、二级产品售价低，销售更不畅，制约了发展。(2)钾离子来源为氯化钾，成本较高。(3)生产过程中产生大量副产氯化铵废水，浓度在8％-10％之间，因浓度太低、腐蚀大，难以回收利用，造成环境污染，能耗也高，不符合清洁生产要求。离子膜电解--碳化法是世界发达国家普遍采用的技术，一次性完成碳化、锻烧、干燥的流化床设备，生产自动化程度高。主要缺点是投资大，生产成本高，需要引进国外技术和设备以及能耗高等，这些均制约离子膜电解碳化法在我国碳酸钾行业的应用和发展。

木炭产品用途广泛、需求不断增长。木炭产品在国民经济中用途十分广泛：冶金工业：为生产优质钢材，冶炼厂需用大量的木炭，用木炭冶炼的钢铁含杂质少，具有细粒结构，铸件紧密，没有裂纹等优点。在有色金属生产中，木炭常用作表面助熔剂，既可减少熔融金属的飞溅损失，又可降低熔融物中气体的饱和度。大量木炭还用于结晶硅生产，但生产结晶硅用的木炭不应含有生炭头和过多的灰分。化工业：木炭是制造二硫化碳的最好原料，用来制造二硫化碳的木炭，应当是坚硬、容积大、灰分和水分含量小，固定碳含量高。用木炭作为原料添加剂或熔融剂的炭素厂、活性炭厂、炭化硅厂、硅厂、钢铁厂、二硫化碳厂、炸药厂、蚊香厂、保温材料厂、烟花爆竹厂等用炭量不断攀升，某些地区出现供不应求的局面。此外，民用和食品加工业，如用于食品加工、环境保护(木炭、活性炭都具有吸附各种各样的物质和发生吸附物质的功能)等，活性炭在自来水处理、制糖、酿酒、医药、印刷、农业等行业都有应用。而且农牧业方面也有广泛的用途。

机制炭与普通土法炭相比，具有燃烧时间长，含炭量高，发热量大，灰份小，无烟、无味、无毒等特点。机制木炭销路广、用途大。机制木炭优于土法炭、原木炭，含炭量可达到83％左右，烟梗炭的含炭量约为59％左右，燃烧时间长，烟梗炭发热量可达5500Kcal/Kg，与标准煤相当。是一种难得的人工燃料，随着压块机的主要技术解决以后，大大降低了机制碳的生产成本，逐步走向工业化。

木炭的原始用途是燃料，由于木炭易燃、耐燃、灰分少、不含硫等特点，所以一直是一种优质的燃料。在生活领域木炭是取暖、烧烤、火锅等最优燃料，特别是机制炭，由于它经高温精炼，所以是无烟、无毒、无异味，烧时不爆火星，灰分低，发热量大，燃烧时间长，越来越受到人们青睐。

发明内容