本發(fā)明涉及化合物生產(chǎn)方法技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種海水提取亞硫酸鉀濃縮工藝。
背景技術(shù)：
以亞硫酸鹽作為蒸煮劑是目前我國草漿制漿最主要的方法，亞硫酸鹽制漿發(fā)展至今已有百年歷史,所選鹽基多為鈣、鎂、鈉、銨等可溶性鹽基。其中,亞鈉法存在的主要問題是廢液回收和廢水處理的技術(shù)經(jīng)濟問題，亞銨法廢液可直接作肥料,但紙漿顏色深，較難漂白,且裝鍋量少,設(shè)備腐蝕嚴重，國內(nèi)外研究結(jié)果表明,若用亞硫酸鉀作蒸煮劑,與等摩爾濃度的亞鈉法相比,制漿效果相同,廢液回收系統(tǒng)卻簡單得多,廢液經(jīng)氧化燃燒,所得產(chǎn)物為K2SO4和K2CO3,利用二者溶解度的不同可輕易分離，K2SO4為農(nóng)業(yè)急需優(yōu)良鉀肥，K2CO3可作為印染、造紙等行業(yè)的化工原料，對于沒有回收系統(tǒng)的小型紙廠,制漿廢液可直接作為農(nóng)用鉀肥。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就是為了克服亞鈉法廢液回收和廢水處理困難，亞銨法紙漿顏色深，較難漂白,且裝鍋量少,設(shè)備腐蝕嚴重的缺陷，設(shè)計了一種海水提取亞硫酸鉀濃縮工藝，蒸發(fā)濃縮過程中亞硫酸根的損失率低，亞硫酸鉀在濃縮液中的含量高,雜質(zhì)少。
本發(fā)明所要求解決的技術(shù)問題可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
一種海水提取亞硫酸鉀濃縮工藝，包括如下步驟：
S1、制備洗脫液：以天然斜發(fā)沸石為吸附劑,通入海水至吸鉀飽和；
S2、制備富鉀液：將已經(jīng)吸鉀飽和的天然斜發(fā)沸石置入亞硫酸銨溶液洗脫獲得富鉀液；
S3、準備百分含量為93.8％氫氧化鉀試劑，加入與NH4+等摩爾的KOH后,混合液可近似視為一個K2SO3-Na2SO3-NH3-H2O的多元體系,對其具體的相平衡數(shù)據(jù)雖有欠缺,但根據(jù)各物質(zhì)溶解度變化情況可粗略判斷,將該體系蒸發(fā)濃縮至K2SO3質(zhì)量百分比為40％左右,是可以將NH3基本趕盡,并控制雜質(zhì)Na2SO3在濃縮液中比重顯著低于K2SO3的；
S4、制備抗氧化劑：取對苯二酚、連二硫酸鈉、硫化鈉三種物質(zhì)，按一定比例混合，配制成抗氧化劑，由于亞硫酸根具有較強的還原性,使得洗脫液很不穩(wěn)定,在較長時間放置過程中,亞硫酸根易與空氣中氧氣反應生成硫酸根,或分解放出二氧化硫，加入抗氧化劑后顯著提高了蒸發(fā)濃縮過程中亞硫酸根的穩(wěn)定性；
S5、蒸發(fā)濃縮：將步驟2獲得的富鉀液蒸發(fā)濃縮得到亞硫酸鉀濃縮液和蒸發(fā)析出物；
S6、產(chǎn)品成分分析；
步驟5的蒸發(fā)濃縮常見有兩種方法：加堿蒸氨法和直接濃縮法。
加堿蒸氨法的工藝過程如下：取1200ml洗脫液,按照與NH4+等摩爾量加入KOH,再加入適量抗氧化劑,在0.08MPa，70℃～80℃條件下,減壓蒸餾6個小時至剩余溶液體積約為250ml,冷卻后過濾,得到亞硫酸鉀濃縮液和蒸發(fā)析出物。
直接濃縮法的工藝過程如下：取1800ml洗脫液，加入適量抗氧化劑后,在0.08MPa,70℃～80℃條件下,減壓蒸餾7個小時至剩余溶液體積約為100ml,冷卻后過濾,得到亞硫酸鉀濃縮液和蒸發(fā)析出物。
產(chǎn)品成分分析方法主要采用以下方法：K+測定：四苯硼鈉容量分析法；NH4+的測定：蒸餾后滴定法；Na+測定：火焰原子吸收分光光度法；SO32-：碘量法；SO42-：EDTA容量分析法。
本發(fā)明所公開的海水提取亞硫酸鉀濃縮工藝，向洗脫液中加入適量抗氧化劑保護亞硫酸根,有效提高了亞硫酸鉀濃縮液的質(zhì)量和延長保質(zhì)時間，顯著降低了蒸發(fā)濃縮過程中亞硫酸根的損失率，加堿蒸氨法和直接濃縮法均可有效提高亞硫酸鉀在濃縮液中的含量,得到滿足制漿要求的蒸煮劑，加堿蒸氨法所制備的亞硫酸鉀蒸煮劑雜質(zhì)含量較少,質(zhì)量更加優(yōu)良，直接濃縮法可制成含亞硫酸鉀、亞硫酸銨及亞硫酸鈉的混合液,可用于對漂白要求較低的制漿工藝。
具體實施方式
為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面進一步闡述本發(fā)明。
一種海水提取亞硫酸鉀濃縮工藝，包括如下步驟：
S1、制備洗脫液：以天然斜發(fā)沸石為吸附劑,通入海水至吸鉀飽和；
S2、制備富鉀液：將已經(jīng)吸鉀飽和的天然斜發(fā)沸石置入亞硫酸銨溶液洗脫獲得富鉀液；
S3、準備百分含量為93.8％氫氧化鉀試劑，加入與NH4+等摩爾的KOH后,混合液可近似視為一個K2SO3-Na2SO3-NH3-H2O的多元體系,對其具體的相平衡數(shù)據(jù)雖有欠缺,但根據(jù)各物質(zhì)溶解度變化情況可粗略判斷,將該體系蒸發(fā)濃縮至K2SO3質(zhì)量百分比為40％左右,是可以將NH3基本趕盡,并控制雜質(zhì)Na2SO3在濃縮液中比重顯著低于K2SO3的；
S4、制備抗氧化劑：取對苯二酚、連二硫酸鈉、硫化鈉三種物質(zhì)，按一定比例混合，配制成抗氧化劑，由于亞硫酸根具有較強的還原性,使得洗脫液很不穩(wěn)定,在較長時間放置過程中,亞硫酸根易與空氣中氧氣反應生成硫酸根,或分解放出二氧化硫，加入抗氧化劑后顯著提高了蒸發(fā)濃縮過程中亞硫酸根的穩(wěn)定性；
S5、蒸發(fā)濃縮：將步驟2獲得的富鉀液蒸發(fā)濃縮得到亞硫酸鉀濃縮液和蒸發(fā)析出物；
S6、產(chǎn)品成分分析；
步驟5的蒸發(fā)濃縮常見有兩種方法：加堿蒸氨法和直接濃縮法。
加堿蒸氨法的工藝過程如下：取1200ml洗脫液,按照與NH4+等摩爾量加入KOH,再加入適量抗氧化劑,在0.08MPa，70℃～80℃條件下,減壓蒸餾6個小時至剩余溶液體積約為250ml,冷卻后過濾,得到亞硫酸鉀濃縮液和蒸發(fā)析出物。
直接濃縮法的工藝過程如下：取1800ml洗脫液，加入適量抗氧化劑后,在0.08MPa,70℃～80℃條件下,減壓蒸餾7個小時至剩余溶液體積約為100ml,冷卻后過濾,得到亞硫酸鉀濃縮液和蒸發(fā)析出物。
產(chǎn)品成分分析方法主要采用以下方法：K+測定：四苯硼鈉容量分析法；NH4+的測定：蒸餾后滴定法；Na+測定：火焰原子吸收分光光度法；SO32-：碘量法；SO42-：EDTA容量分析法。
本發(fā)明所公開的海水提取亞硫酸鉀濃縮工藝，向洗脫液中加入適量抗氧化劑保護亞硫酸根,有效提高了亞硫酸鉀濃縮液的質(zhì)量和延長保質(zhì)時間，顯著降低了蒸發(fā)濃縮過程中亞硫酸根的損失率，加堿蒸氨法和直接濃縮法均可有效提高亞硫酸鉀在濃縮液中的含量,得到滿足制漿要求的蒸煮劑，加堿蒸氨法所制備的亞硫酸鉀蒸煮劑雜質(zhì)含量較少,質(zhì)量更加優(yōu)良，直接濃縮法可制成含亞硫酸鉀、亞硫酸銨及亞硫酸鈉的混合液,可用于對漂白要求較低的制漿工藝。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。