CN102167377A - 用矾浆制备氯化铝联产氯化钾和氯化铁的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用矾浆制备氯化铝联产氯化钾和氯化铁的方法，将矾浆充分溶解于水后过滤，滤液为硫酸钾和硫酸铝及硫酸铁的混合物；所得滤液与氯化钙反应得到氯化铝、氯化钾、氯化铁和硫酸钙的混合物，经过滤得到硫酸钙沉淀和含氯化铝、氯化钾和氯化铁的溶液；含氯化铝、氯化钾和氯化铁的溶液经减压蒸馏为饱和溶液，根据氯化铝、氯化钾和氯化铁的凝固点不同，将饱和溶液的温度由高至低的逐渐冷却，氯化铝、氯化钾和氯化铁依次结晶析出，过滤干燥，分别得到氯化铁产品，氯化铝产品和氯化钾产品。该方法用矾浆，经过简单的加工处理，制得氯化铝、氯化钾和氯化铁产品，充分利用了矾浆的潜在价值，且不产生二次污染，是一个变废为宝，经济适用的方法。
Description
技术领域
本发明涉及无机化工三废矾浆治理和利用技术领域，尤其用矾浆制备氯化铝联产氯化钾和氯化铁的方法。
背景技术
明矾又称钾铝矾，钾矾和钾明矾，化学式为K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O或者KAl(SO4)2·24H2O，是含有结晶水的硫酸钾铝的复盐，易溶于水，溶于水时发生水解而生成氢氧化铝胶状沉淀，受热时失去结晶水而成白色粉末简称烧明矾。
明矾广泛应用于化工、食品、日化、水处理等行业，其用量十分巨大。其主要生产原料为明矾石，主要分布于我国浙江、安徽等省，生产方法主要有酸浸法、氨浸法、水浸法、还原热解法。不论用哪种方式生产明矾，都会产生大量的高铝矾浆。由于矾浆中同时含有大量的硅、铁等杂质，常年露天堆放，不仅使上述成分难以开发利用，也会造成酸性水流失，污染环境。
虽然目前我国也有一些对明矾石综合利用的深入研究，开发了利用明矾石生产明矾后所得矾浆生产工业钾盐、氧化铝系列原料、各种铝盐等。上述工艺的出现，为综合利用矾浆开辟了市场。然而，矾浆的工业利用至今在国内外尚无成熟的实例。尤其，很多工艺在对矾浆的治理和利用处理的同时，又出现了二次污染的现象。
因此，有必要探索新的矾浆治理和利用方法，充分利用矾浆的潜在价值，开发出有用的产品。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用矾浆制备氯化铝联产氯化钾和氯化铁的方法，该方法用明矾石生产明矾后所得的废料矾浆，经过简单的加工处理，制得氯化铝、氯化钾和氯化铁产品，充分利用了矾浆的潜在价值，且不产生二次污染，是一个变废为宝，经济适用的方法。 本发明的技术方案如下：一种用矾浆制备氯化铝联产氯化钾和氯化铁的方法，包括如下具体步骤：
步骤A、将矾浆装入反应罐一(1)，加水后充分搅拌0.5-2小时使之溶解于水，而后经过滤器一(2)过滤，得到滤饼和滤液，滤饼经另外的工艺深加工，滤液为硫酸钾和硫酸铝及硫酸铁的混合物；
步骤B、将步骤A所得滤液送入反应罐二(3)，按照硫酸铝与氯化钙纯物质质量之比为1∶3.88-5.05向反应罐二(3)中投入氯化钙溶液，在徐徐的搅拌下反应得到氯化铝、氯化钾、氯化铁和硫酸钙的混合物；
步骤C、将步骤B所得混合物经过滤器二(4)过滤，得到硫酸钙沉淀和含氯化铝、氯化钾和氯化铁的溶液；硫酸钙沉淀经洗涤机(5)洗涤、干燥器(6)干燥，粉碎机(7)粉碎，得到硫酸钙产品(12)；
步骤D、含氯化铝、氯化钾和氯化铁的溶液送入减压蒸馏器(8)中减压蒸馏，当溶液蒸馏到饱和溶液时，根据氯化铝、氯化钾和氯化铁的凝固点不同，将饱和溶液的温度由高至低的逐渐冷却，氯化铝、氯化钾和氯化铁依次结晶析出，过滤干燥，分别得到氯化铁晶体产品(9)，氯化铝晶体产品(10)，氯化钾晶体产品(11)。
本发明所述用矾浆制备氯化铝联产氯化钾和氯化铁的方法，化学反应原理为：
SO3+H2O＝＝＝＝H2SO4
Al2O3+3H2SO4＝＝＝＝＝Al2(SO4)3+3H2O
K2O+H2SO4＝＝＝＝＝K2SO4+H2O
Fe2O3+3H2SO4＝＝＝＝＝Fe2(SO4)3+3H2O
Al2(SO4)3+3CaCl2＝＝＝＝＝2AlCl3+3CaSO4
K2SO4+CaCl2＝＝＝＝＝2KCl+CaSO4
Fe2(SO4)3+3CaCl2＝＝＝＝＝2FeCl3+3CaSO4
本发明的有益效果为：本发明所述用矾浆制备氯化铝联产氯化钾和氯化铁的方法，用明矾石生产明矾后所得的废料矾浆，经过简单的加工处理，制得硫酸铝联产硫酸钾和硫酸铁产品，充分利用了矾浆的潜在价值，且不产生二次污染，是一个变废为宝，经济适用的方法。该方法操作简单，设备投资少，值得推广应用。
附图说明
图1为本发明所述用矾浆制备氯化铝联产氯化钾和氯化铁的方法的工艺流程图，其中，(1)反应罐一，(2)过滤器一，反应罐二(3)，(4)过滤器二，(5)洗涤机，(6)干燥器，(7)粉碎机，(8)减压蒸馏器，(9)氯化铁晶体产品，(10)氯化铝晶体产品，(11)氯化钾晶体产品，(12)硫酸钙产品。
具体实施方式
实施例1：
参照图1，一种用矾浆制备氯化铝联产氯化钾和氯化铁的方法，将矾浆装入反应罐一(1)，加水后充分搅拌0.5-2小时使之溶解于水，而后经过滤器一(2)过滤，得到滤饼和滤液，滤饼经另外的工艺深加工，滤液为硫酸钾和硫酸铝及硫酸铁的混合物；将所得滤液送入反应罐二(3)，并使反应罐中硫酸铁的质量为400kg，硫酸铝的质量为171kg，硫酸钾的质量为87kg，按照硫酸铝与氯化钙纯物质质量之比为1∶4.85向反应罐二(3)中投入氯化钙溶液，在徐徐的搅拌下反应得到氯化铝、氯化钾、氯化铁和硫酸钙的混合物；将所得混合物经过滤器二(4)过滤，得到硫酸钙沉淀和含氯化铝、氯化钾和氯化铁的溶液；硫酸钙沉淀经洗涤机(5)洗涤、干燥器(6)干燥，粉碎机(7)粉碎，得到硫酸钙产品；含氯化铝、氯化钾和氯化铁的溶液送入减压蒸馏器(8)中减压蒸馏，当溶液蒸馏到饱和溶液时，根据氯化铝、氯化钾和氯化铁的凝固点不同，将饱和溶液的温度由高至低的逐渐冷却，氯化铝、氯化钾和氯化铁依次结晶析出，过滤干燥，分别得到氯化铁晶体产品(9)，氯化铝晶体产品(10)，氯化钾晶体产品(11)。
其中，该工艺所得硫酸钙产品中含有的硫酸钙为1665kg，氯化铁晶体产品中含有的氯化铁为325kg，氯化铝晶体产品(10)中含有的氯化铝为133.5kg，氯化钾晶体产品(11)中含有的氯化钾为74.5kg。
实施例2：
参照图1，一种用矾浆制备氯化铝联产氯化钾和氯化铁的方法，将矾浆装入反应罐一(1)，加水后充分搅拌0.5-2小时使之溶解于水，而后经过滤器一(2)过滤，得到滤饼和滤液，滤饼经另外的工艺深加工，滤液为硫酸钾和硫酸铝及硫酸铁的混合物；将所得滤液送入反应罐二(3)，并使反应罐中硫酸铁的质量为400kg，硫酸铝的质量为171kg，硫酸钾的质量为87kg，按照硫酸铝与氯化钙纯物质质量之比为1∶5.05向反应罐二(3)中投入氯化钙溶液，在徐徐的搅拌下反应得到氯化铝、氯化钾、氯化铁和硫酸钙的混合物；将所得混合物经过滤器二(4)过滤，得到硫酸钙沉淀和含氯化铝、氯化钾和氯化铁的溶液；硫酸钙沉淀经洗涤机(5)洗涤、干燥器(6)干燥，粉碎机(7)粉碎，得到硫酸钙产品；含氯化铝、氯化钾和氯化铁的溶液送入减压蒸馏器(8)中减压蒸馏，当溶液蒸馏到饱和溶液时，根据氯化铝、氯化钾和氯化铁的凝固点不同，将饱和溶液的温度由高至低的逐渐冷却，氯化铝、氯化钾和氯化铁依次结晶析出，过滤干燥，分别得到氯化铁晶体产品(9)，氯化铝晶体产品(10)，氯化钾晶体产品(11)。
其中，该工艺所得硫酸钙产品中含有的硫酸钙为1665kg，氯化铁晶体产品中含有的氯化铁为325kg，氯化铝晶体产品(10)中含有的氯化铝为133.5kg，氯化钾晶体产品(11)中含有的氯化钾为74.5kg。
实施例3：
参照图1，一种用矾浆制备氯化铝联产氯化钾和氯化铁的方法，将矾浆装入反应罐一(1)，加水后充分搅拌0.5-2小时使之溶解于水，而后经过滤器一(2)过滤，得到滤饼和滤液，滤饼经另外的工艺深加工，滤液为硫酸钾和硫酸铝及硫酸铁的混合物；将所得滤液送入反应罐二(3)，并使反应罐中硫酸铁的质量为400kg，硫酸铝的质量为171kg，硫酸钾的质量为87kg，按照硫酸铝与氯化钙纯物质质量之比为1∶3.88向反应罐二(3)中投入氯化钙溶液，在徐徐的搅拌下反应得到氯化铝、氯化钾、氯化铁和硫酸钙的混合物；将所得混合物经过滤器二(4)过滤，得到硫酸钙沉淀和含氯化铝、氯化钾和氯化铁的溶液；硫酸钙沉淀经洗涤机(5)洗涤、干燥器(6)干燥，粉碎机(7)粉碎，得到硫酸钙产品含氯化铝、氯化钾和氯化铁的溶液送入减压蒸馏器(8)中减压蒸馏，当溶液蒸馏到饱和溶液时，根据氯化铝、氯化钾和氯化铁的凝固点不同，将饱和溶液的温度由高至低的逐渐冷却，氯化铝、氯化钾和氯化铁依次结晶析出，过滤干燥，分别得到氯化铁晶体产品(9)，氯化铝晶体产品(10)，氯化钾晶体产品(11)。
其中，该工艺所得硫酸钙产品中含有的硫酸钙为1340kg，氯化铁晶体产品中含有的氯化铁为260kg，氯化铝晶体产品(10)中含有的氯化铝为106.8kg，氯化钾晶体产品(11)中含有的氯化钾为59.6kg。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (1)
1.一种用矾浆制备氯化铝联产氯化钾和氯化铁的方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
步骤A、将矾浆装入反应罐一(1)，加水后充分搅拌0.5-2小时使之溶解于水，而后经过滤器一(2)过滤，得到滤饼和滤液，滤饼经另外的工艺深加工，滤液为硫酸钾和硫酸铝及硫酸铁的混合物；
步骤B、将步骤A所得滤液送入反应罐二(3)，按照硫酸铝与氯化钙纯物质质量之比为1∶3.88-5.05向反应罐二(3)中投入氯化钙溶液，在徐徐的搅拌下反应得到氯化铝、氯化钾、氯化铁和硫酸钙的混合物；
步骤C、将步骤B所得混合物经过滤器二(4)过滤，得到硫酸钙沉淀和含氯化铝、氯化钾和氯化铁的溶液；硫酸钙沉淀经洗涤机(5)洗涤、干燥器(6)干燥，粉碎机(7)粉碎，得到硫酸钙产品(12)；
步骤D、含氯化铝、氯化钾和氯化铁的溶液送入减压蒸馏器(8)中减压蒸馏，当溶液蒸馏到饱和溶液时，根据氯化铝、氯化钾和氯化铁的凝固点不同，将饱和溶液的温度由高至低的逐渐冷却，氯化铝、氯化钾和氯化铁依次结晶析出，过滤干燥，分别得到氯化铁晶体产品(9)，氯化铝晶体产品(10)，氯化钾晶体产品(11)。
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|---|---|---|---|---|
| CN105540632A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-05-04 | 华东理工常熟研究院有限公司 | 一种结晶氯化铝的提纯方法 |
| CN107792866A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-03-13 | 福州大学 | 一种钾明矾混合溶剂复分解生产硫酸钾和氯化铝的方法 |
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