阅读说明：本技术 一种用卤水做原料生产硝酸钾的工艺 (Process for producing potassium nitrate by using brine as raw material ) 是由 王涛 蒲国心 于 2020-05-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用卤水做原料生产硝酸钾的工艺,属于卤水资源化利用领域,具体步骤包括硝酸钙与卤水中的硫酸镁反应生成硫酸钙和硝酸镁,硫酸钙过滤洗涤后用于生产α-石膏,滤液浓缩结晶析出氯化钠,过滤氯化钠后的滤液,加入氯化钾充分搅拌,再冷却降温结晶析出硝酸钾,过滤硝酸钾后的滤液,再经浓缩降温结晶析出六水氯化镁。不但将卤水中的钾转化为高附加值的硝酸钾,而且将卤水中含有的各种物质,进行了综合利用,节省了资源,产生较高的经济效益。(The invention relates to a process for producing potassium nitrate by using brine as a raw material, belonging to the field of brine resource utilization. The potassium in the brine is converted into potassium nitrate with high added value, and various substances contained in the brine are comprehensively utilized, so that resources are saved, and higher economic benefit is generated.)

一种用卤水做原料生产硝酸钾的工艺

技术领域

本发明属于卤水资源化利用领域，具体涉及一种卤水做原料生产硝酸钾的制备工艺。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

硝酸钾是一种重要的无机化工原料，主要用于制造黑火药、火柴、玻璃制品、光子玻璃、陶瓷制品、药品。

硝酸钾在农业上是一种重要的二元钾肥，含13.5％-13.9％的硝基氮及44.6％-46％氧化钾，在烟草、茶叶生长期间，以硝酸钾代替硫酸钾，可降低烟草、茶叶的含硫量，提高烟草、茶叶的品味。硝酸钾在水中溶解度较高，不易挥发，是液体肥料最佳的配料。在施肥后，硝酸钾可被植物完全吸收，不会给生态环境带来化学残留。

随着社会的发展和人们物质文化生活水平的提高，对物质要求的不断扩大，陆地资源越来越少。海洋覆盖地球的三分之二，含有丰富的人们生活所需的元素，以钾为例，据统计，溶存于海水中的钾，大约为600万亿吨，因而，可以说是个取之不尽用之不竭的资源，对缺乏可溶性钾矿盐的国家，更是个不可忽视的资源。我国是一个人口大国，又是一个农业大国，同时也是一个缺钾的国家，因此，从海水中提取钾更是解决缺钾的途径之一。海水中钾的总量虽然巨大，但含量较低，平均含量仅有0.33％。晒盐后的卤水含钾量虽有提高，但是由于其他成份也相应提高，形成一个较为复杂的体系，各物质的分离十分困难，发明人发现：长期以来，由于卤水的利用存在技术上的难题，经济上也产生不了效益，各盐场从海水中提取氯化钠后的卤水又排入大海，常年累月，给近海的海洋生态造成严重破坏。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供了一种以卤水做原料制备硝酸钾的工艺。不但将卤水中的钾转化为高附加值的硝酸钾，而且将卤水中含有的各种物质，进行了综合利用，节省了资源，产生较高的经济效益。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面，提供了一种用卤水做原料生产硝酸钾的工艺，包括：

向卤水中加入硝酸钙，反应生成硫酸钙和硝酸镁；

将硫酸钙过滤、洗涤后，生产α-石膏，滤液浓缩结晶析出氯化钠，将过滤氯化钠后的滤液，加入氯化钾，混合均匀，再冷却降温结晶析出硝酸钾，将过滤硝酸钾后的滤液，浓缩降温结晶析出六水氯化镁。

发明人经过多年研究攻关，对卤水的资源化利用在技术上取得了重大突破，通过向卤水资源中添加硝酸钙，打破了卤水中物质的溶解平衡，不但获得低成本的硝酸钾，还从卤水中分离出氯化钠和六水氯化镁等有用物质，使原本对海洋生态有破坏作用的卤水得到了资源利用。

本发明的第二个方面，提供了任一上述的方法制备的硝酸钾。

本发明不但将卤水中的钾转化为高附加值的硝酸钾，而且将卤水中含有的各种物质，进行了综合利用，节省了资源，产生较高的经济效益。

本发明的第三个方面，提供了上述的硝酸钾在制造黑火药、火柴、玻璃制品、光子玻璃、陶瓷制品、药品中的应用。

采用本发明的方法有效解决了卤水中的钾高附加值转换的问题，节省了资源，经济效益好，实现了工业化生产，因此，能够满足作为黑火药、火柴、玻璃制品、光子玻璃、陶瓷制品、药品等原料的需求。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明不但将卤水中的钾转化为高附加值的硝酸钾，而且将卤水中含有的各种物质，进行了综合利用，节省了资源，产生较高的经济效益。

(2)本发明的方法简单、成本低、实用性强，易于推广。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本发明提供了一种以卤水做原料制备硝酸钾的工艺，步骤包括：用硝酸钙将卤水中的硫酸根据沉淀出来并生成硝酸镁。

Ca(NO₃)₂+MgSO₄→CaSO₄↓+Mg(NO₃)₂

硝酸镁与氯化钾发生复分解反应生成硝酸钾

Mg(NO₃)₂+2KCl→MgCl₂+2KNO₃

过滤分离出硫酸钙的滤液，浓缩到液体温度110-125℃，结晶出氯化钠(卤水中98％以上的氯化钠结晶析出)，结晶出的氯化钠经水洗后含量可达98％以上。

结晶出氯化钠后的滤液补充氯化钾，补充氯化钾的量为2倍的硝酸钙的摩尔量减卤水中氯化钾的量。充分搅拌后，氯化钾与生成的硝酸镁发生复分解反应生成硝酸钾：

2KCl+Mg(NO₃)₂→2KNO₃+MgCl₂

将反应液降温到0℃——-20℃，结晶析出硝酸钾，经离心、水洗烘干后，得到硝酸钾，含量98％以上。

离心硝酸钾后的滤液浓缩到液体温度135℃-155℃，将浓缩后的液体转入降温结晶釜真空降温结晶，待液体温度降温达到65℃-85℃，保温，待结晶完全后，离心过滤六水氯化镁，离心后六水氯化镁水洗后，氯化镁含量可达45％-46％，离心六水氯化镁的滤液套用到浓缩进一步结晶生产硝酸钾。

为提高卤水中氯化钾的利用率，卤水经提取氢氧化镁和氧化镁后，氯化钾含量可提高到每立方卤水60kg以上，减少了补加氯化钾的量，提高了卤水中氯化钾的利用率，降低了成本。

一种卤水做原料生产硝酸钾的工艺，包括如下生产步骤：

在卤水中加入硝酸钙，过滤生成的硫酸钙，硫酸钙洗水套用到下批卤水中。

过滤硫酸钙的滤液，多效蒸发浓缩到液体温度110℃-125℃，结晶出氯化钠，氯化钠洗水套用到下批滤液进行浓缩。

过滤氯化钠后的滤液，趁热加入氯化钾，充分搅拌后降温到-20℃—-5℃，结晶出硝酸钾。硝酸钾洗水套用到下次多效蒸发结晶氯化钠。

过滤硝酸钾后的滤液再浓缩到液体温度135℃-155℃，将浓缩液降温到70-85℃，结晶析出六水氯化镁，滤液套用到下次结晶生产硝酸钾。

在一些实施例中，卤水中加入硝酸钙的量与卤水中硫酸镁的量等摩尔，以用硝酸钙将卤水中的硫酸根据沉淀出来并生成硝酸镁。

在一些实施例中，过滤硫酸钙后浓缩结晶氯化钠，其浓缩液温度为110℃-125℃，以提高结晶效率。

在一些实施例中，氯化钾所加入量为卤水中硫酸镁摩尔数的2倍减去卤水中含有的氯化钾的量，以使氯化钾与生成的硝酸镁发生复分解反应生成硝酸钾。

在一些实施例中，硝酸钾结晶温度为-20℃—-5℃，以有效地分离出硝酸钾。

在一些实施例中，生产硝酸钾后的母液，浓缩到液体温度135℃-155℃，再降温到65℃-85℃结晶生产六水氯化镁。

下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。

实施例1

卤水1000份(含硫酸镁75份、氯化镁140份、氯化钾20份、氯化钠75份)加入硝酸钙溶液(含量60％)170份，充分搅拌后过滤。得到滤饼182份。滤饼经水洗后生产石膏。滤液浓缩到液体温度118℃，氯化钠结晶析出，离心，得到氯化钠滤饼，水洗、过滤、烘干后得到氯化钠71份，含量98.3％，滤液趁热加入氯化钾73份，充分搅拌下降温到-15℃，析出硝酸钾，离心、水洗、烘干得到硝酸钾107份(含量98.6％)。离心硝酸钾后的滤液浓缩到液体温度146℃，降温到75℃，六水氯化镁结晶析出，离心、过滤、水洗、烘干得到六水氯化镁328份(氯化镁含量45.3％)。

实施例2：

卤水1000份(含硫酸镁75份、氯化镁140份、氯化钾20份)加入上次硫酸钙、硝酸钾洗水，搅拌下加入硝酸钙溶液(含量60％)170份，充分搅拌后过滤，得到滤饼189份，滤饼水洗后生产石膏、滤液浓缩到液体温度116℃，氯化钠结晶析出、离心、水洗、烘干得到氯化钠74份，含量98.3％，加入氯化钾73份和上批结晶六水氯化镁后的滤液，充分搅拌下降温到-18℃，析出硝酸钾，离心、水洗、烘干得到硝酸钾119份(含量98.4％)，离心硝酸钾后的滤液加入上批六水氯化镁洗水，浓缩到液体温度142℃，降温到80℃，六水氯化镁结晶析出、离心、过滤、水洗、烘干得到六水氯化镁415份(含量45.6％)。

实施例3:

卤水提取镁盐和浓缩结晶氯化钠后的溶液再与卤水混合得到新卤水1000份(含硫酸镁50份、氯化镁100份、氯化钠95份，氯化钾54份)加入上次硫酸钙、硝酸钾洗水，搅拌下加入硝酸钙溶液(含量60％)114份，充分搅拌过滤，得到滤饼128份，滤饼水洗后生产α-石膏，滤液浓缩到液体温度114℃，氯化钠结晶析出，离心、水洗、烘干得到氯化钠92份(含量98.2％)，趁热加入氯化钾8份和上批六水氯化镁结晶后的滤液，搅拌降温到-18℃，析出硝酸钾，离心、水洗、烘干、得到硝酸钾82份(含量98.8％)，离心硝酸钾后的滤液加入上批六水氯化镁水洗，浓缩到液体温度145℃，降温到78℃，六水氯化镁结晶析出，离心、水洗、烘干、得到六水氯化镁292份(氯化镁含量45.1％)。

最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。