CN104058460A - 一种生产流沙状高锰酸钾的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于化工领域，涉及一种生产流沙状高锰酸钾的方法，是将高锰酸钾初晶在80～90℃母液(8～12波美度)下进行重新溶解，成为15～18波美度的复结液；将复结液在搅拌的状态下进行冷却结晶，冷却至30～40℃，搅拌速度为50～60转每分钟；冷却结晶完成后，将所得结晶进行干燥处理，获得流沙状高锰酸钾。本发明的生产方法安全、环保，且与传统生产流程有本质上的区别，产品能更进一步满足市场需求。

Description

一种生产流沙状高锰酸钾的方法

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种制备高锰酸钾的方法。更具体地说，涉及一种制备高纯度的流沙状高锰酸钾的方法。

背景技术

高锰酸钾广泛应用作氧化剂、漂白剂、消毒剂、防腐剂、除臭剂、毒气吸收剂、着色剂等。传统的高锰酸钾生产方法，历史悠久，生产流程海内外皆知，其生产的高锰酸钾为针状。然而，传统的针状高锰酸钾易受潮、流动性一般。市场表现出对流动性更强、使用方便、性状稳定的高锰酸钾产品的需求。流沙状高锰酸钾在上述几方面较针状高锰酸钾更具有优势。然而，目前流沙状高锰酸钾在市场上的供应非常有限，这主要是因为生产工艺上的限制，目前仍缺乏能有效工业化生产的制备流沙状高锰酸钾的方法，导致产率低、产量有限、生产有效性不稳定。除此，如何获得具有优良流动性的流沙状高锰酸钾以满足市场需求，仍是业内亟须解决的一个难题。

发明内容

本发明目的在于提供一种生产流沙状高锰酸钾的方法。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

发明提供了一种流沙状高锰酸钾的制备方法，包括以下步骤：

(1)将高锰酸钾初晶在80～90℃母液(8～12波美度)下进行重新溶解，成为15～18波美度的复结液；

(2)将复结液在搅拌的状态下进行冷却结晶，冷却至30～40℃，搅拌速度为50～60转每分钟；优选地，可冷却至40℃左右。

(3)冷却结晶完成后，将所得结晶进行干燥处理，获得流沙状高锰酸钾。

步骤(1)所述的高锰酸钾初晶可以通过现有的传统方法获得，优选通电解氧化法制备获得。例如，由软锰矿粉与氢氧化钾氧化反应生成锰酸钾，再经电解进一步把锰酸钾氧化制成高锰酸钾初晶。

优选地，步骤(1)的复结母液在80～90℃下静置沉降1小时以上，再进行步骤(2)的处理。

优选地，步骤(2)所述的冷却是在8～10小时内从80～90℃冷却至10～45℃。步骤(2)的参数非常关键，决定了流沙状高锰酸钾的产率及最终产品的流动性、吸潮性。搅拌是必不可少的步骤，否则无法生成流沙状高锰酸钾。尽管搅拌结晶是已有的结晶方式之一，例如用于谷氨酸钠的结晶中，但还没有将其应用于高锰酸钾的结晶中。针对不同的物质，结晶过程的搅拌过程或其他处理过程所起的作用是各异的。谷氨酸钠的结晶过程中，搅拌所起的作用是提高成核速率，同时有利于溶质的扩散而加速晶体的生长；然而，本发明搅拌的目的并不在于加快晶体的生长，相反，本发明在控制好搅拌的同时使晶体滚动缓慢生长，形成流沙状结晶，而并非如同谷氨酸钠的针状结晶。

搅拌的速度及冷却的速度需要严格控制，否则将极大地影响流沙状高锰酸钾的产率和流动性。作为更优选的方案，搅拌速度为54～57转每分钟；冷却时间为520～560分钟，更优选的为540分钟。通过控制搅拌速度和冷却结晶的速度，发明人发现可以较为可控地稳定地获得性状理想且产率高的流沙状高锰酸钾，使产品具有良好的流动性(休止角)

优选地，步骤(3)所得的结晶进行离心洗涤至水分含量少于5％，再进行烘干。

优选地，烘干后的水分含量少于0.2％。

作为一种优选的方案，本发明将烘干后的流沙状高锰酸钾进一步与二氧化硅混合。二氧化硅有利于延长产品的保质期，但二氧化硅的加入量不宜过大，否则会影响产品的流动性。在流沙状高锰酸钾中加入二氧化硅后，搅拌混合(优选搅拌时间5～15分钟)，成为终产品。二氧化硅在终产品中的质量分数为0.5％～1.5％。

通过上述方法获得的终产品，流沙状高锰酸钾含量高达97％以上，425μm筛余物≤20％，75μm筛余物≤7％。

为了进一步提高高锰酸钾的利用率，在上述步骤(3)获得结晶之后，剩余的母液进行重复利用，此时的剩余母液高锰酸钾浓度约为8～12波美度，进一步在80～90℃的环境下于剩余母液中加入高锰酸钾初晶，至成为浓度约为15～18波美度的复结液，再重复上述的冷却搅拌结晶步骤。之后再次获得的剩余母液可重复多次循环使用。

与现有技术相比，本发明生产方法获得的产品流沙状高锰酸钾的含量可达98.5％，产品的流动性好，休止角31～40，使用方便，深受客户青睐。

本发明方法安全、环保，可在大型设备中连续多次运行，易于工业化生产；且只要严格控制关键参数，即可稳定生产出符合要求的大量流沙状高锰酸钾。

具体实施方式

以下通过具体的实施例进一步说明本发明的技术方案。实施例是作为发明方案的进一步解释，而非限制。

具体来说，本发明通过以下步骤获得流沙状高锰酸钾：

(1)通过液相氧化法-电解法获得高锰酸钾初晶，将高锰酸钾初晶在80～90℃下进行重新溶解，成为15～18波美度的复结液；

(2)复结液在80～90℃下静置沉降1小时之后，将复结液在搅拌的状态下进行冷却结晶，在8～10小时内冷却至40℃，搅拌速度为50～60转每分钟；

(3)冷却结晶完成后，将所得结晶进行离心洗涤至水分含量少于5％，再进行烘干，烘干后的水分含量约0.2％。

实施例1 冷却搅拌对产品产率和性能的影响

发明人在试验中偶然发现，搅拌及速率的控制对于流沙状结晶的产生起着关键的作用。然而，同时需要予以配合的是冷却的速度，只有严格控制在一定的搅拌速度配合一定的冷却速度，才能产生流动性优良的高产率的流沙状高锰酸钾。

发明人采用流动性评估及客户满意度来衡量产品质量。

流动性评估常用的颗粒流动性测定方法，以休止角作为指标，休止角越小，流动性越好。

客户满意度为客户对多组产品进行使用和评估后的打分调查得出分数，由多名工程师打分，最高为5分，最低为1分，取平均分。

表1 搅拌速度和冷却时间对产品性能的硬性

由结果可知，当控制搅拌速度在50～60转/分钟时，以及冷却温度在540分钟左右时，例如520～560分钟，可以获得客户满意度高，流动性好(小于40)的流沙状高锰酸钾产品。

实施例2 复结母液浓度的影响

发明人发现，复结液的浓度对产品性能有一定的影响，主要影响流沙状高锰酸钾的纯度，在15～18波美度时，流沙状高锰酸钾含量达97.8～98.5％；高于或低于这个浓度，结果有一定的下降，波美度过高，结晶的目数和状态不够理想，流沙状高锰酸钾的含量会降低，例如，降低至95％、90％甚至更低。例如，在22～24波美度时，产品流沙状高锰酸钾含量94.3～95％。在控制好冷却搅拌结晶的搅拌速度和冷却速度的条件下，配合对复结液浓度的控制，可使产品的质量更加理想。

实施例3 二氧化硅的影响

在获得烘干后的流沙状高锰酸钾之后(实施例1样品9)，加入不同浓度的二氧化硅(在终产品中的质量分数为0.5％、1％、1.5％)，与不加二氧化硅的对照组进行平行试验，于温度40℃、湿度60％RH的条件下放置3个月，同时评价产品的流动性和吸湿性。

结果显示，加入二氧化硅之后的产品其流动性并没有显著变化(休止角变化在3～7％之间)，而吸湿性能得以显著改善，对比传统的不加二氧化硅的高锰酸钾，本发明终产品的CRH值提高了13～17％。

Claims (10)

1.一种生产流沙状高锰酸钾的方法，包括以下步骤：

(1)将高锰酸钾初晶在80～90℃下进行溶解，成为15～18波美度的复结液；

(2)将复结液在搅拌的状态下进行冷却结晶，冷却至30～40℃，搅拌速度为50～60转每分钟；

(3)冷却结晶完成后，将所得结晶进行干燥处理，获得流沙状高锰酸钾。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)所述的搅拌速度为54～57转每分钟。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)所述的冷却是在8～10小时冷却时间内从80～90℃冷却至30～40℃。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述的冷却时间为520～560分钟；更优选地，为540分钟。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)的复结母液在80～90℃下静置沉降1小时以上，再进行步骤(2)的处理。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)所述的高锰酸钾初晶通过电解法制备获得。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(3)所得的结晶进行离心洗涤后，再进行烘干；优选地，离心至水分含量少于5％，再烘干至水分含量少于0.2％。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于将步骤(3)所获得的流沙状高锰酸钾进一步与二氧化硅混合成为终产品，二氧化硅在终产品中的质量分数为0.5％～1.5％。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于上述步骤(3)获得结晶之后，剩余的母液进行重复利用，进一步在80～90℃的环境下于剩余母液中加入高锰酸钾初晶，至成为浓度约为15～18波美度的复结液，再重复步骤(2)冷却搅拌结晶步骤。

10.一种流沙状高锰酸钾，其特征在于休止角31～40，425μm筛余物≤20％，75μm筛余物≤7％。