專利名稱：分級(jí)淋洗過(guò)濾從草木灰中提取鉀鹽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于固體廢棄物再利用技術(shù)領(lǐng)域，是從草木灰中提取以鉀素為主的農(nóng)用肥 料技術(shù)，具體涉及一種分級(jí)淋洗過(guò)濾從草木灰中提取鉀鹽的方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，作物吸收的鉀素80%以上存在于秸稈中。作為民用燃料殘余物的草木 灰歷來(lái)是一種重要的農(nóng)家肥料，在維持土壤鉀素平衡，滿足作物對(duì)鉀素營(yíng)養(yǎng)需求中發(fā)揮重 要作用。在近年來(lái)興建的秸稈發(fā)電廠中，大量且集中燃燒發(fā)電產(chǎn)生的草木灰，因其體積龐 大，運(yùn)輸、使用不便，難以直接作肥料施用，而成為亟待處理的固體廢棄物。將草木灰中以鉀 素為主的植物營(yíng)養(yǎng)元素提取出來(lái)，作為農(nóng)肥使用，是秸稈發(fā)電廠草木灰有效利用的途徑，對(duì) 提高秸稈發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益，緩解我國(guó)鉀肥資源不足有十分重要的意義。從草木灰中提取鉀鹽古已有之。至今仍在沿用的方法都是先加入足量水，充分?jǐn)?拌浸泡，然后過(guò)濾，將濾液蒸發(fā)結(jié)晶而成。如遼寧省王玉新等人提出的“一種從草木灰中提 取鉀鹽的方法”(申請(qǐng)?zhí)?200810011699. 6)，采用加入3倍重量水分，充分?jǐn)嚢韬筮^(guò)濾。由于 草木灰顆粒細(xì)微及其顆粒的多孔性、容重低、吸持水量大的特點(diǎn)，要進(jìn)行有效浸泡和攪拌， 加入水量必須達(dá)到灰重的3倍以上，因此浸泡液的鉀鹽濃度較低。以草木灰含鉀鹽10%計(jì)， 3倍量水浸泡，濾液中鉀鹽濃度最多為3.3%，使其后續(xù)蒸發(fā)濃縮耗能費(fèi)時(shí)。又因草木灰本 身吸持水的能力強(qiáng)，自然狀態(tài)的持水量常達(dá)200%以上，經(jīng)離心脫水后持水量仍達(dá)75%以 上，因此，浸泡過(guò)濾取鹽不僅濾液濃度低，而且灰中殘存鹽分高。海南煙草公司蘇玉明提出 的“草木灰提取三鉀鹽的技術(shù)”(《熱帶作物科技》.1994.)采用濾液循環(huán)多次浸泡的方法 以提高濾液的濃度，雖可克服濾液濃度過(guò)低的問(wèn)題，但過(guò)程冗繁，不適于大規(guī)模生產(chǎn)使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種分級(jí)淋洗過(guò)濾從草木灰中提取鉀鹽的方法，該方法 采用流水分級(jí)淋洗草木灰，獲得鉀鹽質(zhì)量濃度達(dá)15%以上的鉀鹽溶液，甚至可以達(dá)到或接 近于飽和鉀鹽溶液的濃度，草木灰中鉀鹽提取率可達(dá)95%以上。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是該方法的過(guò)濾裝置至少由兩個(gè)以上規(guī)格相同的濾池連 通組成，該方法包括以下步驟首先，根據(jù)生產(chǎn)需要以及生產(chǎn)能力，設(shè)置相應(yīng)規(guī)模兩個(gè)以上 等體積濾池用于填裝草木灰，灰層高度大于40cm，上一級(jí)濾池中緩慢均衡注水，調(diào)節(jié)進(jìn)水速 度使進(jìn)出水速度一致，并維持濾池草木灰表層保持4-6cm深的水層，根據(jù)設(shè)計(jì)要求收集最 初濾出的高濃度溶液，用于蒸發(fā)結(jié)晶或直接使用，或用干灰進(jìn)行吸附直接作農(nóng)用鉀肥，或作 復(fù)混肥廠的原料；其后排出的中低濃度溶液，則通過(guò)管道排入下一級(jí)濾池；待濾池排出濾 液濃度足夠低時(shí)結(jié)束洗濾，并取出殘?jiān)匦卵b入干灰備用；同樣收集下一級(jí)濾池中最初濾 出的高濃度溶液用于蒸發(fā)結(jié)晶或直接使用，或由干灰進(jìn)行吸附直接作農(nóng)用鉀肥，或作復(fù)混 肥廠的原料，其后排出的中低濃度溶液則通過(guò)管道排入再下一級(jí)濾池，如此循環(huán)往復(fù)。其中，過(guò)濾裝置中的濾池為固定濾池，或是其它移動(dòng)的具有過(guò)濾功能的容器，連通兩個(gè)濾池之間的管道上安裝水泵。其中，所收集的高濃度溶液的濃度及終止洗濾時(shí)濾液的含鹽量，根據(jù)其后處理的 條件及用途來(lái)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)。其中，洗液從濾池上部向下淋洗，或從下向上沖洗，或從側(cè)向里洗濾，水流靠自然 重力下滲，或在外力作用下流動(dòng)。其中，濾液濃度用比重表測(cè)定，或電導(dǎo)儀測(cè)定。本發(fā)明利用水流在草木灰中緩慢移動(dòng)，而草木灰中鉀鹽溶解速度很快的特點(diǎn)，使 進(jìn)入濾池的水在移動(dòng)過(guò)程中溶液濃度不斷增加，獲得接近飽和濃度的鉀鹽溶液，每個(gè)濾池 經(jīng)持續(xù)不斷的淋洗，其排出的濾液濃度漸次降低，直至近乎無(wú)鉀而完成洗濾；收集每個(gè)濾池 最先濾出的高濃度溶液，用于蒸發(fā)結(jié)晶或直接使用；將后續(xù)排出的中低濃度溶液，依序排入 下一級(jí)濾池中，在下一級(jí)濾池內(nèi)，隨著干灰中鹽分的溶解而使?jié)舛炔粩嗵岣撸敝吝_(dá)到一定 濃度指標(biāo)而排出；循環(huán)往復(fù)，工藝簡(jiǎn)單，技術(shù)難度低，投入成本小，鉀鹽提取效率高，環(huán)境友 好，節(jié)約成本，適合規(guī)?；B續(xù)生產(chǎn)使用，該方法可以有效的提取草木灰中的鉀鹽，獲得含 鉀鹽15%以上甚至達(dá)到或接近于飽和濃度的鉀鹽溶液，使草木灰中鉀鹽提取率達(dá)95%以 上。


圖1為本發(fā)明的實(shí)施方式之一圖2為本發(fā)明的實(shí)施方式之二
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)解決方案，這些實(shí)施例不能理解為 是對(duì)技術(shù)方案的限制。實(shí)施例1 依以下步驟從草木灰中提取鉀鹽如圖1所示，設(shè)置3個(gè)容積為IOm3濾池、1個(gè)容積2. 5m3濃液收集池和1個(gè)容積為 0. 25m3中轉(zhuǎn)池；每個(gè)IOm3濾池中裝灰3T ；設(shè)計(jì)所需收集的高濃度溶液的鉀鹽質(zhì)量濃度為 15% ；從笫1濾池上部進(jìn)水，調(diào)節(jié)進(jìn)水速度使進(jìn)出水速度一致，并維持濾池草木灰表層保持 5cm深的水層，總進(jìn)水量為9T時(shí)有濾液排出，將濾液引入濃液收集池，用電導(dǎo)儀測(cè)定濃液收 集池中溶液含鹽量，隨著進(jìn)入濃液收集池中濾液量的增加，濃液收集池中溶液的電導(dǎo)率逐 步下降，當(dāng)電導(dǎo)率降至18s/m時(shí)(25°C )，關(guān)閉濃液收集池進(jìn)水口，將第1濾池隨后的濾出水 導(dǎo)入中轉(zhuǎn)池，并隨即將中轉(zhuǎn)池中的溶液泵入第2濾池，將濃液收集池中的濾液泵出用于進(jìn) 一步蒸發(fā)濃縮結(jié)晶；將第2濾池開始排出的高濃度溶液也引入濃液收集池；檢測(cè)第1濾池 出水口溶液的電導(dǎo)率，當(dāng)電導(dǎo)率降至5s/m以下時(shí)，第1濾池停止進(jìn)水，并清出殘?jiān)?，重新裝 灰備用，而此時(shí)的第2濾池改用清水繼續(xù)淋濾；當(dāng)?shù)?濾池濾出液濃度低于所要求的濃液指 標(biāo)后，濾液轉(zhuǎn)入第3濾池，仍按順序收集濃液于濃液收集池，而將其后排出的中低濃度濾液 導(dǎo)入已重新裝灰備用的第1濾池，如此循環(huán)往復(fù)。本實(shí)施例在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，始終有兩個(gè)濾池在進(jìn)行過(guò)濾中，一個(gè)濾池在出料和 進(jìn)料備用；兩個(gè)處于淋濾過(guò)程中的濾池，一個(gè)在用清水淋洗，另一個(gè)用從上一級(jí)濾池中排 出的中低濃度濾液淋洗；若使用的干草木灰含可溶鹽10%左右，每個(gè)濾池可排出質(zhì)量濃度
415%左右的濃濾液1.8-2T;濃液用于進(jìn)一步蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，結(jié)晶的含鉀(K20)量50%左右， 用作為農(nóng)用鉀肥，灰中鉀鹽洗出率大于95% ；殘?jiān)?80%左右，其中殘存可溶鹽質(zhì)量 濃度為0. 2%左右，約占干灰中總鹽的5%左右；每日處理干灰12-15T，得到15%左右的濃 濾液約8-10T，蒸發(fā)濃縮得到含鉀(K20)50%左右鉀肥1. 2-1. 5Τ。實(shí)施例2 依以下步驟從草木灰中提取鉀鹽如圖2所示，設(shè)置4個(gè)容積為10m3濾池、1個(gè)容量1. 5m3濃液收集池和1個(gè)容量 為0. 25m3中轉(zhuǎn)池；每個(gè)10m3濾池裝灰3T ；設(shè)計(jì)所需收集的高濃度溶液的鉀鹽質(zhì)量濃度為 30%;淋濾過(guò)程與實(shí)施例1基本相同，所收集的濃濾液檢測(cè)指標(biāo)設(shè)定為波美30度，當(dāng)濃液收 集池中進(jìn)池濾液比重低于波美30度時(shí)，關(guān)閉濃液收集池進(jìn)水口，其后續(xù)濾液導(dǎo)入中轉(zhuǎn)池并 泵入下一級(jí)濾池；由于設(shè)定留取的濾液濃度高，進(jìn)入下一級(jí)濾池中的鹽分較多，淋洗過(guò)程需 相對(duì)延長(zhǎng)，因此，同時(shí)在進(jìn)行洗濾的有3個(gè)濾池，1個(gè)濾池處于出料備用狀態(tài)；3個(gè)處于洗濾 過(guò)程中的濾池，其中依次有1個(gè)進(jìn)清水，其下兩級(jí)濾池用上一級(jí)濾池排出的中低濃度濾液 淋洗；濃液收集池中所收集的濃溶液，泵入干灰中進(jìn)行吸附，每噸干灰吸附質(zhì)量濃度30% 高濃度溶液3T，濕基含鹽量約為25%左右，含鉀(K20)量約為12.5%，直接作農(nóng)用鉀肥，或 作復(fù)混肥廠的原料。
權(quán)利要求
分級(jí)淋洗過(guò)濾從草木灰中提取鉀鹽的方法，其特征在于該方法的過(guò)濾裝置至少由兩個(gè)以上規(guī)格相同的濾池連通組成，該方法包括以下步驟首先，根據(jù)生產(chǎn)需要以及生產(chǎn)能力，設(shè)置相應(yīng)規(guī)模兩個(gè)以上等體積濾池用于填裝草木灰，灰層高度大于40cm，上一級(jí)濾池中緩慢均衡注水，調(diào)節(jié)進(jìn)水速度使進(jìn)出水速度一致，并維持濾池草木灰表層保持4 6cm深的水層，根據(jù)設(shè)計(jì)要求收集最初濾出的高濃度溶液，用于蒸發(fā)結(jié)晶或直接使用，或用干灰進(jìn)行吸附直接作農(nóng)用鉀肥，或作復(fù)混肥廠的原料；其后排出的中低濃度濾液，則排入下一級(jí)濾池；待濾池排出濾液濃度足夠低時(shí)結(jié)束洗濾，取出殘?jiān)?，重新裝入干灰備用；同樣收集下一級(jí)濾池中最初濾出的高濃度溶液，并將其后排出的中低濃度溶液排入再下一級(jí)濾池，如此循環(huán)往復(fù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分級(jí)淋洗過(guò)濾從草木灰中提取鉀鹽的方法，其特征在于過(guò) 濾裝置中的濾池為固定濾池，或是其它可移動(dòng)的具有過(guò)濾功能的容器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分級(jí)淋洗過(guò)濾從草木灰中提取鉀鹽的方法，其特征在于所 收集的高濃度溶液的濃度及終止洗濾時(shí)濾液的含鹽量，根據(jù)其后處理的條件及用途來(lái)設(shè)定 標(biāo)準(zhǔn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分級(jí)淋洗過(guò)濾從草木灰中提取鉀鹽的方法，其特征在于洗 液從濾池上部向下淋洗，或從下向上沖洗，或從側(cè)向里洗濾，水流靠自然重力下滲，或在外 力作用下流動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分級(jí)淋洗過(guò)濾從草木灰中提取鉀鹽的方法，利用水流在富含鉀鹽的草木灰中緩慢移動(dòng)時(shí)，迅速溶解其中的鉀鹽，并隨水流在草木灰中的推進(jìn)，不斷有新的鉀鹽溶入而使溶液濃度逐漸增高，收集最初濾出的高濃度溶液用于蒸發(fā)濃縮，其后排出的中低濃度溶液則排入下一濾池用于繼續(xù)浸提，至排出溶液鉀鹽質(zhì)量濃度足夠低時(shí)結(jié)束洗濾；該方法可以有效的提取草木灰中的鉀鹽，獲得含鉀鹽15％以上甚至達(dá)到或接近于飽和濃度的鉀鹽溶液，使草木灰中鉀鹽提取率達(dá)95％以上；本方法工藝簡(jiǎn)單，技術(shù)難度低，投入成本小，鉀鹽提取效率高，環(huán)境友好，節(jié)約成本，適合規(guī)?；B續(xù)生產(chǎn)使用。
文檔編號(hào)C05D1/00GK101983950SQ20101018084
公開日2011年3月9日 申請(qǐng)日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者孫春梅, 莊春, 張山泉, 汪國(guó)蓮, 邵文奇, 鐘平, 陳川 申請(qǐng)人:淮安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院