重质碳酸钾的提纯方法与重质碳酸钾的提纯系统

本发明涉及重质碳酸钾的提纯领域，具体涉及一种重质碳酸钾的提纯方法与重质碳酸钾的提纯系统。

背景技术：

1、碳酸钾是重要的无机化工产品之一，有很强的吸湿性，易结块，易溶于水且水溶液呈碱性。碳酸钾在化学工业中被大量用作化肥脱碳剂、工业气体中硫化氢、二氧化碳的清除剂、橡胶的防老剂；在玻璃工业中被大量用于制造计算机显示器、电视机显像管玻壳、电子管、精密玻璃器皿及各种装饰用特殊玻璃；在农业生产中是一种良好的无氯钾肥，其含有的碳酸根是植物进行光合作用的原料且对土壤有疏松作用；此外还被广泛应用于电焊条、油墨、照相药品、聚酯、炸药、制革、电镀、陶瓷、建材、水晶、钾肥皂以及医药的生产。近年来随着科技的进步、电子工业的迅速发展，碳酸钾新用途得到了极大地开发，工业领域对碳酸钾产品的纯度提出了更高的要求。

2、目前，电解-碳化法是重质碳酸钾的主要方法。该方法主要通过电解得到氢氧化钾溶液在流化床上高温碳化得到碳酸钾成品。该方法得到的重质碳酸钾密度高且不易溶解，由于受到原料纯度的限制，碳酸钾中的钠组分无法分离，导致成品的纯度难以达到优级品。但随着工业体系的完善和下游市场的需求，高品质的碳酸钾产品受到市场的热烈追捧，而重质碳酸钾纯度低导致其在市场销售中受到限制，因此重质碳酸钾的提纯是该行业亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有碳酸钾产品中因钾钠难分离导致的产品纯度较低的问题，提供一种重质碳酸钾的提纯方法与重质碳酸钾的提纯系统。采用本发明提供的方法可显著提高碳酸钾产品的纯度和收率。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供一种重质碳酸钾的提纯方法，该方法包括以下步骤：

3、(1)在0.5-1.5mpa的喷淋压力下，将含重质碳酸钾的溶液第一雾化并与二氧化碳逆向接触，进行碳化反应，得到第一碳酸氢钾固体和第一碳酸氢钾饱和溶液；

4、(2)在0.5-1.5mpa的喷淋压力下，将第一碳酸氢钾饱和溶液第二雾化并与空气逆向接触，得到第二碳酸氢钾固体和第二碳酸氢钾饱和溶液，其中，所述空气的含水率不高于15％；

5、(3)将步骤(1)得到的第一碳酸氢钾固体和步骤(2)得到的第二碳酸氢钾固体进行煅烧，得到碳酸钾产品和二氧化碳气体。

6、本发明方法的主要思路如下，首先，由于碳酸氢钾的溶解度较低，步骤(1)所述碳化反应后第一碳酸氢钾固体析出，由于钠离子溶解度较高，产生的钠离子会留在第一碳酸氢钾饱和溶液中；其次，利用干燥的空气吸收第一碳酸氢钾饱和溶液中的水分，析出第二碳酸氢钾固体。第一碳酸氢钾固体和第二碳酸氢钾固体高温煅烧，得到高纯度碳酸钾产品和二氧化碳气体。优选情况下，二氧化碳气体返回碳化步骤回用。

7、本发明第二方面提供一种重质碳酸钾的提纯系统，该系统包括依次连接的喷淋-碳化单元、第二雾化单元和煅烧单元；

8、所述喷淋-碳化单元用于将含重质碳酸钾的溶液第一雾化并与二氧化碳逆向接触，进行碳化反应，得到第一碳酸氢钾饱和溶液和第一碳酸氢钾固体；

9、所述第二雾化单元用于将来自喷淋-碳化单元的第一碳酸氢钾饱和溶液第二雾化并与空气逆向接触，得到第二碳酸氢钾固体和第二碳酸氢钾饱和溶液；

10、所述煅烧单元用于将来自喷淋-碳化单元的第一碳酸氢钾固体和来自第二雾化单元的第二碳酸氢钾固体煅烧，得到碳酸钾产品。

11、通过上述技术方案，本发明的有益效果包括：

12、采用本发明提供的方法可显著提高碳酸钾产品的收率和纯度，同时该方法操作简单，生产能耗低，安全环保。优选情况下，煅烧得到的二氧化碳回用于碳酸钾提纯的循环生产，符合“双碳”要求，具有良好的应用前景。

技术特征：

1.一种重质碳酸钾的提纯方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，

3.根据权利要求1所述的方法，其中，

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其中，

9.一种重质碳酸钾的提纯系统，该系统包括依次连接的喷淋-碳化单元(1)、第二雾化单元(3)和煅烧单元(4)；

10.根据权利要求9所述的提纯系统，其中，

技术总结本发明涉及重质碳酸钾的提纯领域，公开了一种重质碳酸钾的提纯方法。该方法包括以下步骤：(1)在0.5‑1.5MPa的喷淋压力下，将含重质碳酸钾溶液第一雾化并与二氧化碳逆向接触，进行碳化反应，得到第一碳酸氢钾固体和第一碳酸氢钾饱和溶液；(2)在0.5‑1.5MPa的喷淋压力下，将第一碳酸氢钾饱和溶液第二雾化并与空气逆向接触，得到第二碳酸氢钾固体和第二碳酸氢钾饱和溶液，其中，所述空气的含水率不高于15％；(3)将步骤(1)得到的第一碳酸氢钾固体和步骤(2)得到的第二碳酸氢钾固体进行煅烧，得到碳酸钾产品和二氧化碳气体。采用本发明提供的方法可显著提高碳酸钾产品的纯度和收率。技术研发人员：潘军青,王秋臣,王柯宇,赵曼,孙艳芝,张茂勇,南乖乖受保护的技术使用者：北京化工大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11