CN108862329B - 一种制备食用级氯化钾含盐母液的回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于氯化钾的制备领域，尤其涉及一种制备食用级氯化钾含盐母液的回收方法。通过将纯度为97％‑98％的工业氯化钾溶解蒸发结晶，并离心分离，干燥后得到精制食用级氯化钾产品。离心机分离的母液作为循环液返回蒸发系统；而当得到的精制食用级氯化钾产品杂质含量升高至不符合食用标准时，母液需收集至母液桶中，去除钙、镁、硫酸根离子，再返回蒸发系统；当得到的精制食用级氯化钾产品中氯化钠浓度超标后，将母液回收除钙镁后送至低钠盐生产系统用于制备低钠盐，本发明提供了一种生产食用级氯化钾同时回收含盐母液的方法。
Description
技术领域
本发明属于氯化钾的制备领域，尤其涉及一种制备食用级氯化钾含盐母液的回收方法。
背景技术
从全球市场看，食品级氯化钾主要作为食品工业配料或添加剂用于低钠盐、卡拉胶、果冻制品、罐头、方便食品调味剂等产品，以满足人体直接补钾。随着人们生活水平的提高，居民对低钠盐、调味品等产品的需求也在迅速增加，这将带动上游食品级氯化钾等配料消费量的稳定增加。
专利201410087873.0用工业氯化钾为原料，将工业氯化钾通过溶解、一次过滤、碱液沉淀反应、二次过滤、调酸处理、真空浓缩、结晶、脱水处理，干燥处理后得到食品级氯化钾。设备简单，易于工业化生产。该方法提及分离母液可以在系统中循环使用，但并未述及不能循环使用的母液如何处理，而该母液的排放量约为原料的3％-5％，若直接排放，不仅会造成资源的浪费，还会造成土壤的变质，污染环境。
专利201611064836.3公开了一种高纯食品级氯化钾的生产方法，包括溶解、过滤、离子交换树脂吸附纯化、浓缩结晶、离心分离、干燥工序，通过离子交换树脂吸附除杂后得到高纯度食品级氯化钾。该方法采用离子交换树脂进行吸附，因对阳离子的吸附特性为：高价离子通常被优先吸附，而低价离子的吸附较弱。在同价的同类离子中，直径较大的离子被吸附较强。离子交换树脂在吸附Na离子的同时，也吸附了K离子，且K离子的吸附效果优于Na离子，离子交换树脂再生产生的废液中含有K、Na离子，此发明专利中未述及该废水的去向及处理方案。
目前，市场上的优级工业氯化钾产品纯度可达97％-98％，杂质含量低，价格与一级、二级工业氯化钾相差不大，从生产成本的角度考虑，选择优级工业氯化钾作为原料更为合适。制备食用级氯化钾的过程中，当食用氯化钾中氯化钠含量大于等于1.20％时，产品接近不合格指标，需要外排部分母液来控制产品质量，而母液外排必然带来资源的浪费及环境污染。因此，在原料工业氯化钾质量提高的前提下，如何更为合理的生产食用级氯化钾同时回收含盐母液成为首要解决的问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足以及原料工业氯化钾向高纯度方向发展的趋势，提供一种制备食用级氯化钾含盐母液的回收利用技术。
本发明的技术方案是：制备食用级氯化钾含盐母液的回收方法如下：
(1)将纯度为97％-98％的工业氯化钾溶解，饱和氯化钾溶液经过折叠滤芯过滤器去除不溶物杂质后，进入蒸发结晶器；
采用的工业氯化钾原料纯度较高，杂质含量较低，若采用先净化再结晶的工艺路线，所有溶液均需净化，为了减少杂质含量，还需要控制一定的过碱量，除了杂质需要的两碱消耗外，还需要保持精卤的过碱量，如：NaOH过碱量为0.1-0.3g/L,Na2CO3过碱量为0.1-0.6g/L，会使原料净化除杂工序的效率大大降低，因此本发明采用先蒸发结晶再净化的工艺。
(2)在结晶器内将氯化钾饱和溶液加热至97-100℃蒸发结晶；
(3)当蒸发罐中料液的固液比(体积)为15％-25％时，通过浆料泵的输送，将结晶浆料送往离心机进行分离，得到颗粒饱满的湿氯化钾晶体，湿氯化钾晶体经过干燥后得到精制食用级氯化钾产品；
(4)离心机分离的母液作为循环液返回蒸发系统，而当精制的食用氯化钾产品杂质含量升高至不符合食用标准时，蒸发母液不能再作为循环液返回蒸发系统，需收集至母液桶中，进行钙、镁、硫酸根离子等杂质的去除，再返回蒸发系统；而当精制的食用氯化钾产品中氯化钠浓度超标后，可将蒸发母液回收除钙镁后送至低钠盐生产系统添加精卤制得低钠盐。
其中，上述精制氯化钾产品杂质含量升高至不符合食用标准是指：食用氯化钾中Na+重量比增至0.45％-0.50％。收集至母液桶中的母液，采用石灰烟道气法去除钙、镁、硫酸根离子。
精制氯化钾产品中氯化钠浓度超标后，需要外排母液，将母液回收除钙镁后送至低钠盐生产系统是指：当食用氯化钾中氯化钠含量大于等于1.20％时，钠离子很难分离，采用添加精卤的方法制得低钠盐。其中，母液回收除钙镁离子采用石灰烟道气法去除钙、镁离子，母液回收除钙镁离子净化的氯化钾母液中钙镁总和小于等于5mg/L。
添加精卤制得低钠盐的方法为：将去除钙镁离子的氯化钾母液与氯化钠精卤混合，调节氯化钠精卤体积流量与氯化钾母液体积流量的比值为：3.8:1-1.7:1，蒸发结晶制得Ⅲ类低钠盐产品。
添加精卤制得低钠盐的方法还可以为：将去除钙镁离子的氯化钾母液与氯化钠精卤混合，调节氯化钠精卤体积流量与氯化钾母液体积流量的比值为：3.8:1-1.7:1，经蒸发结晶后，添加占低钠盐总质量0.35％-0.65％的七水硫酸镁(以Mg计)，制得Ⅰ类低钠盐。
或将去除钙镁离子的氯化钾母液与氯化钠精卤混合，调节氯化钠精卤体积流量与氯化钾母液体积流量的比值为：3.8:1-1.7:1，经蒸发结晶后，添加占低钠盐总质量0.40％-0.80％的六水氯化镁(以Mg计)制得Ⅱ类低钠盐。
通过调节氯化钠精卤体积流量与氯化钾母液体积流量的比为3.8:1-1.7:1，以便制得合格品。
上述蒸发结晶工序段，为了降低生产成本，节能降耗，采用机械热压缩蒸发技术，目的是将结晶器产生的二次蒸汽再压缩，提高蒸汽的压力、温度，重新利用，蒸汽进口温度为90℃，通过压力调节，控制出口温度为108-110℃，相对于多效蒸发可节省25-35％的能源。蒸汽压缩机设有蒸汽补汽管路，作为系统运转前的热量供给。采用该工艺蒸发流程短，能耗低。
本发明的有益效果是：
本方法采用先蒸发后净化的工艺路线，只需将需要外排的4％-6％体积流量不符合食用标准和氯化钠超标的含盐母液进行精制处理，大大提高了精制效率，节省了助剂的消耗。
离心机分离的母液可返回系统循环使用，但溶液在蒸发析出氯化钾过程中，水分蒸发的同时杂质含量也会逐渐浓缩，当精制氯化钾产品不符合食用级时，对杂质富集后的蒸发母液需单独净化除杂后重新返回蒸发工段回收利用；当精制的食用氯化钾产品中氯化钠浓度超标后，需外排蒸发母液，该外排母液经石灰烟道气除钙镁及硫酸根后，与氯化钠精卤一起经蒸发结晶制得低钠盐，实现母液零排放，同时有效提高了净化工序的效率和稳定性。同时，根据低钠盐标准要求，可以添加少量七水硫酸镁、六水氯化镁制得Ⅰ类、Ⅱ类低钠盐或无需添加直接制得Ⅲ类低钠盐。
附图说明
图1为本发明制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的内容，列举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
实施例1
(1)溶解：将纯度为97％-98％的工业氯化钾溶解于溶解槽中，并得到氯化钾粗品饱和溶液；
(2)粗过滤：将氯化钾饱和溶液经过1mm的折叠滤芯过滤器除去不溶物杂质，进入蒸发结晶器中；
(3)蒸发结晶：在蒸发结晶器内将氯化钾饱和溶液加热至98℃，进行蒸发结晶；
(4)离心脱水：趁热将氯化钾晶体浆料经过离心机脱水，得到湿精制氯化钾，离心机分离的母液通过循环系统送至精卤桶中继续使用；
(5)干燥：湿氯化钾经过热风干燥后，得到食用级氯化钾产品；
(6)母液回收利用：
离心机分离的母液作为循环液返回蒸发系统；当精制的食用氯化钾产品中Na+重量比增至0.45％时，收集至母液桶中的蒸发母液，采用石灰烟道气法去除钙、镁、硫酸根离子，再返回蒸发系统；而当精制的食用氯化钾产品中氯化钠含量大于等于1.20％时，采用石灰烟道气法去除钙、镁离子，使净化的蒸发氯化钾母液中钙镁总和小于等于5mg/L；将去除钙镁离子的氯化钾母液与氯化钠精卤混合，调节氯化钠精卤体积流量与氯化钾母液体积流量的比值为：3:1，蒸发结晶制得Ⅲ类低钠盐产品。
蒸发结晶工序段采用机械热压缩蒸发技术，将结晶器产生的二次蒸汽再压缩，提高蒸汽的压力、温度，重新利用，蒸汽压缩机压缩比控制在1.75-1.85，压缩机出口蒸汽经减温至饱和温度为108℃。
本发明方法制得的使用氯化钾检测结果见表1。
本发明方法净化费用节省80％，节能30％，母液回收利用，达到循环经济零排放，减轻了废液对环境的影响，且变废为宝。
表1食用氯化钾的检测结果
实施例2
(6)母液回收利用：
离心机分离的母液作为循环液返回蒸发系统；当精制的食用氯化钾产品中Na+重量比由0.02％增至0.46％，收集至母液桶中的蒸发母液，采用石灰烟道气法去除钙、镁离子，再返回蒸发系统；而当精制的食用氯化钾产品中氯化钠含量大于等于1.20％时，采用石灰烟道气法去除钙、镁离子，使净化的蒸发氯化钾母液中钙镁总和小于等于5mg/L；将去除钙镁离子的氯化钾母液与氯化钠精卤混合，调节氯化钠精卤体积流量与氯化钾母液体积流量的比值为：2.3:1，经蒸发结晶后，添加占低钠盐总质量0.50％的七水硫酸镁(以Mg计)，制得Ⅰ类低钠盐产品。
其他同实施例1。
回收母液制得的低钠盐检测结果符合要求。
实施例3
离心机分离的母液作为循环液返回蒸发系统；当精制的食用氯化钾产品中Na+重量比0.05％增至0.48％，收集至母液桶中的蒸发母液，采用石灰烟道气法去除钙、镁离子，再返回蒸发系统；而当精制的食用氯化钾产品中氯化钠含量大于等于1.20％时，采用石灰烟道气法去除钙、镁离子，使净化的蒸发氯化钾母液中钙镁总和小于等于5mg/L；将去除钙镁离子的氯化钾母液与氯化钠精卤混合，调节氯化钠精卤体积流量与氯化钾母液体积流量的比值为：1.8:1，经蒸发结晶后，添加占低钠盐总质量0.60％的六水氯化镁(以Mg计)，制得Ⅱ类低钠盐产品。
其他同实施例1。
回收母液制得的低钠盐检测结果符合要求。
表2低钠盐QB2019-2005
Claims (3)
1.一种制备食用级氯化钾含盐母液的回收方法,其特征在于：所述方法步骤如下：
（1）将纯度为97%-98%的工业氯化钾溶解，饱和氯化钾溶液经过折叠滤芯过滤器去除不溶物杂质后，进入蒸发结晶器；
（2）在蒸发结晶器内将氯化钾饱和溶液加热至97-100℃蒸发结晶；
（3）当蒸发罐中料液的固液体积比为15%-25%时，通过浆料泵的输送，将结晶浆料送往离心机进行分离，得到颗粒饱满的湿氯化钾晶体，湿氯化钾晶体经过干燥后得到精制食用级氯化钾产品；
（4）步骤（3）离心机分离的母液作为循环液返回蒸发系统；当得到的精制食用级氯化钾产品杂质含量升高至不符合食用标准时，离心机分离的母液收集至母液桶中，去除钙、镁、硫酸根离子，再返回蒸发系统；当得到的精制食用级氯化钾产品中氯化钠浓度超标后，离心机分离的母液回收除钙镁后，将净化后的氯化钾母液送至低钠盐生产系统制备低钠盐；
所述氯化钾产品杂质含量升高至不符合食用标准是指：食用氯化钾中Na+重量比增至0.45%~0.50%，采用石灰烟道气法去除钙、镁、硫酸根离子；
所述氯化钾产品中氯化钠浓度超标是指：食用氯化钾中氯化钠含量≧1.20%，采用石灰烟道气法去除钙、镁离子，净化后的氯化钾母液中钙镁总和≤5mg/L；采用添加精卤的方法制得低钠盐；
制备低钠盐的方法为：将去除钙镁离子的氯化钾母液与氯化钠精卤混合，调节氯化钠精卤体积流量与氯化钾母液体积流量的比值为：3.8:1~1.4:1，蒸发结晶制得Ⅲ类低钠盐产品。
2.如权利要求1所述的制备食用级氯化钾含盐母液的回收方法,其特征在于：步骤（4）所述制备低钠盐的方法为：将去除钙镁离子的氯化钾母液与氯化钠精卤混合，调节氯化钠精卤体积流量与氯化钾母液体积流量的比值为：3.8:1~1.4:1，经蒸发结晶后，添加占低钠盐总质量0.35%-0.65%的七水硫酸镁，制得Ⅰ类低钠盐。
3.如权利要求1所述的制备食用级氯化钾含盐母液的回收方法,其特征在于：步骤（4）所述制备低钠盐的方法为：将去除钙镁离子的氯化钾母液与氯化钠精卤混合，调节氯化钠精卤体积流量与氯化钾母液体积流量的比值为：3.8:1~1.4:1，经蒸发结晶后，添加占低钠盐总质量0.40%-0.80%的六水氯化镁制得Ⅱ类低钠盐。
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| CN103466660A (zh) * | 2013-09-24 | 2013-12-25 | 天津长芦汉沽盐场有限责任公司 | 一种高效利用淡化后的海水浓缩液制盐的生产工艺 |
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