沸石法海水提取氯化鉀技術(shù)

1、海水提鉀研究進(jìn)展,19120061700044席宇,總論,鉀是農(nóng)作物生長(zhǎng)必需的3大要素之一．全世界陸地鉀礦分布極不均勻，可溶性鉀礦的儲(chǔ)存和生產(chǎn)96%以上集中在加拿大、前蘇聯(lián)、德國(guó)、美國(guó)、約旦等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家，而絕大多數(shù)國(guó)家鉀礦資源貧乏，農(nóng)業(yè)所需鉀肥依賴進(jìn)口．因此，世界許多沿海國(guó)家均把尋求新的鉀礦資源的目光投向浩渺的大海．,,海水是化學(xué)資源的寶庫(kù)，其中鉀總?cè)艽媪窟_(dá)550萬(wàn)億t，為陸地總儲(chǔ)量（約170億t）的3萬(wàn)倍．雖然其相對(duì)濃度僅有380

2、mg/kg，且80余種化學(xué)元素共存，分離提取技術(shù)難度大，但從可持續(xù)利用資源角度來(lái)看，開發(fā)海水鉀資源的意義和前景無(wú)疑是十分遠(yuǎn)大的．誘人的海水鉀資源，引起了人們的廣泛關(guān)注．,,我國(guó)鉀資源嚴(yán)重缺乏,現(xiàn)已探明儲(chǔ)量4.57億僅占世界儲(chǔ)量的2.6%,而且大多以陸湖相沉積的液體礦為主。因此,開發(fā)利用海水中鉀資源彌補(bǔ)我國(guó)鉀資源嚴(yán)重短缺,提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量具有十分重要的經(jīng)濟(jì)意義和戰(zhàn)略意義。自1940年挪威化學(xué)家Kielland.J獲得第一個(gè)海水提鉀專利權(quán)以來(lái)，

3、世界各沿海國(guó)家投入大量的人財(cái)物力，進(jìn)行海水提鉀技術(shù)的研究，共提出包括化學(xué)沉淀法、溶劑萃取法、膜分離法、離子交換法等多種技術(shù)路線的上百種方法．,化學(xué)沉淀法 溶劑萃取法 膜分離法 離子交換法,一.國(guó)外研究進(jìn)展,六硝基二苯胺法:利用六硝基二苯胺鉀鹽難溶，而其鈣鹽易溶的特點(diǎn)．由于六硝基二苯胺易爆，且毒性較高、對(duì)海水產(chǎn)生污染，故此法很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化． 磷酸鹽法:將磷酸或磷酸鹽加入海水，并用NaOH將pH調(diào)到7~9.5，則海水中K+可沉淀．

4、K+及P2O5回收率均為90%，沉淀物中K+約3%．四苯硼酸鈉法:四苯硼酸鈉與鉀能形成溶解度極小的沉淀，是一種定量分析法．其要點(diǎn)是以四苯硼酸鈉的稀溶液沉淀海水中的鉀鹽，沉淀物加酸后，則可形成四苯硼酸及相應(yīng)的鉀鹽． 返回,化學(xué)沉淀法,液膜萃取法 :基本原理是利用鉀在萃取劑

5、相與海水相分配系數(shù)的不同，以達(dá)到增濃和分離的目的．溶劑析出法:利用某些極性溶劑對(duì)鉀鹽選擇沉淀特性，進(jìn)行鉀的分離提?。?返回,溶劑萃取法,,通過(guò)使用離子交換膜處理海水，得到高濃高溫的含鉀溶液(70~

6、90℃)，冷卻后可得KCl．此法可實(shí)現(xiàn)一價(jià)離子與二價(jià)離子的分離，但尚難做到Na+、K+分離． 返回,膜分離法,樹脂法無(wú)機(jī)離子交換劑法離子篩法天然沸石法,離子交換法,我國(guó)陸地鉀礦資源短缺，鉀肥自給率不足20%，年進(jìn)口量在500萬(wàn)t以上．因此，國(guó)家歷來(lái)高度重視海水鉀資源的開發(fā)．我國(guó)相關(guān)科研單位、企業(yè)及幾代技術(shù)人員歷經(jīng)

7、30余年的不懈努力，開發(fā)出斜發(fā)沸石法海水提取硫酸鉀和硝酸鉀高效節(jié)能技術(shù)，使海水硫酸鉀及硝酸鉀成本顯著低于現(xiàn)行的生產(chǎn)技術(shù)．,二.我國(guó)海水提鉀研究進(jìn)展,斜發(fā)沸石（(Na2,K2)O`Al2O3`10SiO2`8H2O）是一種天然礦物，其晶體格架孔道組成了一系列二維的0.41×0.47nm的十元環(huán)自由窗口結(jié)構(gòu)，從而形成了對(duì)陽(yáng)離子的選擇特性： Cs+>Rb+>K+>NH4+>Ba2+>Sr2+&g

8、t;Na+>Ca2+>Mg2+>Li+ 沸石法海水提鉀技術(shù)正是依據(jù)這種離子交換特性，通過(guò)式（1）及式（2）的離子交換反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)從海水中富集提取鉀鹽．K+(Seawater)+MeZ→KZ+Me+(Seawater)（1）Me+(Elutent)+KZ→K+(Enriched K+solution)+MeZ（2）式（1）及（2）中，Z代表沸石，Me+代表洗脫劑的陽(yáng)離子,提取原理,沸石法海水提取氯化鉀技術(shù)海

9、水提取硫酸鉀高效節(jié)能技術(shù)海水提取硝酸鉀技術(shù),,沸石法海水提取氯化鉀工藝是以天然斜發(fā)沸石為離子交換劑，以氯化鈉為洗脫劑，通過(guò)海水中 K+與沸石上的Na+的離子交換，實(shí)現(xiàn)海水鉀的富集，制得富鉀鹽水．富鉀鹽水經(jīng)蒸發(fā)析鹽、冷卻結(jié)晶、洗滌分離及干燥等工序制取氯化鉀并聯(lián)產(chǎn)精制鹽．返回,沸石法海水提取氯化鉀技術(shù),海水提取硫酸鉀高效節(jié)能技術(shù)是以海水、海鹽苦鹵及飽和鹵為原料，通過(guò)沸石法離子交換序富集鉀，制得富鉀鹵水；富鉀鹵水通過(guò)蒸發(fā)（或日曬）得到精

10、制鹽（或工業(yè)鹽）和富鉀苦鹵；富鉀苦鹵通過(guò)蒸發(fā)、冷卻、分離、轉(zhuǎn)化等工序制得產(chǎn)品硫酸鉀和副產(chǎn)品工業(yè)鹽及濃厚鹵．該方法提高了產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本。返回,海水提取硫酸鉀高效節(jié)能技術(shù),該技術(shù)以海水和硝酸銨為原料，通過(guò)沸石離子交換制得富鉀液；富鉀液通過(guò)萃取結(jié)晶法分離制得產(chǎn)品硝酸鉀和副產(chǎn)品氨。與國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的以氯化鉀和硝酸鹽或硝酸為原料生產(chǎn)硝酸鉀技術(shù)相比，具有原料來(lái)源廣泛、工藝簡(jiǎn)捷、低成本、無(wú)污染等優(yōu)勢(shì)。,海水提取硝酸鉀技術(shù),作為離子交換法

11、海水提鉀技術(shù)的核心，鉀高效吸附劑的開發(fā)將得到高度重視另外,采用萃取法高選擇性分離海水中的鉀鹽一直是海水提鉀的重點(diǎn)研究方法之一此外，隨著沸石法海水提鉀產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的深入，從含鉀混合溶液中（如：通過(guò)離子交換法得到的富鉀溶液）高選擇性、經(jīng)濟(jì)地分離鉀鹽的新理論、新方法的研究，也將成為研究熱點(diǎn)之一．,發(fā)展方向展望,海洋是我們?nèi)祟惖馁Y源寶庫(kù),我國(guó)在海水提鉀技術(shù)上作出的重大技術(shù)突破使我國(guó)海水提鉀技術(shù)走在了世界的前列.我們應(yīng)該堅(jiān)信,我國(guó)的海水提取鉀鹽