[发明专利]从木质纤维素材料的浆料中制备钾盐的方法

说明书

1.发明领域

本发明涉及一种制造钾盐的方法，具体地说，涉及一种从木质纤维素材料浆料所产生的废液制备钾盐的方法。

2.现有技术介绍

生产化学浆的、主要的碱制浆法为钠碱法。在大规模的制浆厂中，通过众所周知的方法来回收和再生废制浆化学品。在一种典型的工艺流程中，废制浆液被收集、浓缩，并在还原条件下经熔炼型燃烧炉（Smelter-type    Furnace）燃烧。生成由硫化钠和碳酸钠组成的固体燃烧产物，它被溶于水供紧接着转化成适用的亚硫酸盐蒸煮液用。作为例子参见美国专利3098710号（Ahlborg和Cederquist）、3508863号（Kiminki和Keskinen）和4049787号（Romantschuk和Vuojolainen）。在另外一种的通用方法中，是在氧化条件下在流化床反应器内燃烧浓缩的废制浆液，作为这方面的例子请参见美国专利3674630号（Copeland）和3927174号（Copeland）。流化床燃烧的最终产物为硫酸钠和碳酸钠。由于这种产物既不是纯硫酸钠，也不是纯碳酸钠，因此这种混合产物的销售前景是无法确定的。例如，玻璃工业愿意购买主要含碳酸钠的产物;而与之相反，洗涤剂工业却需要主要含硫酸钠的产物。而且，存在许多低成本的纯硫酸钠和纯碳酸钠来源。另外，众所周知，从硫酸钠和碳酸钠的相化学考虑，要大规模将它们分离也是行不通的。在这些技术和市场条件的制约下，对实施这样的废液处理工艺的制浆厂来说，其经济收益通常是达不到满意结果的。

CaSCiani等人（美国专利3020195号）已公开了一种方法，根据该方法将过量的硫酸钾加到燃烧由钾碱硫酸盐或亚硫盐制浆法产生的废液的回收炉中。其目的是想在利用制浆厂的化学回收装置，同时生产供外销的硫酸钾。Casciani指出，将硫酸钾添加到燃烧硫酸盐（或亚硫酸盐）制浆废液的回收炉中，在还原条件下产生硫化钾和碳酸钾。在下一道的苛化反应时，制备由氢氧化钾和硫化钾组成的硫酸盐蒸煮液。在氧化条件下操作的辅助炉中制造硫酸钾和碳酸钾。然后，从母液中优先分离出硫酸钾作为主还原炉的加入料。而剩留在母液中的碳酸钾用于外销。

考虑到物料平衡，此方案被认为是不切实际的。在选择地除去如碳酸钾形式的钾的同时，硫酸钾进料量中的过量硫将被优先地积累在制浆厂的制浆液系统中，从而使制浆液的硫化度超过允许极限。

可回收供外用的碳酸钾之量与为补偿工艺损失的钾和硫的需要而加入的硫酸钾量成正比。如果为了有选择地全部或部分地除掉以碳酸钾形式的钾，那么要处理进入到制浆厂化学流程中的剩余硫，可能会成为非常严重的问题;并且如果这种过量的进料硫不能被单独除掉的话，例如通过烟道气逸出，那么蒸煮液的硫含量将会急剧地增加。为了有效地进行制浆作业，硫酸盐制浆液的硫化度是有严格限制的。

近年来对气相硫散逸的控制越来越严格，对硫基化学品（在当前情况即指硫酸钾）的需要量业已大大下降。钾/硫损耗比不再与硫酸钾中的比例相同。事实上，现在硫酸盐制浆厂正在使用氢氧化物或碳酸盐形式的补充化学品来补充制浆阳离子损失：钠或钾（视情况而定）。补充所需（数量较少）的硫，在某些情况下以单质硫形式补充之。按Casciani观点，如果硫酸盐制浆厂不使用硫酸钾作为补充的化学品的话，要生产额外的碳酸钾是不可能的。

此外，对制浆能力为每日300吨或更少的小制浆厂来说，所有上述回收化学品的方法，在经济上对其更缺乏吸引力。将别是对于生产高得率纸浆的亚硫酸盐制浆厂来说，具有低的有机物/无机物比的废制浆液，若不使用补充燃料，从技术上说是不适合的。

可是，所说的废制浆液到厂外去进行废液处理是无任何经济效益的昂贵的选择方案。此外，在公开市场上废制浆液的销售在价格和销售量方面正面临激烈的竞争。