CN104495878B - 一种从高钙废矿中脱钙制取食品级氯化钾的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种从高钙废矿中脱钙制取食品级氯化钾的方法，该方法包括以下步骤：⑴将高钙光卤石废矿原料与淡水、常温氯化钾饱和溶液一起在常温下搅拌进行分解反应后过滤，分别得到分解母液和高钙钾石盐；⑵将高钙钾石盐与常温氯化钾饱和溶液混合后，加热溶解，得到高钾溶液料浆；该高钾溶液料浆过滤后，分别得到高钾溶液和高钙废渣；⑶将高钾溶液送入结晶器中进行自然搅拌冷却结晶，并间歇性加入淡水；当体系温度降至5℃~25℃时，即得料浆；⑷料浆过滤后，分别得到氯化钾结晶冷母液和氯化钾湿产品；⑸氯化钾湿产品经过洗涤、干燥和包装工序后，即得纯度大于99.5%的大颗粒食品级氯化钾产品。本发明操作方便，成本低廉，氯化钾产品品质高。
Description
技术领域
本发明涉及氯化钾生产领域，尤其涉及一种从高钙废矿中脱钙制取食品级氯化钾的方法。
背景技术
氯化钾为一种抑制人们对食盐过量摄入的代用品，是近年新兴并推广的一种低钠盐。随着医学的发展，医学权威人士认识到摄入过多的钠易引起一些病人体液滞留，致使心脏充血产生高血压。1982年Anborsionl发现高钾可以对抗钠引起的高血压效应。美国食品科学和营养委员会1980年推荐成人每天摄取钾的量为1875~5652mg。目前在国外食用盐的代用品销量日益增长，已出现各种低钠高钾的调味品。
低钠盐就是将盐里原本含量为99%的钠离子降至70%及以下，取代为20%~30%的钾离子。研究显示，钾离子能抑制血小板聚集，抑制动脉粥样硬化形成，这样就不会形成血栓。在我国低钠盐的推广和使用还处于刚刚起步阶段，广东省从2012年起已全面启动低钠盐的推广。我国对低钠盐的需求量会越来越大，预计未来用于低钠盐用食品添加剂氯化钾需求量将超过50万吨/年。
我国食品级氯化钾50%以上依靠进口，生产工艺大多是以进口氯化钾或沿海苦卤产高品质氯化钾通过反复热溶结晶-洗涤加工精制得到，规模化装置很少，存在原料品质要求高、加工成本大的显著问题。发明专利200510086474.3公开了一种工业氯化钾的除钙提纯方法，发明专利201410420060.9公开了一种除去氯化钾中铵的方法，所用原料均为工业级氯化钾，所得产品均为99%以上纯度氯化钾，类似以上发明专利较多，其相同点均在于从高纯度氯化钾中去除少量钙、镁、钠、铵等杂质，从而得到食品级氯化钾产品，其实质均为高纯度氯化钾的二次精制过程。
青海省柴达木地区存在数量众多的盐湖，尤其是察尔汗地区盐湖卤水属于氯化物型卤水，生产出大量光卤石。然而，经过几十年开采，盐湖卤水品质不断下降恶化，每年所产出的高钙光卤石废矿逐年增多，累计已达2亿吨。高钙光卤石废矿中硫酸钙含量一般为3%以上，部分光卤石矿中硫酸钙含量可以高达10%。当地企业采用常规浮选法生产氯化钾时，硫酸钙会大量富集于氯化钾产品中，严重影响氯化钾产品品质，使得氯化钾产品无法达到国家标准中最低等级。因此，长期以来大量的高钙光卤石矿作为废矿遗弃在察尔汗盐湖。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种操作简便的从高钙废矿中脱钙制取食品级氯化钾的方法。
为解决上述问题，本发明所述的一种从高钙废矿中脱钙制取食品级氯化钾的方法，包括以下步骤：
⑴将钙离子含量为0.5%~3%的高钙光卤石废矿原料与淡水、常温氯化钾饱和溶液一起在常温下搅拌进行分解反应，10~120分钟后过滤，分别得到分解母液和镁元素含量不高于2%的高钙钾石盐；所述高钙光卤石废矿原料与所述淡水的比例为1kg：0.2~0.5L；所述淡水与所述常温氯化钾饱和溶液的比例为5~100L：1L；
⑵将所述高钙钾石盐与常温氯化钾饱和溶液按1kg：1~50L的比例混合后，在温度为80℃~100℃的条件下加热溶解，得到高钾溶液料浆；该高钾溶液料浆过滤后，分别得到高钾溶液和钾离子含量为0.5%~2%的高钙废渣；
⑶将所述高钾溶液送入结晶器中进行自然搅拌冷却结晶，当温度为60℃~70℃时，向所述结晶器内按体系中钠元素质量的5%~20%加入淡水；继续搅拌，当温度为40℃~50℃时，向所述结晶器内按体系中钠元素质量的5%~20%加入淡水；当体系温度降至5℃~25℃时，即得料浆；
⑷所述料浆过滤后，分别得到氯化钾结晶冷母液和氯化钾湿产品；所述氯化钾结晶冷母液先返回所述步骤⑵中反应，多余的所述氯化钾结晶冷母液再返回所述步骤⑴中；
⑸所述氯化钾湿产品经过洗涤、干燥和包装工序后，即得纯度大于99.5%的大颗粒食品级氯化钾产品。
所述步骤⑸中的氯化钾湿产品经洗涤得到的氯化钾洗涤液返回所述步骤⑵中。
所述步骤⑸中的氯化钾湿产品的干燥温度为80℃~500℃。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明以盐湖中遗弃的高钙光卤石废矿为原料，采用结晶过程中的过饱和度控制工艺，通过向结晶器中不断补充淡水将没有长大的氯化钾细微晶体和析出其他杂质及时溶解，并始终维持结晶器中结晶母液的低过饱和度，实现对氯化钾产品的杂质控制，促使氯化钾不断长大，从而得到纯度高、杂质低的食品级氯化钾。
2、本发明利用盐湖地区储量大的高钙光卤石废矿作为原料生产食品级氯化钾，不但生产成本极低，而且经济效益高。
3、本发明在冷却结晶过程中采用补充淡水法，不仅可以降低自然冷却时间，提高设备生产能力，还可以起到调节体系过饱和度，控制体系中杂质析出，溶解未长大活性高的氯化钾细小晶体，极大保障了氯化钾产品品质。
4、本发明操作方便，成本低廉，所得的食品级氯化钾主含量大于99.5%，远好于目前国家GB25585-2010中99%的要求。
具体实施方式
实施例1一种从高钙废矿中脱钙制取食品级氯化钾的方法，包括以下步骤：
⑴将钙离子含量为0.5%~1%的高钙光卤石废矿原料与淡水、常温氯化钾饱和溶液一起在常温下搅拌进行分解反应，10分钟后过滤，分别得到分解母液和镁元素含量不高于2%的高钙钾石盐。
其中：高钙光卤石废矿原料与淡水的比例为1kg：0.2L；淡水与常温氯化钾饱和溶液的比例为5L：1L。
⑵将高钙钾石盐与常温氯化钾饱和溶液按1kg：1L的比例混合后，在温度为80℃的条件下加热溶解，得到高钾溶液料浆；该高钾溶液料浆过滤后，分别得到高钾溶液和钾离子含量为0.5%~2%的高钙废渣。
⑶将高钾溶液送入结晶器中进行自然搅拌冷却结晶，当温度为60℃时，向结晶器内按体系中钠元素质量的5%加入淡水；继续搅拌，当温度为40℃时，向结晶器内按体系中钠元素质量的5%加入淡水；当体系温度降至5℃时，即得料浆。
⑷料浆过滤后，分别得到氯化钾结晶冷母液和氯化钾湿产品；氯化钾结晶冷母液先返回步骤⑵中反应，多余的氯化钾结晶冷母液再返回步骤⑴中。
⑸氯化钾湿产品采用淡水洗涤后，得到氯化钾固体和氯化钾洗涤液；氯化钾固体在温度为80℃的条件下干燥后，经包装工序，即得纯度大于99.5%的大颗粒食品级氯化钾产品。
实施例2一种从高钙废矿中脱钙制取食品级氯化钾的方法，包括以下步骤：
⑴将钙离子含量为1%~2%的高钙光卤石废矿原料与淡水、常温氯化钾饱和溶液一起在常温下搅拌进行分解反应，120分钟后过滤，分别得到分解母液和镁元素含量不高于2%的高钙钾石盐。
其中：高钙光卤石废矿原料与淡水的比例为1kg：0.5L；淡水与常温氯化钾饱和溶液的比例为100L：1L。
⑵将高钙钾石盐与常温氯化钾饱和溶液按1kg：50L的比例混合后，在温度为100℃的条件下加热溶解，得到高钾溶液料浆；该高钾溶液料浆过滤后，分别得到高钾溶液和钾离子含量为0.5%~2%的高钙废渣。
⑶将高钾溶液送入结晶器中进行自然搅拌冷却结晶，当温度为70℃时，向结晶器内按体系中钠元素质量的20%加入淡水；继续搅拌，当温度为50℃时，向结晶器内按体系中钠元素质量的20%加入淡水；当体系温度降至25℃时，即得料浆。
⑷料浆过滤后，分别得到氯化钾结晶冷母液和氯化钾湿产品；氯化钾结晶冷母液先返回步骤⑵中反应，多余的氯化钾结晶冷母液再返回步骤⑴中。
⑸氯化钾湿产品采用淡水洗涤后，得到氯化钾固体和氯化钾洗涤液；氯化钾固体在温度为500℃的条件下干燥后，经包装工序，即得纯度大于99.5%的大颗粒食品级氯化钾产品。
实施例3一种从高钙废矿中脱钙制取食品级氯化钾的方法，包括以下步骤：
⑴将钙离子含量为2%~3%的高钙光卤石废矿原料与淡水、常温氯化钾饱和溶液一起在常温下搅拌进行分解反应，65分钟后过滤，分别得到分解母液和镁元素含量不高于2%的高钙钾石盐。
其中：高钙光卤石废矿原料与淡水的比例为1kg：0.35L；淡水与常温氯化钾饱和溶液的比例为55L：1L。
⑵将高钙钾石盐与常温氯化钾饱和溶液按1kg：25L的比例混合后，在温度为890℃的条件下加热溶解，得到高钾溶液料浆；该高钾溶液料浆过滤后，分别得到高钾溶液和钾离子含量为0.5%~2%的高钙废渣。
⑶将高钾溶液送入结晶器中进行自然搅拌冷却结晶，当温度为65℃时，向结晶器内按体系中钠元素质量的12%加入淡水；继续搅拌，当温度为45℃时，向结晶器内按体系中钠元素质量的12%加入淡水；当体系温度降至15℃时，即得料浆。
⑷料浆过滤后，分别得到氯化钾结晶冷母液和氯化钾湿产品；氯化钾结晶冷母液先返回步骤⑵中反应，多余的氯化钾结晶冷母液再返回步骤⑴中。
⑸氯化钾湿产品采用淡水洗涤后，得到氯化钾固体和氯化钾洗涤液；氯化钾固体在温度为200℃的条件下干燥后，经包装工序，即得纯度大于99.5%的大颗粒食品级氯化钾产品。
上述实施例1~3中高钙光卤石废矿原料均来自青海察尔汗盐湖。
Claims (3)
1.一种从高钙废矿中脱钙制取食品级氯化钾的方法，包括以下步骤：
⑴将钙离子含量为0.5%~3%的高钙光卤石废矿原料与淡水、常温氯化钾饱和溶液一起在常温下搅拌进行分解反应，10~120分钟后过滤，分别得到分解母液和镁元素含量不高于2%的高钙钾石盐；所述高钙光卤石废矿原料与所述淡水的比例为1kg：0.2~0.5L；所述淡水与所述常温氯化钾饱和溶液的比例为5~100L：1L；
⑵将所述高钙钾石盐与常温氯化钾饱和溶液按1kg：1~50L的比例混合后，在温度为80℃~100℃的条件下加热溶解，得到高钾溶液料浆；该高钾溶液料浆过滤后，分别得到高钾溶液和钾离子含量为0.5%~2%的高钙废渣；
⑶将所述高钾溶液送入结晶器中进行自然搅拌冷却结晶，当温度为60℃~70℃时，向所述结晶器内按体系中钠元素质量的5%~20%加入淡水；继续搅拌，当温度为40℃~50℃时，向所述结晶器内按体系中钠元素质量的5%~20%加入淡水；当体系温度降至5℃~25℃时，即得料浆；
⑷所述料浆过滤后，分别得到氯化钾结晶冷母液和氯化钾湿产品；所述氯化钾结晶冷母液先返回所述步骤⑵中反应，多余的所述氯化钾结晶冷母液再返回所述步骤⑴中；
⑸所述氯化钾湿产品经过洗涤、干燥和包装工序后，即得纯度大于99.5%的大颗粒食品级氯化钾产品。
2.如权利要求1所述的一种从高钙废矿中脱钙制取食品级氯化钾的方法，其特征在于：所述步骤⑸中的氯化钾湿产品经洗涤得到的氯化钾洗涤液返回所述步骤⑵中。
3.如权利要求1所述的一种从高钙废矿中脱钙制取食品级氯化钾的方法，其特征在于：所述步骤⑸中的氯化钾湿产品的干燥温度为80℃~500℃。
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Denomination of invention: Method for preparing food-grade potassium chloride by removing calcium from high-calcium waste ore Effective date of registration: 20161228 Granted publication date: 20160427 Pledgee: Golmud SME Company limited by guarantee Pledgor: GOLMUD KANGSHENG POTASSIUM INDUSTRY TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO., LTD. Registration number: 2016630000009 |
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