从浓盐水中除钾制备精制浓盐水的方法

摘要

本发明从浓盐水中除钾制备精制浓盐水的方法，涉及从盐水中除钾，步骤是：在15～40℃下，将原料浓盐水通入装填改性沸石的离子交换柱中进行吸附反应，用模拟移动床技术对原料浓盐水进行吸附至原料浓盐水中的钾离子与改性沸石上的钠离子发生交换反应完全，吸后得到K+含量为0.10g/L～0.39g/L的精制浓盐水；在25℃～95℃温度下用饱和氯化钠溶液作为洗脱剂对第一步中吸附后的离子交换柱中的钾离子进行洗脱，得到含钾离子浓度为10.23g/L～12.67g/L的富钾溶液，该离子交换柱经过饱和氯化钠溶液的洗脱之后循环利用。本发明方法有效地去除电渗析后得到的浓盐水中的钾离子，制得满足氯碱行业要求的合格盐水。

说明书

技术领域

本发明的技术方案涉及从盐水中除钾，具体地说是从浓盐水中除钾制备精制浓盐水 的方法。

背景技术

精制浓盐水主要有两大用途，一是用于制盐，二是用于氯碱行业。由于盐的主要来源 是海水，伴随沿海地区用地紧张状况的加剧，工厂化制盐将最终取代传统晒盐，特别是伴 随大规模海水淡化产业的发展，以海水或浓海水为原料，以电渗析制液体盐为代表的工厂 化制盐模式将逐渐被采纳。电渗析后得到的浓盐水一般含有少量的K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺和SO₄^2-， 盐水中Ca²⁺、Mg²⁺和SO₄^2-的去除一直受到重视，去除方法相对较为成熟。例如，CN1107121A 公开了一种“利用卤水制备精盐水的方法”，主要是利用沉淀反应除去卤水及盐水中的 Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-；CN1019095B公开了“一种净化氯化钠盐水和卤水的方法”，主要是除去 盐水和卤水中的SO₄^2-和Ca²⁺；CN1147429C公开了一种精制盐水的方法，主要是除去盐水中 的钙镁。在现有的电渗析法后得到的浓盐水的精制工艺中，对K⁺的去除还没有什么有效的 方法，而K⁺的存在直接影响氯碱行业产品的品质，尤其是烧碱的纯度。因此，精制电渗析 后得到的浓盐水，特别是去除其中的K⁺，以制得满足氯碱行业要求的合格盐水是氯碱行业 迫切需求的。目前，尚未见到有关从电渗析法后得到的浓盐水中去除K⁺制得精制浓盐水的 文献报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供从浓盐水中除钾制备精制浓盐水的方法，是一种 用改性沸石除钾制备精制浓盐水的方法，能够有效地去除电渗析后得到的浓盐水中的钾离 子，以制得满足氯碱行业要求的合格盐水。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：从浓盐水中除钾制备精制浓盐水的方 法，是一种用改性沸石除钾制备精制浓盐水的方法，具体步骤是：

第一步，用装填改性沸石的离子交换柱进行原料浓盐水的吸附除钾，制得精制浓盐水

在15～40℃下，将原料浓盐水通入装填改性沸石的离子交换柱中进行吸附反应，用 模拟移动床技术对原料浓盐水进行吸附至原料浓盐水中的钾离子与改性沸石上的钠离子 发生交换反应完全，吸后得到K⁺含量为0.10g/L～0.39g/L的精制浓盐水；

第二步，对吸后的离子交换柱中的钾离子进行洗脱

在25℃～95℃温度下用饱和氯化钠溶液作为洗脱剂对第一步中吸附后的离子交换柱 中的钾离子进行洗脱，得到含钾离子浓度为10.23g/L～12.67g/L的富钾溶液，该离子交 换柱经过饱和氯化钠溶液的洗脱之后循环利用。

上述从浓盐水中除钾制备精制浓盐水的方法，所述原料浓盐水是电渗析后得到的浓盐 水。

上述从浓盐水中除钾制备精制浓盐水的方法，所述装填改性沸石的离子交换柱是由 6～12棵的单棵离子交换柱分为2～4个操作单元所组成的，每单棵离子交换柱由在直径 为36mm和高度为1000mm的柱体中装填改性沸石800g构成，3棵离子交换柱设定为一 个操作单元。

上述从浓盐水中除钾制备精制浓盐水的方法，所述的模拟移动床技术的具体工艺是， 控制离子交换柱中的填料高度为6m～12m，每3m为一个操作单元，每个操作单元通入浓 盐水3L～21L，原料浓盐水的吸附流速即空塔流速控制在7m/h～12m/h。

上述从浓盐水中除钾制备精制浓盐水的方法，所用的原料电渗析后得到的浓盐水、改 性沸石、离子交换柱柱体和饱和氯化钠溶液均容易通过公知的途径获得，所述的工艺是本 领域的技术人员所熟知的。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明从浓盐水中除钾制备精制浓盐水的方 法的显著进步是：

（1）有效地除去电渗析后得到的浓盐水中的钾，吸后得到的精制浓盐水中K⁺含量为 0.10g/L～0.39g/L，吸后得精制浓盐水即可用于氯碱行业，应用于烧碱行业可有效提高 产品质量，制得高纯烧碱。

（2）同时为氯碱行业提供盐和水，省去其传统的化盐工序及对淡水的需求。

（3）采用模拟移动床技术，使吸后得到的精制浓盐水中K⁺含量低而稳定，盐水中钾 离子脱除率可达95%以上；得到的富钾溶液成分均匀稳定

（4）本发明方法原料易得、工艺简单、低成本和高效。

具体实施方式

实施例1

第一步，用装填改性沸石的离子交换柱进行原料浓盐水的吸附除钾

在25℃下，将原料电渗析后得到的浓盐水通入装填改性沸石的离子交换柱中进行吸 附反应，该装填改性沸石的离子交换柱是是由9棵的单棵离子交换柱分为3个操作单元所 组成的，每单棵离子交换柱由在直径为36mm和高度为1000mm的柱体中装填改性沸石 800g构成，3棵离子交换柱设定为一个操作单元。用模拟移动床技术对原料浓盐水进行吸 附至原料浓盐水中的钾离子与改性沸石上的钠离子发生交换反应完全，具体工艺是：控制 离子交换柱中的填料高度为9m，每3m为一个操作单元，每个操作单元通入浓盐水3L，原 料浓盐水的吸附流速即空塔流速控制在7m/h，吸后得到K⁺含量为0.39g/L的精制浓盐水， 经改性沸石吸附前后浓盐水的成分见表1；

第二步，对吸后的离子交换柱中的钾离子进行洗脱

在95℃温度下用饱和氯化钠溶液作为洗脱剂对第一步中吸附后的离子交换柱中的钾 离子进行洗脱，得到1.8L含钾离子浓度为12.67g/L的富钾溶液，该离子交换柱经过饱 和氯化钠溶液的洗脱之后被循环利用。由此脱后得到的富钾溶液的成分见表2。

表1.实施例1中经改性沸石吸附前后浓盐水的成分

表2.实施例1中用饱和氯化钠溶液洗脱后得到的富钾溶液的成分

实施例2

第一步，用装填改性沸石的离子交换柱进行原料浓盐水的吸附除钾

在15℃下，将原料浓盐水通入装填改性沸石的离子交换柱中进行吸附反应，该装填 改性沸石的离子交换柱是由12棵的单棵离子交换柱分为4个操作单元所组成的，每单棵 离子交换柱由在直径为36mm和高度为1000mm的柱体中装填改性沸石800g构成，3棵 离子交换柱设定为一个操作单元。用模拟移动床技术对原料浓盐水进行吸附至原料浓盐水 中的钾离子与改性沸石上的钠离子发生交换反应完全，具体工艺是：控制离子交换柱中的 填料高度为12m，每3m为一个操作单元，每个操作单元通入浓盐水8L，原料浓盐水的吸 附流速即空塔流速控制在10m/h，吸后得到K⁺含量为0.13g/L的精制浓盐水，经改性沸石 吸附前后浓盐水的成分见表3；

第二步，对吸后的离子交换柱中的钾离子进行洗脱

在60℃温度下用饱和氯化钠溶液作为洗脱剂对第一步中吸附后的离子交换柱中的钾 离子进行洗脱，得到2.5L含钾离子浓度为11.45g/L的富钾溶液，该离子交换柱经过饱 和氯化钠溶液的洗脱之后被循环利用。由此脱后得到的富钾溶液的成分见表4。

表3.实施例2中经改性沸石吸附前后浓盐水的成分

表4.实施例2中用饱和氯化钠溶液洗脱后得到的富钾溶液的成分

实施例3

第一步，用装填改性沸石的离子交换柱进行原料浓盐水的吸附除钾

在40℃下，将原料浓盐水通入装填改性沸石的离子交换柱中进行吸附反应，该装填 改性沸石的离子交换柱是由6棵的单棵离子交换柱分为2个操作单元所组成的，每单棵离 子交换柱由在直径为36mm和高度为1000mm的柱体中装填改性沸石800g构成，3棵离 子交换柱设定为一个操作单元。用模拟移动床技术对原料浓盐水进行吸附至原料浓盐水中 的钾离子与改性沸石上的钠离子发生交换反应完全，具体工艺是：控制离子交换柱中的填 料高度为6m，每3m为一个操作单元，每个操作单元通入浓盐水21L，原料浓盐水的吸附 流速即空塔流速控制在12m/h，吸后得到K⁺含量为0.10g/L的精制浓盐水，经改性沸石吸 附前后浓盐水的成分见表5；

第二步，对吸后的离子交换柱中的钾离子进行洗脱

在25℃度下用饱和氯化钠溶液作为洗脱剂对第一步中吸附后的离子交换柱中的钾离 子进行洗脱，得到含钾离子浓度为10.23g/L的富钾溶液，该离子交换柱经过饱和氯化钠 溶液的洗脱之后被循环利用。由此脱后得到的富钾溶液的成分见表6。

表5.实施例3中经改性沸石吸附前后浓盐水的成分

表6.实施例3中用饱和氯化钠溶液洗脱后得到的富钾溶液的成分

上述实施例中，所用的原料电渗析后得到的浓盐水、改性沸石、离子交换柱柱体和饱 和氯化钠溶液均容易通过公知的途径获得，所述的工艺是本领域的技术人员所熟知的。