[发明专利]以转化法生产硫酸钾的母液和硫酸钠为原料制取软钾镁矾的方法

说明书

技术领域

本发明属于无机盐工业领域，特别是涉及一种以转化法生产硫酸钾的母液和硫酸钠为原料制取软钾镁矾生产工艺。

背景技术

目前，国内无机盐工业中制取硫酸钾的主要方法有：

1、用氯化钾和硫酸钠用转化法(一段转化法、二段转化法)生产硫酸钾,钾的总转化率(取得率)57.7％，《制盐工业手册》第1687页；

2、用氯化钾和硫酸镁用转化法(一段转化法、二段转化法)生产硫酸钾，钾的总转化率(取得率)67.75％，《制盐工业手册》第1682页；

3、用氯化钾和软钾镁矾一步转化法生产硫酸钾，钾的总转化率(取得率)64.6％，《海湖盐与化工》第23卷，第1期，第23页；

4、其它制取硫酸钾的方法《制盐工业手册》第1688－1689页，具体可包括：炭热法、硫酸处理法、钙盐处理法、软钾镁矾加石灰乳法、钾盐镁矾转化法、氨法生产硫酸钾。

前三种方法是目前国内外大规模工业化生产硫酸钾的主要方法(其表达的取得率是本人所查技术资料中选取最高的)，但其缺点是取得率都不高，一般在50～70％之间，在实验或实际生产中剩余损失率中的钾离子都存在于制取硫酸钾后的母液中。

目前国内无机盐工业中制取软钾镁矾(硫酸钾镁肥)的主要方法是：用硫酸盐型(含钾)卤水经盐田自然蒸发生产钾混盐，经转化筛分或浮选制取软钾镁矾，即农肥市场上的硫酸钾镁肥。其缺点是生产过程中钾的回收率只有60％左右,剩余母液再返回盐田。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用制取硫酸钾后的母液中的钾离子和硫酸钠反应，直接析出生产软钾镁矾的生产工艺。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种以转化法生产硫酸钾的母液和硫酸钠为原料制取软钾镁矾的方法，其包括如下步骤：

(1)将硫酸钾母液与无水硫酸钠或饱和硫酸钠溶液混合成混合液，或者将硫酸钾母液先后与含镁卤水或含镁盐、无水硫酸钠或饱和硫酸钠溶液混合成混合液，然后在0℃～67.5℃下进行复分解反应；其中所述混合液中各离子的投料配比根据K⁺、Na⁺、Mg²⁺/SO₄^2-、Cl^----H₂O水盐体系介稳相图计算，使其复体点为为软钾镁矾相图点；

(2)反应完成后对反应料浆固液分离，得到的固体为软钾镁矾，分离出的液体进行蒸发或蒸干后析出软钾镁矾与氯化钠的混合盐，将所述混合盐粉碎后通过正浮选或反浮选的方式分离软钾镁矾和氯化钠。

本发明中的硫酸钾母液包括以氯化钾和芒硝二步转化法生产硫酸钾的母液，或者以氯化钾和硫酸镁用二步转化法生产硫酸钾的母液，或者以氯化钾和软钾镁矾转化法生产硫酸钾的母液。

本发明中的含镁卤水为氯化钾生产过程中的分解液、氯化钾生产过程中的洗涤液或生产光卤石后的老卤；所述含镁盐为氯化镁和/或硫酸镁。

本方法中进一步的，当硫酸钾母液中含有镁离子时，将硫酸钾母液直接与无水硫酸钠或饱和硫酸钠溶液混合成混合液；当硫酸钾母液中不含镁离子时，将硫酸钾母液先与含镁卤水或含镁盐混合，再与无水硫酸钠或饱和硫酸钠溶液混合成混合液。

在一种优选方案中，当硫酸钾母液中不含镁离子时，将硫酸钾母液先与含镁卤水混合，再与无水硫酸钠或饱和硫酸钠溶液混合成混合液。

对于前述步骤(1)中的混合液，优选是将硫酸钾母液与无水硫酸钠混合，而当相应区域难以获得无水硫酸钠而具有低质量天然硫酸钠或十水硫酸钠时，也可以制备硫酸钠饱和溶液以替换无水硫酸钠。相应的，当相应区域难以获得含镁卤水时，则可以用含镁盐代替含镁卤水，但是一般情况下，是采用含镁卤水与其他两种物质混合成混合液。

在一种优选方案中，复分解反应温度为15～25℃，反应时间为10min～4h，进一步优选2h～4h。