CN101238067B - 制备高纯度苛性钾的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以比较简单的工艺来制备高纯度苛性钾的方法，该方法满足对于高纯度苛性钾日益增加的需求。本发明具体公开了一种制备高纯度苛性钾的方法，其中，通过对保持在高温下的苛性钾浓度为48％且钠含量不超过200mg/kg、以氯化钾计的氯含量不超过15mg/kg的苛性钾水溶液进行结晶，获得几乎不含如钠、氯的杂质、和如铁、铬和镍的重金属的高纯度苛性钾。

Description

制备高纯度苛性钾的方法

技术领域

本发明涉及一种可以获得高纯度苛性钾(氢氧化钾)的纯化方法，且本发明提供了一种这样的方法，该方法通过从待处理的苛性钾中除去例如钠和氯以及重金属如铁、铬和镍，可以以低成本和简单工艺获得高纯度的苛性钾。

背景技术

通常，采用离子交换膜法等通过氯化钾水溶液的电解制备苛性钾，伴随有氯或氢。由此制得的氢氧化钾具有良好纯度，且由此可以用于许多领域。这种氢氧化钾用作许多领域中日常活动中必不可少的无机化学材料，例如，制备各种类型的钾盐，以及医药产品、化妆品、和分析试剂。其中，在诸如蓄电池(battery)/电池(cell)材料、电子材料、和药物的领域中需要将杂质除去达到特定程度的高纯度产品。近年来，硅衬底的化学机械抛光需要含有极少量钠组分和杂质金属的高纯度苛性钾，例如，用于LSI，以防止杂质进入和污染将要高度集成的硅衬底。另外，例如，由于苛性钾中的重金属组分或氯离子，在碱性蓄电池/电池中必须防止在电压等方面的稳定性在长时间内降低，且防止液体泄漏。基于上述原因，需要高纯度的苛性钾产品。

为了满足对日益增加的高纯度苛性钾的需求，已公开了纯化氢氧化钾的方法，其中改进电解室或者采用结晶(例如，参见专利文献1和2)。另外，也公开了通过电解前纯化氯化钾获得高纯度苛性钾的方法(例如，参见专利文献3)。但是，在通过电解获得苛性钾的方法中，可以采用低钠的氯化钾作为待处理的材料来获得低钠的苛性钾，但是必须获得大量的低钠的氯化钾。由此，相对于通过结晶的纯化，通过电解获得苛性钾的方法在成本方面是不利的。另外，与由高温状态进行结晶相比，考虑到母液的浓缩和冷却，通过冷却进行结晶在成本方面是不利的。

另外，作为利用例如溶解度差别的纯化方法，公开了增加氯化铝的纯度的方法，通过在多个步骤中重复结晶操作，其中将结晶器串联设置(例如，专利文献4)。在这种情形中，除了纯化方法的性能之外，根据纯化产品的产率，纯化的成本差别大。

公知的是，这些金属组分如铁和镍在蚀刻硅片时保留在硅片表面上，从而改变了电性能。由此，期望其含量低。因此，公开了一种采用其中预先涂覆了活性木炭的过滤装置，将镍含量降低到0.05ppm或更低的方法(例如，专利文献5)。另外，公开了一种通过使苛性钠与已通过在硝酸中浸渍而活化的活性木炭接触，将铁含量降低到200ppb或更低且将镍含量降低到20ppb或更低的方法(例如，专利文献6)。

专利文献1：JP-B-3-061605(″JP-B″表示审查的日本专利公开)

专利文献2：JP-B-5-082328

专利文献3：JP-A-2002-317286(″JP-A″表示未审查公开的日本专利申请)

专利文献4：JP-A-2004-203713

专利文献5：JP-A-2000-203828

专利文献6：JP-A-2005-001955

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明旨在提供一种制备方法，该方法可以以相对简单的工艺获得高纯度的苛性钾，以满足日益增加的对苛性钾的高纯度的上述需求。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的发明人深入地研究了获得高纯度苛性钾的方法，已发现了通过在高温状态下由苛性钾水溶液结晶可以获得几乎不含杂质钠、氯、和重金属如铁、铬和镍的高纯度苛性钾，并由此完成了本发明。

也就是说，本发明涉及：

(1)一种制备高纯度苛性钾的方法，包括步骤：

在高温状态下，以48％的苛性钾浓度为基准，对钠含量为200mg/kg或更低且以氯化钾的重量计的氯含量为15mg/kg或更低的苛性钾水溶液进行浓缩，从而使苛性钾一水合晶体析出；和

将该晶体与含所述一水合晶体的浆液分离。

(2)上述1的制备高纯度苛性钾的方法，其中苛性钾水溶液的钠含量大于10mg/kg，以48％的苛性钾浓度为基准。

(3)上述1或者上述2的制备高纯度苛性钾的方法，其中苛性钾水溶液的以氯化钾的重量计的氯含量大于1mg/kg，以48％的苛性钾浓度为基准。

(4)上述1～3中任一项的制备高纯度苛性钾的方法，其中将该如此分离的晶体用水或者苛性钾水溶液漂洗。

(5)上述1～4中任一项的制备高纯度苛性钾的方法，其中该高温状态为高于70℃且不高于150℃的温度。

(6)上述1～5中任一项的制备高纯度苛性钾的方法，其中在结晶器内的母液的苛性钾浓度为57％～70％。

(7)上述4～6中任一项的制备高纯度苛性钾的方法，其中以用量为所述晶体量的1/3～1/200倍的液体量对该晶体进行漂洗。

(8)上述1～7中任一项的制备高纯度苛性钾的方法，其中将该母液和/或上述4中所述的漂洗液体的苛性钾浓度调节到49％～65％，对该母液和/或漂洗液体进行再利用，所述母液由上述1～3中任一项所述的从中分离出该晶体的含有该一水合晶体的浆液产生。

有益效果

通过采用由本发明的制备方法获得的高纯度苛性钾，可以满足化学和机械抛光后硅片所需的性能，和在碱性电池(cell)/蓄电池(battery)等中，可以使电压等稳定且可以防止液体泄漏发生。

附图说明

图1为显示本发明制备高纯度苛性钾的方法所采用的装置的示意图。

标号说明

1        预浓缩器

2        材料(苛性钾水溶液)

3        蒸汽

4        装有搅拌器的结晶器

5        离心分离器

6        漂洗液体

7        高纯度苛性钾晶体

8         母液

9         高纯度苛性钾晶体-溶解罐

10        母液-存储罐

11        低温冷却水

12        蒸汽冷凝器

13        低温冷却水-存储罐

14        蒸汽

15        喷射器

16        冷却水

17        喷射混合器

18        真空泵

具体实施方式

下文中，参照图1，描述本发明制备高纯度苛性钾的方法。但是，本发明并不限于这些解释。在此，在本发明中，“％”表示重量百分数，“ppm”表示百万分之几(重量/重量)，且“ppb”表示十亿分之几(重量/重量)。

图1为显示依据本发明的制备高纯度苛性钾方法中的步骤实例的示意图。将苛性钾水溶液(材料2)引入装有搅拌器的结晶器4时，此时使用市面上容易获得的48％产品作为该材料，优选地使用预浓缩器1，出于诸如增加效率的目的。也就是说，将48％产品作为材料2引入到预浓缩器1中。采用蒸汽3将预浓缩器1加热，由此通过减压管线使水蒸发。将浓缩的产品(浓缩物1)引入装有搅拌器的结晶器4中。装有搅拌器的结晶器4利用蒸汽3加热浓缩物，由此通过减压管线将水从浓缩物1中蒸发，由此进行浓缩。随后，苛性钾一水合晶体(例如，粒径为大约1mm～2mm)在结晶器4中析出，且将浓缩物浓缩到具有适宜的浆液浓度。由此，将浆液放入离心分离器5中。采用该离心分离器5，将浆液分离为晶体7和母液8。将该离心分离器5中的晶体用漂洗液体6漂洗，以便将粘附于晶体周围的母液清洗掉。可以将该漂洗液体与母液液体一起再利用。可以将这样漂洗的晶体7适宜地在必要的浓度下溶解于高纯度苛性钾晶体-溶解罐9中，或者它们可以用作晶体产品。大多数情形下，将苛性钾溶解并稀释，使得溶液的浓度应为48％～49％，其为市面上产品的浓度；但是也存在一些情形，此时该应用需要比此更高的浓度，或者将其溶解使得浓度为大约49％～57％以进一步纯化。在进行进一步纯化的情形中，可能供给范围为57％～65％的溶液，具体地，通过进行加热以阻止结晶。

图1中，11～18表示用于减压的设备。使结晶器4中产生的水蒸气在蒸汽冷凝器12中与低温冷却水11接触，用于冷凝。将由此冷凝的水置于低温冷却水-存储罐13中，且通过采用制冷机等，随后可以将其再利用作为循环的低温冷却水11。

通过重复该用于提高纯度的上述操作，可以进一步提高纯度。例如，准备各自装备有搅拌器的多个结晶器，并且通过在多个阶段纯化，可以获得高纯度纯化的苛性钾。也就是说，可以将苛性钾晶体-溶解罐9中获得的苛性钾溶液送到下一浓缩器或结晶器中。另外，在这些的改进中，一旦除去结晶器4系统中的液体之后，可以使用已经纯化的、在苛性钾晶体-溶解罐9中的溶液作为材料2，且由此，可以进一步纯化苛性钾。

在母液或漂洗液体的杂质浓度具有预定值或更低的值的情形中，可以将该液体与材料2混合，用于再利用。

根据应用，高纯度苛性钾在杂质浓度方面具有多种标准。另外，根据不同应用，高纯度苛性钾的浓度在处理时彼此不同。考虑到这些，在本发明制备高纯度苛性钾的方法中，苛性钾的浓度通过借助于计算将其转化为48％来描述。另外，杂质浓度也在通过计算将其转化为浓度48％的苛性钾中的那些之后来描述。结果，依据本发明的制备方法获得的高纯度苛性钾可具有10mg/kg或更低的钠含量和1mg/kg或更低的以氯化钾的重量计的氯含量。

一般认为，钠以钠离子存在(也就是，处于NaOH、NaCl等形式)且氯以氯离子存在(也就是，处于KCl、NaCl等形式)。由此，在本发明中，通过转化为钠(也就是，以钠原子计)和氯化钾的数值来表示钠和氯的含量。也就是说，虽然苛性钾的浓度彼此不同，但是苛性钾浓度为48％(其中Na为10mg/kg且KCl为1mg/kg)的溶液与苛性钾浓度为96％(其中Na为20mg/kg且KCl为2mg/kg)的溶液是相同的。

广泛采用浓度范围为20％～99％的苛性钾，且市场上广泛的是浓度为40％～57％的液体产品和浓度为95％～98％的固体产品。由此，特别优选地，依据本发明的高纯度苛性钾以这种方式来提供。

将在各种类型纯化中的苛性钾纯化效率进行对比时，本发明人发现，直接纯化苛性钾的方法是最有效的，且在高温状态下由苛性钾水溶液中析出含苛性钾一水合晶体的浆液的方法是最有效的。鉴于纯化的更好效率，在依据本发明的纯化方法中，以苛性钾浓度为48％的苛性钾水溶液作为标准，优选地采用钠含量为200mg/kg或更低且以KCl的重量计的氯含量为15mg/kg或更低的苛性钾水溶液，且更优选地采用钠含量为190mg/kg或更低且以KCl的重量计的氯含量为15mg/kg或更低的苛性钾水溶液。本发明中，作为材料，并不优选地采用钠含量大于200mg/kg和/或以KCl的重量计的氯含量大于15mg/kg的苛性钾水溶液，因为不可能获得目标高纯度苛性钾或者进一步纯化操作可能在一些情形中成为必然。另外，虽然存在通过冷却析出苛性钾的方法，但是除杂质的效率差且不能获得产品的目标质量。由此，为了获得高纯度苛性钾，进一步纯化操作成为必然。可选择地，材料的钠含量大于10mg/kg和/或以KCl计算的氯含量大于1mg/kg。

当将苛性钾浓度通过计算转化为48％时(下文中，类似地数值为将苛性钾浓度通过计算转化为48％时的那些)，本发明的高纯度苛性钾中的铁含量优选地为1ppb或更高且50ppb或更低的数值，更优选为20ppb或更低，且进一步优选为15ppb或更低。当苛性钾中的铁含量在该范围内时，可以满足电子材料等领域中所需的性能。

本发明的高纯度苛性钾中的铬含量优选为0.1ppb或更高且20ppb或更低，更优选为10ppb或更低，且进一步优选为5ppb或更低。当苛性钾中的铬含量在该范围内时，可以满足电子材料等领域中所需的性能。

本发明的高纯度苛性钾中的镍含量优选为0.1ppb或更高且10ppb或更低，更优选为5ppb或更低，且进一步优选为4ppb或更低。当苛性钾中的镍含量在该范围内时，可以满足电子材料等领域中所需的性能。

本发明的高纯度苛性钾中的铜含量优选为0.1ppb或更高且10ppb或更低，更优选为5ppb或更低。当苛性钾中的铜含量在该范围内时，可以满足电子材料等领域中所需的性能。

本发明的高纯度苛性钾中的锌含量优选为1ppb或更高且20ppb或更低，更优选为15ppb或更低。当苛性钾中的锌含量在该范围内时，可以满足电子材料等领域中所需的性能。

也就是说，本发明的高纯度苛性钾优选地为铁含量为50ppb或更低、且铬含量为20ppb或更低、且镍含量为10ppb或更低和/或铜含量为10ppb或更低和/或锌含量为20ppb或更低的高纯度苛性钾。

用于保持高温状态的装置(下文中称作结晶器)优选地为装备有搅拌器的装置，以防止由于浆液之间的粘结而发生母液的包含(involvement)。优选地在减压条件下操作上述预浓缩和结晶设备，使操作温度在实际范围之内。

在预浓缩器和结晶器中减压的情形中，可以在相同条件下或者在彼此不同的条件下减压。这些减压条件，依据预浓缩器中溶液的温度和结晶器中溶液的温度而不同。也就是说，考虑溶液温度、减压程度、和苛性钾一水合晶体的析出速率来确定减压条件，且优选刚好在形成晶体之前，在预浓缩器中对感兴趣的溶液进行浓缩。

本发明中，结晶器中苛性钾水溶液的温度优选为大于70℃，更优选为大于90℃，且进一步优选为大于95℃，且优选地不大于150℃，更优选地不大于120℃，且进一步优选地不大于110℃。当温度为70℃或更低时，必须进一步降低减压程度，以使苛性钾水溶液浓缩以使苛性钾结晶，且由此装置成本变高，这点是不利的。另外，当温度为90℃或更低时，除杂质如钠的效率，在一些情形中可能变差，这是由于诸如真空管线中泵送和堵塞的问题。另一方面，当温度高于150℃时，加热成本高且一些情形中需要昂贵的装置，这点并非优选的。

本发明中，在预浓缩之后，该待供给至结晶器的苛性钾水溶液的温度优选近似地与结晶器中的温度相同。由此，在预浓缩器和结晶器具有近似地相同压力的情形中，可以通过相同操作获得相同温度。

本发明中，在结晶器内的母液的苛性钾浓度优选为57％～70％，更优选为60％～70％，进一步优选为61％～70％，且最优选为62％～65％，作为纯化的条件。当母液中苛性钾浓度不在该范围内时，杂质如钠的去除，在一些情形中可能变得不充分，这点并非优选的。优选的母液中苛性钾浓度可以依据结晶器中液体的温度而不同，且由此对于每种液体温度存在分别优选的苛性钾浓度。

必须在预浓缩器和结晶器中保持适当的水蒸发状态。

优选地，在使得不产生浆液的条件下操作预浓缩器。也就是说，在预浓缩器中，过度蒸发的状态并非优选的，因为杂质可能在气相部分中粘着于内壁上，该如此粘着的杂质可能落入溶液中，以混入浆液中，且由此在一些情形中降低了所获苛性钾的纯度。另外，类似于上述情形，其也并非优选的，因为在一些情形中物质可能在减压管线中粘着，由此导致管线的堵塞。另一方面，预浓缩器中蒸发程度低的状态并非优选的，因为浓缩变慢，使得操作效率降低。另外，结晶器的负荷不大，且在一些情形中操作效率可能变低，这点并非优选的。

在结晶器中，过度蒸发的状态并非优选的，因为杂质可能在气相部分中粘着于内壁上，该如此粘着的杂质可能落入溶液中，以混入浆液中，且由此在一些情形中降低了所获苛性钾的纯度。另外，在结晶器中，过度蒸发的状态也并非优选的，因为在一些情形中物质可能在减压管线中粘着，由此导致管线的堵塞。另一方面，在结晶器中蒸发程度低的状态并非优选的，因为浓缩变慢，使得操作效率降低。

结晶器中浆液浓度优选为5％～40％，更优选为10％～35％，且进一步优选为15％～30％。浆液浓度超过40％时，在一些情形中粘度可能变得过高且浆液液体不可能平稳地从结晶器中取出，这点并非优选的。另外，在小于5％的情形中，晶体数量小，使得效率差，这点并非优选的。

在结晶器中的平均保留时间优选为1小时或以上，更优选为2小时或以上。另外，优选地小于6小时，更优选地小于5小时，且进一步优选地小于3小时。当在结晶器中的平均保留时间小于1小时时，杂质可能被带到一水合晶体中，这点并非优选的。另一方面，当结晶器中SV超过6小时时，生产效率变差，这点并非优选的。

为了产生减压条件，可以采用公知的真空发生器。可以采用水蒸气冷凝器，以提高真空发生器的性能。

可以将蒸汽型喷射器或者真空泵应用到本发明的制备方法中，且该结构可以装配有不被浓缩中的苛性钾雾损坏的装置、和不存在长期使用之后由累积的雾而导致的诸如管线堵塞的问题的装置。

作为用于结晶器的材料，可以使用任意材料，只要其不被苛性钾水溶液腐蚀，且出于耐腐蚀性的观点，优选地使用镍材料、银材料、金材料、含有高含量的镍的不锈钢、聚四氟乙烯、或聚砜。可以将这些材料组合使用。聚四氟乙烯和聚砜可以照现在的样子使用或者用作涂覆材料，且优选地使用它们的任一种作为涂覆材料。考虑到减压下的机械强度、耐热性、和耐腐蚀性，进一步优选镍材料作为用于结晶器的材料。在例如JIS(日本工业标准)中规定了多种合金，但是镍材料表示含有不小于80％的镍的任意合金或者纯镍(例如，满足JIS H 4551标准的那些)。含有高含量的镍的不锈钢表示含有不小于30％且小于80％的镍的不锈钢合金。

优选地，将预浓缩器连接到可用于本发明的制备方法的结晶器上，以降低结晶器操作时的负荷和简化其形式。可以采用任意材料用于该预浓缩器，只要该材料不被苛性钾水溶液腐蚀，且优选为含有15％或以上的镍的不锈钢合金，如SUS310S；镍材料、聚四氟乙烯、或聚砜，更优选为含有30％或以上的镍的不锈钢合金、或者镍材料。聚四氟乙烯和聚砜可以照现在的样子使用或者用作涂覆材料，且优选地使用它们的任一种作为涂覆材料。当在与结晶器相同的压力下控制该预浓缩器时，优选地采用与用于结晶器的材料相同的材料。

作为用于不经受加热的设备或部件(例如，溶解罐、母液-存储罐等)的材料，除了上述材料之外，可以采用例如聚乙烯或聚丙烯。这些合成树脂各自也可以用作涂覆材料。

通过固液分离操作，将结晶器中形成的浆液分为晶体和母液。由此，非常重要的是除去粘着于晶体周围的母液，以提高纯度。这是因为，当晶体与母液之间的杂质浓度差别较大时，即使轻微的粘着也可相当大地影响最终获得的纯化产品。优选地将该如此分离出来的晶体用水或苛性钾水溶液漂洗。作为用于漂洗的水或苛性钾水溶液，可以使用任一种，只要其不降低将要获得的高纯度苛性钾的纯度。优选的水的实例包括离子交换水、超纯水、和反向渗透膜水(即，通过反向渗透膜处理的水)。苛性钾水溶液的实例包括高纯度苛性钾水溶液。

虽然该将要获得的苛性钾的质量可以通过漂洗得到提高，但是并不优选地使用过多量的液体来漂洗，其导致低产率。用于漂洗的水的量优选为该如此获得的晶体的量的1/3～1/200倍、更优选为1/3～1/100倍、且进一步优选为1/10～1/30倍。当漂洗量超过晶体量的1/3倍时，由于溶解而导致的晶体损失变大，这点并非优选的。另一方面，当漂洗量小于晶体量的1/200倍时，不能获得漂洗效果，其并非优选的。

可以将该如此漂洗的晶体进行干燥，以用作晶体，或者可选择地，它们可以以水溶液形式来使用。在本发明的制备方法中，优选地以水溶液形式取出晶体。作为用于制备高纯度苛性钾水溶液的水，可以使用任意的水，只要其不降低纯度；且其实例包括离子交换水、超纯水、和反向渗透膜水，且优选为超纯水、或反向渗透膜水。

使用之前，可以将母液混入已用作材料的苛性钾水溶液中。但是，在这种情形中，当将母液循环时，材料中杂质量增加。由此，优选对母液中的杂质浓度进行监控，且一旦杂质浓度超过预定值时，即停止将母液混入材料中。也就是说，因为可以将一部分母液再利用作为材料液体，适宜地，该母液的杂质量少于材料的杂质量。由此，当母液中的苛性钾浓度高于材料液体中的苛性钾浓度时，前述操作可以增加预浓缩中降低能耗的效果且也增加材料的收集比例。另外，在仅仅一些杂质为纯化目的的情形中，例如，当母液中的铁浓度超过500ppb时，将要采取的所获适宜工序可以是停止再循环该母液。另外，作为再循环的指标，可以采用钠浓度、氯浓度、铜浓度、镍浓度、或锌浓度，且可以组合上述之中的多个杂质来判断。

可以将其中已将晶体漂洗的液体混入以如上所述相同方式用作材料的苛性钾水溶液中，或者可以将其放入装备有浓缩功能的结晶器中并随后使用。另外在该情形中，可以以与上述母液再循环中相同的方式操作该体系。

实施方案

高纯度苛性钾，其中，共存的杂质铁含量为50ppb或更低且铬含量为20ppb或更低，以48％的苛性钾浓度为基准。

高纯度苛性钾，其中，共存的杂质铁含量为50ppb或更低、铬含量为20ppb或更低、钠含量为10mg/kg或更低、且以氯化钾的重量计的氯含量为1mg/kg或更低，以48％的苛性钾浓度为基准。

制备高纯度苛性钾的方法，包括步骤：

将苛性钾水溶液在高温状态下浓缩，从而使苛性钾一水合晶体析出；

将晶体和母液从含所述一水合晶体的浆液中分离出来；和

将晶体用水或者苛性钾水溶液漂洗。

制备高纯度苛性钾的方法，包括步骤：

将苛性钾水溶液在高于70℃且不高于150℃的状态下浓缩，从而使苛性钾浓度为57～70％，从而使苛性钾一水合晶体析出；

将晶体和母液从含所述一水合晶体的浆液中分离出来；和

将晶体用水或苛性钾水溶液漂洗。

制备高纯度苛性钾的方法，包括步骤：

在高于70℃且不高于150℃的状态下，以48％的苛性钾浓度为基准，对钠含量为200mg/kg或更低且以氯化钾的重量计的氯含量为15mg/kg或更低的苛性钾水溶液进行浓缩，从而使苛性钾一水合晶体析出；

将晶体和母液从含所述一水合晶体的浆液中分离出来；和

将晶体用水或苛性钾水溶液漂洗。

制备高纯度苛性钾的方法，包括步骤：

在高温状态下，以48％的苛性钾浓度为基准，对钠含量为200mg/kg或更低且以氯化钾的重量计的氯含量为15mg/kg或更低的苛性钾水溶液进行浓缩，从而使苛性钾浓度为57～70％，使苛性钾一水合晶体析出；

将晶体和母液从含所述一水合晶体的浆液中分离出来；和

将晶体用水或苛性钾水溶液漂洗。

制备高纯度苛性钾的方法，包括步骤：

在高于70℃且不高于150℃的状态下，以48％的苛性钾浓度为基准，对钠含量为200mg/kg或更低且以氯化钾的重量计的氯含量为15mg/kg或更低的苛性钾水溶液进行浓缩，从而使苛性钾浓度为57～70％，使苛性钾一水合晶体析出；

将晶体和母液从含所述一水合晶体的浆液中分离出来；和

将晶体用水或苛性钾水溶液漂洗。

制备高纯度苛性钾的方法，包括步骤：

将苛性钾水溶液在高温状态下浓缩，从而使苛性钾一水合晶体析出；

将晶体和母液从含所述一水合晶体的浆液中分离出来；和

将晶体用水或苛性钾水溶液漂洗，

其中，容器(在其中将析出含所述苛性钾一水合晶体的浆液)的材料为镍材料、银材料、金材料、含高含量镍的不锈钢、聚砜、和/或聚四氟乙烯。

制备高纯度苛性钾的方法，包括步骤：

在高温状态下，对以48重量％的苛性钾浓度为基准且钠含量为200mg/kg或更低且以氯化钾的重量计的氯含量为15mg/kg或更低的苛性钾水溶液进行浓缩，从而使苛性钾一水合晶体析出；

将晶体和母液从含所述一水合晶体的浆液中分离出来；和

将晶体用水或苛性钾水溶液漂洗，

其中，容器(在其中将析出含所述苛性钾一水合晶体的浆液)的材料为镍材料、银材料、金材料、含高含量镍的不锈钢、聚砜、和/或聚四氟乙烯。

制备高纯度苛性钾的方法，包括步骤：

将苛性钾水溶液在高于70℃且不高于150℃的状态下浓缩，从而使苛性钾浓度为57～70重量％，从而使含苛性钾一水合晶体的浆液析出；

将晶体和母液从所述浆液中分离出来；和

将晶体用水或苛性钾水溶液漂洗，

其中，容器(在其中将析出含所述苛性钾一水合晶体的浆液)的材料为镍材料、银材料、金材料、含高含量镍的不锈钢、聚砜、和/或聚四氟乙烯。

制备高纯度苛性钾的方法，包括步骤：

在高于70℃且不高于150℃的状态下，对以48重量％的苛性钾浓度为基准且钠含量为200mg/kg或更低且以氯化钾的重量计的氯含量为15mg/kg或更低的苛性钾水溶液进行浓缩，从而使含苛性钾一水合晶体的浆液析出；

将晶体和母液从所述浆液中分离出来；和

将晶体用水或苛性钾水溶液漂洗，

其中，容器(在其中将析出含所述苛性钾一水合晶体的浆液)的材料为镍材料、银材料、金材料、含高含量镍的不锈钢、聚砜、和/或聚四氟乙烯。

制备高纯度苛性钾的方法，包括步骤：

在高温状态下，对以48重量％的苛性钾浓度为基准且钠含量为200mg/kg或更低且以氯化钾的重量计的氯含量为15mg/kg或更低的苛性钾水溶液进行浓缩，从而使苛性钾浓度为57～70重量％，使含苛性钾一水合晶体的浆液析出；

将晶体和母液从所述浆液中分离出来；和

将晶体用水或苛性钾水溶液漂洗，

其中，容器(在其中将析出含所述苛性钾一水合晶体的浆液)的材料为镍材料、银材料、金材料、含高含量镍的不锈钢、聚砜、和/或聚四氟乙烯。

制备高纯度苛性钾的方法，包括步骤：

在高于70℃且不高于150℃的状态下，对以48重量％的苛性钾浓度为基准且钠含量为200mg/kg或更低且以氯化钾的重量计的氯含量为15mg/kg或更低的苛性钾水溶液进行浓缩，从而使苛性钾浓度为57～70重量％，使含苛性钾一水合晶体的浆液析出；

将晶体和母液从所述浆液中分离出来；和

将晶体用水或苛性钾水溶液漂洗，

其中，容器(在其中将析出含所述苛性钾一水合晶体的浆液)的材料为镍材料、银材料、金材料、含高含量镍的不锈钢、聚砜、和/或聚四氟乙烯。

实施例

本发明将基于下面给出的实施例和对比例更详细地描述，但是本发明并不限于此。

分析时，采用下列方法进行测量。在与硫代氰酸汞(II)形成络合物之后，通过吸光分析测量氯，且随后将获得的值通过计算转化为相对于氯化钾重量的值。采用超纯水稀释之后，通过ICP发射光谱测量Na浓度。通过使用盐酸的中和滴定法(使用甲基红和甲基蓝的混合指示剂作为指示剂)测量氢氧化钾浓度。通过形成各个金属与二乙基二硫代氨基甲酸的络合物，并随后将获得的络合物用乙酸正丁酯萃取，通过ICP-MS测量铬、镍、铜、和锌每一种的浓度。另外，通过与红菲咯啉形成络合物，并随后将络合物用异戊醇萃取，通过吸光分析测量铁浓度。

实施例1

将1000g含有39.6ppm的钠和以氯化钾的重量计为1.0ppm的氯的48.5％苛性钾水溶液(材料)浓缩，从而获得61％的苛性钾水溶液，且将获得的溶液置于具有采用镍材料的衬里且装有搅拌器的罐中。随后，调节压力，使得置于罐中的苛性钾水溶液在100℃下变成沸腾状态，随后浓缩，从而获得含有苛性钾一水合晶体的浆液。通过离心分离将不可溶物质从该获得的浆液中取出，并随后将其用用量为该如此取出的不可溶物质的量的1/20倍的超纯水洗涤，从而获得高纯度苛性钾一水合晶体。随后，将获得的高纯度苛性钾一水合晶体溶解于超纯水中，使得浓度为48.5％。

结果，获得650g(产率65％)48.5％的高纯度苛性钾水溶液。关于所获得的溶液，分析钠和氯，且结果示于表1中。另外，分析铁离子量(Fe)、铜离子量(Cu)、镍离子量(Ni)、铬离子量(Cr)、和锌离子量(Zn)，且结果示于表2中。表1和2中，所示的值为通过计算将苛性钾浓度转化为48.0％时的值。

实施例2

以实施例1中相同的方式获得高纯度苛性钾一水合晶体，但是不使用实施例1中所述的苛性钾水溶液(材料)，而是使用1000g的48.5％苛性钾水溶液(材料)，其含有196ppm的钠和以氯化钾的重量计为1.0ppm的氯。随后，以实施例1中相同的方式，对通过将该如此获得的一水合晶体溶解于超纯水中而获得的高纯度苛性钾水溶液进行分析。结果示于表1中。

实施例3

以实施例1中相同的方式获得高纯度苛性钾一水合晶体，但是不进行如实施例1所述的漂洗。随后，以实施例1中相同的方式，对通过将该如此获得的一水合晶体溶解于超纯水中而获得的高纯度苛性钾水溶液进行分析。结果示于表1中。

对比例1

将1000g含有70ppm的钠和以氯化钾的重量计为1.2ppm的氯的48.5％苛性钾水溶液(材料)浓缩，由此获得56％的苛性钾水溶液。将获得的苛性钾水溶液冷却直到温度变为0℃，由此使苛性钾晶体在立式双冷却管中析出。然后，在从中取出母液后，将该双冷却管加热到30℃，同时除去苛性钾水溶液，通过析水(渗出)对该水溶液进行洗提，随后漂洗该获得的晶体。在残留的晶体中加入超纯水，由此获得48.5％的苛性钾水溶液。结果，获得504g(产率50％)48.5％的高纯度苛性钾水溶液。随后，以实施例1中相同的方式，对该获得的溶液进行分析。结果示于表1中。

对比例2

将1000g含有860ppm的钠和以氯化钾的重量计为29ppm的氯的48.5％苛性钾水溶液(材料)浓缩到60％，且将获得的溶液置于与实施例1相同的罐中。随后，调节压力，使置于罐中的溶液在80℃下变为沸腾状态，随后浓缩，由此使含有苛性钾晶体的浆液析出。通过离心分离将不可溶物质从获得的浆液中取出，并随后将其用用量为该如此取出的不可溶物质的量的1/100倍的超纯水洗涤，由此获得苛性钾。随后，以如上所述相同的方式，对该获得的苛性钾进行分析。结果示于表1中。

表1

		实施例1	实施例2	实施例3	对比例1	对比例2
							材料	Na浓度(ppm)	39.6	194	39.6	70	860
KCl浓度(ppm)	1.0	1.0	-	1.2	29
						高纯度苛性钾水溶液		KOH产率(％)	65	65	65	50.4	70
Na浓度(ppm)	1.7	7.8	7.7	18	50
							KCl浓度(ppm)	0.3	0.3	-	0.8	4.4

表2

	Fe(ppb)	Cu(ppb)	Ni(ppb)	Cr(ppb)	Zn(ppb)
						材料	98	7	5	22	21
母液	320	46	23	50	35
						高纯度苛性钾水溶液	15	5	＜5	＜5	＜10

由表1可以看出，在实施例1和2中，以高产率获得了高纯度的苛性钾。对比例1中，处理了几乎相同的材料，但采用不同方法，且未达到实施例1中的纯化程度。另外，当使用Na含量水平比实施例2中低的材料时，也未实现足够的纯化。由上述内容可以理解，与对比例在获得更高纯度和产率两个方面对比时，本发明的制备方法是优异的。另外，依据本发明的制备方法，可以以进一步更高的程度来除去共存的氯，且对于重金属可以实现高水平的纯化，如表2中所示。

实施例4

通过以实施例1中相同的方式的操作，获得母液和漂洗液体。对该获得的母液和漂洗液体进行浓度和杂质分析。另外，对母液和漂洗液体进行浓缩，且将获得的浓缩物作为材料引入结晶器中，由此获得高纯度苛性钾一水合晶体。依据杂质分析中的结果，该母液和漂洗液体不能用作该材料。

工业实用性

通过本发明的制备方法可以获得的高纯度苛性钾可以用于，例如，蓄电池/电池材料、电子材料、医药产品、各种类型钾盐的生产、化妆品、和分析试剂，这些中的每一种都要求苛性钾的高纯度。

Claims (9)

1.一种制备高纯度苛性钾的方法，该方法包括下列步骤：

在高温状态下，以48重量％的苛性钾浓度为基准，对钠含量为200mg/kg或更低且以氯化钾的重量计的氯含量为15mg/kg或更低的苛性钾水溶液进行浓缩，从而使苛性钾一水合晶体析出；和

将该晶体与含所述一水合晶体的浆液分离，

其中该高温状态为高于70℃且不高于150℃的温度。

2.权利要求1的制备高纯度苛性钾的方法，其中以48重量％的苛性钾浓度为基准，该苛性钾水溶液的钠含量大于10mg/kg。

3.权利要求1的制备高纯度苛性钾的方法，其中以48重量％的苛性钾浓度为基准，该苛性钾水溶液的以氯化钾的重量计的氯含量大于1mg/kg。

4.权利要求1的制备高纯度苛性钾的方法，其中将该如此分离的晶体用水或者苛性钾水溶液漂洗。

5.权利要求1-4中任一项的制备高纯度苛性钾的方法，其中在结晶器内的母液的苛性钾浓度为57重量％-70重量％。

6.权利要求4的制备高纯度苛性钾的方法，其中以用量为所述晶体量的1/3-1/200倍的液体量对该晶体进行漂洗。

7.权利要求1-4中任一项的制备高纯度苛性钾的方法，其中将该母液的苛性钾浓度调节到49重量％-65重量％，对该母液进行再利用，所述母液由权利要求1-3中任一项的从中分离出该晶体的含有该一水合晶体的浆液产生。

8.权利要求1-4中任一项的制备高纯度苛性钾的方法，其中将权利要求4的漂洗液体的苛性钾浓度调节到49重量％-65重量％，对该漂洗液体进行再利用。

9.权利要求1-4中任一项的制备高纯度苛性钾的方法，其中将该母液和权利要求4所述的漂洗液体的苛性钾浓度调节到49重量％-65重量％，对该母液和漂洗液体进行再利用，所述母液由权利要求1-3中任一项的从中分离出该晶体的含有该一水合晶体的浆液产生。

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