CN110316745B - 一种氢氧化钾的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于碱制备技术领域，具体的说一种氢氧化钾的制备方法；制备过程中所使用反应皿包括箱体、破碎单元和控制器；箱体由端盖、圆筒和料斗组成，端盖上对称设有进料管，料斗外设有起支撑作用的支柱；破碎单元包括电动机、转动轴、一号破碎板、二号破碎板、三号破碎板，本发明通过在反应皿中设置一号破碎板、二号破碎板、三号破碎板、碾压板、碾压轮，实现能够同时对富钾岩石进行多次粉碎，减小富钾岩石颗粒半径，增大制备过程的工作效率，减小工作能耗。

Description

一种氢氧化钾的制备方法

技术领域

本发明属于碱制备技术领域，具体的说是一种氢氧化钾的制备方法。

背景技术

氢氧化钾在如今的社会中已得到广泛的应用。无机工业用作生产钾盐，如高锰酸钾、亚硝酸钾、磷酸氢二钾等的原料；日化工业用作制造钾肥皂、洗污肥皂、洗头软皂、雪花膏、冷霜、洗发膏等的原料；制药工业用于制造黄体酮、香兰素等原料；染料工业用于制造三聚氰胺染料；电池工业用于制造碱性蓄电池。

我国富钾岩石资源十分丰富，具有种类多、分布范围广等特点，在火山岩、沉积岩、变质岩中都有存在，含钾岩石分布广泛，如南方的贵州地区含钾岩石矿点就有近百个，有十余个矿点的储量达到千万吨以上，仅铜仁矿带的储量就超过50亿吨；因此我们可以通过富钾岩石来提供钾元素；但由于富钾岩石体积较大，在制备过程中发生化学反应时间较慢，因此我们需要在制备过程中减小富钾岩石的颗粒大小，增大与碱性熔融助剂的接触面积，提高生产效率。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决氢氧化钾制备过程中耗时较长、效率较低的问题，本发明提出的一种氢氧化钾的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种氢氧化钾的制备方法，其制造方法包括以下步骤：

S1:将氢氧化物放入加热容器内进行加热，当氢氧化物的温度接近300℃时，氢氧化物会在加热容器内发生熔融，则在这一步获得氢氧化钾的熔融物；

S2:将富钾岩石的大颗粒状放入反应皿中进行粉碎后，使得富钾岩石颗粒半径减小，获得了小颗粒状的富钾岩石，小半径的富钾岩石颗粒方便下一步工艺过程；

S3:将S2中粉碎后的富钾岩石颗粒与碱性熔融助剂置于通过S1所获取的氢氧化钾的熔融物中进行充分混合后就能得到第一混合物；

S4:将通过S3所获得的第一混合物冷却至100℃-120℃时，并向第一混合物中导入水，获得第二混合物，使其固液分离后分成滤渣和滤液；

S5:将S4所获得的滤液进行浓缩加工，再将浓缩后的滤液放在容器内进行冷却，冷却后得到了最终产物，即纯净的氢氧化钾；

本发明S2中用来粉碎富钾岩石的反应皿包括箱体、破碎单元和控制器；所述箱体由端盖、圆筒和料斗组成，所述端盖上对称设有进料管，端盖通过螺栓和螺母配合安装在圆筒上，所述圆筒的下端与料斗的大端固连，料斗外设有起支撑作用的支柱；所述破碎单元位于箱体内部，且作用于圆筒内部，破碎单元包括电动机、转动轴、一号破碎板、二号破碎板、三号破碎板，所述电动机通过支架固定在端盖上，电动机的输出轴与转动轴一端通过联轴器连接，所述转动轴另一端位于箱体内部，所述一号破碎板、二号破碎板、三号破碎板分别沿着转动轴向下分布，且固连在转动轴外壁，且二号破碎板的长度大于三号破碎板而小于一号破碎板；工作时，在电动机转动时，通过联轴器带动转动轴转动，转动轴上的一号破碎板、二号破碎板、三号破碎板跟随转动，当富钾岩石从进料管投入后，在岩石与一号破碎板、二号破碎板、三号破碎板接触时首先会发生碰撞，即最基本的破碎环节，随着一号破碎板、二号破碎板、三号破碎板的转动，使得反应皿内的富钾岩石由于离心力的作用摔打在反应皿内壁，实现进一步的破碎。

优选的，所述转动轴内部设有空心腔室，所述端盖上设有气源提供装置，气源提供装置包括气囊、凸轮、挡板，所述气囊固连在端盖上，且一端与挡板固连，所述凸轮套设在电动机输出轴的外圈上；所述一号破碎板、二号破碎板、三号破碎板均铰接于转动轴外侧，所述转动轴的外侧壁靠近一号破碎板、二号破碎板、三号破碎板处各铰接有气缸，所述各气缸的另一端分别与一号破碎板、二号破碎板、三号破碎板铰接；工作时，凸轮随着电动机输出轴的转动而转动，会对与其连接的气囊产生挤压，当气囊受到挤压，内部气体会顺着软管注入转动轴内部的空心腔室，再通过控制器使得气体从空心腔室通过软管注入各个气缸，各个气缸则会受气压作用产生往复运动，从而使得一号破碎板、二号破碎板、三号破碎板产生上下摆动，进一步扩大了与富钾岩石的接触范围，实现进一步的破碎。

优选的，所述一号破碎板、二号破碎板、三号破碎板由一号板、叠型气囊、二号板共同组成，所述二号板一端铰接于转动轴外侧，另一端与叠型气囊相连接，所述叠型气囊的另一端与一号板相连接，所述二号板侧壁连接有空心弹簧，空心弹簧的另一端与转动轴侧壁连接，且空心弹簧与叠型气囊连接一软管；工作时，由于气源提供装置通过气缸使得一号破碎板、二号破碎板、三号破碎板发生上下摆动，每次摆动都会对空心弹簧产生挤压，使得空心弹簧内的气体注入叠型气囊，当摆动次数到达10次以上时，使得叠型气囊压强增大，实现了一号破碎板、二号破碎板、三号破碎板的增长，进一步扩大了与富钾岩石的接触范围，实现进一步的破碎。

优选的，所述箱体侧壁对称设有滑槽，滑槽内设有滑块，所述滑块通过上下各一个弹簧与滑槽连接，所述滑块外侧均固连一弧形的碾压板；工作时，当一号破碎板由于叠型气囊受压而增长到能够打到碾压板时，所述一号破碎板会在下摆过程打到碾压板上端，使得碾压板向下运动，会对碾压板和箱体内壁中间的富钾岩石发生挤压作用，实现进一步的破碎。

优选的，所述碾压板下端嵌入一号磁铁，所述料斗的出料口处设置一挤压单元，挤压单元包括软轴，齿条，一对相互啮合的碾压轮，所述碾压轮通过转动轴固定在出料口侧壁，所述软轴安装在料斗的内腔，软轴一端在靠近碾压板上的一号磁铁处装有二号磁铁，另一端与齿条相连接，齿条与碾压轮相互啮合；工作时，当碾压板受一号破碎板的作用向下移动时，软轴端的二号磁铁会由于磁铁间的相互吸引力跟随着碾压板一起向下运动，当软轴向下运动时，其下端的齿条也会跟着向下移动，会带动与其啮合的碾压轮产生转动，对将要从出料口出去的富钾岩石颗粒进行碾压，实现进一步的破碎。

优选的，所述滑块与滑槽之间设有密封布包裹，可以防止在破碎过程中细小的富钾岩石进入滑槽影响滑块的滑动，从而进一步影响到碾压板的移动。

本发明的技术效果和优点：

1.本发明提供的一种氢氧化钾的制备方法，通过富钾岩石与碱性熔融助剂、水之间的化学反应得出一种可以直接制备出氢氧化钾的制备方法，且工艺简单，能耗较低，绿色环保。

2.本发明提供的一种氢氧化钾的制备方法，通过设置反应皿对反应中所需的富钾岩石进行破碎处理，所述反应皿中设有破碎板、碾压板、碾压轮，实现了对富钾岩石的多次破碎，增大工作效率，减小工作能耗，提高富钾岩石的多次破碎要求。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明中制备方法的流程图；

图2是本发明中制备所用的反应皿的立体图；

图3是本发明中制备所用的反应皿的剖视图；

图4是本发明中图3的A处放大图；

图5是本发明中图3的B处放大图；

图中：箱体1、端盖11、进料管111、圆筒12、滑块121、滑槽122、碾压板123、一号磁铁124、密封布125、料斗13、破碎单元2、电动机21、转动轴22、空心腔室221、气缸222、空心弹簧223、一号破碎板23、一号板231、二号板232、叠型气囊233、二号破碎板24、三号破碎板25、气源提供装置3、气囊31、软管311、挡板32、凸轮33、挤压单元4、软轴41、二号磁铁411、齿条42、碾压轮43、支柱5、出料口6。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图5所示，本发明所述的一种氢氧化钾的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

S1:将氢氧化物放入加热容器内进行加热，当氢氧化物的温度接近300℃时，氢氧化物会在加热容器内发生熔融，则在这一步获得氢氧化钾的熔融物；

S2:将富钾岩石的大颗粒状放入反应皿中进行粉碎后，使得富钾岩石颗粒半径减小，获得了小颗粒状的富钾岩石，小半径的富钾岩石颗粒方便下一步工艺过程；

S3:将S2中粉碎后的富钾岩石颗粒与碱性熔融助剂置于通过S1所获取的氢氧化钾的熔融物中进行充分混合后就能得到第一混合物；

S4:将通过S3所获得的第一混合物冷却至100℃-120℃时，并向第一混合物中导入水，获得第二混合物，使其固液分离后分成滤渣和滤液；

S5:将S4所获得的滤液进行浓缩加工，再将浓缩后的滤液放在容器内进行冷却，冷却后得到了最终产物，即纯净的氢氧化钾；

本发明S2中用来粉碎富钾岩石的反应皿包括箱体1、破碎单元2和控制器；所述箱体1由端盖11、圆筒12和料斗13组成，所述端盖11上对称设有进料管111，端盖11通过螺栓和螺母配合安装在圆筒12上，所述圆筒12的下端与料斗13的大端固连，料斗13外设有起支撑作用的支柱5；所述破碎单元2位于箱体1内部，且作用于圆筒12内部，破碎单元2包括电动机21、转动轴22、一号破碎板23、二号破碎板24、三号破碎板25，所述电动机21通过支架固定在端盖11上，电动机21的输出轴与转动轴22一端通过联轴器连接，所述转动轴22另一端位于箱体1内部，所述一号破碎板23、二号破碎板24、三号破碎板25分别沿着转动轴22向下分布，且固连在转动轴22外壁，且二号破碎板24的长度大于三号破碎板25而小于一号破碎板23；工作时，在控制单元2控制电动机21转动时，通过联轴器带动转动轴22转动，转动轴22上的一号破碎板23、二号破碎板24、三号破碎板25跟随转动，当富钾岩石从进料管111投入后，在岩石与一号破碎板23、二号破碎板24、三号破碎板25接触时首先会发生碰撞，即最基本的破碎环节，随着一号破碎板23、二号破碎板24、三号破碎板25的转动，使得反应皿内的富钾岩石由于离心力的作用摔打在反应皿内壁，实现进一步的破碎。

作为本发明的一种实施方式，所述转动轴22内部设有空心腔室221，所述端盖11上设有气源提供装置3，气源提供装置3包括气囊31、凸轮33、挡板32，所述气囊31固连在端盖11上，且一端与挡板32固连，所述凸轮33套设在电动机21输出轴的外圈上；所述一号破碎板23、二号破碎板24、三号破碎板25均铰接于转动轴22外侧，所述转动轴22的外侧壁靠近一号破碎板23、二号破碎板24、三号破碎板25处各铰接有气缸222，所述气缸222的另一端分别与一号破碎板23、二号破碎板24、三号破碎板25铰接；工作时，凸轮33随着电动机21输出轴的转动而转动，会对与其连接的气囊31产生挤压，当气囊31受到挤压，内部气体会顺着软管311注入转动轴22内部的空心腔室221，再通过控制器使得气体从空心腔室221通过软管311注入各个气缸222，各个气缸222则会受气压作用产生往复运动，从而使得一号破碎板23、二号破碎板24、三号破碎板25产生上下摆动，进一步扩大了与富钾岩石的接触范围，实现进一步的破碎。

作为本发明的一种实施方式，所述一号破碎板23、二号破碎板24、三号破碎板25由一号板231、叠型气囊233、二号板232共同组成，所述二号板232一端铰接于转动轴22外侧，另一端与叠型气囊233相连接，所述叠型气囊233的另一端与一号板231相连接，所述二号板232侧壁连接有空心弹簧223，空心弹簧223的另一端与转动轴22侧壁连接，且空心弹簧223与叠型气囊233连接一软管311；工作时，由于气源提供装置3通过气缸222使得一号破碎板23、二号破碎板24、三号破碎板25发生上下摆动，每次摆动都会对空心弹簧223产生挤压，使得空心弹簧223内的气体注入叠型气囊233，当摆动次数到达10次以上时，使得叠型气囊233压强增大，实现一号破碎板23、二号破碎板24、三号破碎板25的增长，进一步扩大了与富钾岩石的接触范围，实现进一步的破碎。

作为本发明的一种实施方式，所述箱体1侧壁对称设有滑槽122，滑槽122内设有滑块121，滑块121通过上下各一个弹簧分别与滑槽122连接，所述滑块121外侧均固连一弧形的碾压板123；工作时，当一号破碎板23由于叠型气囊233受压而增长到能够打到碾压板123时，所述一号破碎板23会在下摆过程打到碾压板123上端，使得碾压板123向下运动，会对碾压板123和箱体1内壁中间的富钾岩石发生挤压作用，实现进一步的破碎。

作为本发明的一种实施方式，所述碾压板123下端嵌入一号磁铁124，所述料斗13的出料口6处设置一挤压单元4，挤压单元4包括软轴41，齿条42，一对相互啮合的碾压轮43，所述碾压轮43通过转动轴22固定在出料口6侧壁，所述软轴41安装在料斗13的内腔，软轴41一端在靠近碾压板123的一号磁铁124处装有二号磁铁411，另一端与齿条42相连接，齿条42与碾压轮43相互啮合；工作时，当碾压板123受一号破碎板23的作用向下移动时，软轴41端的二号磁铁411会由于一号磁铁124和二号磁铁411间的相互吸引力跟随着碾压板123一起向下运动，当软轴41向下运动时，其下端的齿条42也会跟着向下移动，会带动与其啮合的碾压轮43产生转动，对将要从出料口6出去的富钾岩石颗粒进行碾压，实现进一步的破碎。

作为本发明的一种实施方式，所述滑块121与滑槽122之间设有密封布125包裹，可以防止在破碎过程中细小的富钾岩石进入滑槽122影响滑块121的滑动，从而进一步影响到碾压板123的移动。

工作时，在电动机21转动时，通过联轴器带动转动轴22转动，转动轴22上的一号破碎板23、二号破碎板24、三号破碎板25跟随转动，当富钾岩石从进料管111投入后，在富钾岩石与一号破碎板23、二号破碎板24、三号破碎板25接触时首先会发生碰撞，即最基本的破碎环节，随着一号破碎板23、二号破碎板24、三号破碎板25的转动，使得反应皿内的富钾岩石由于离心力的作用摔打在反应皿内壁，实现进一步的破碎，由于凸轮33套设在电动机21输出轴的外圈上，凸轮33随着电动机21输出轴的转动而转动，会对与其连接的气囊31产生挤压，当气囊31受到挤压，内部气体会顺着软管311注入转动轴22内部的空心腔室221，再由空心腔室221通过软管311注入气缸222，气缸222则会受气压作用产生往复运动，从而使得一号破碎板23、二号破碎板24、三号破碎板25产生上下摆动，进一步扩大了与富钾岩石的接触范围，实现进一步的破碎，一号破碎板23、二号破碎板24、三号破碎板25的每次上下摆动都会对空心弹簧223产生挤压，使得空心弹簧223内的气体注入叠型气囊233，当摆动次数到达10次以上时，使得叠型气囊233压强增大，实现一号破碎板23、二号破碎板24、三号破碎板25的增长，进一步扩大了与富钾岩石的接触范围，实现进一步的破碎；当一号破碎板23由于叠型气囊233受压而增长到能够打到碾压板123时，所述一号破碎板23会在下摆过程打到碾压板123上端，使得碾压板123向下运动，会对碾压板123和箱体1内壁中间的富钾岩石发生挤压作用，实现进一步的破碎；当碾压板123受一号破碎板23的作用向下移动时，软轴41端的二号磁铁411会由于一号磁铁124和二号磁铁411间的相互吸引力跟随着碾压板123一起向下运动，当软轴41向下运动时，其下端的齿条42也会跟着向下移动，会带动与其啮合的碾压轮43产生转动，对将要从出料口6出去的富钾岩石颗粒进行碾压，实现进一步的破碎；滑块121与滑槽122之间设有密封布125包裹，可以防止在破碎过程中细小的富钾岩石进入滑槽122影响滑块121的滑动，从而进一步影响到碾压板123的移动。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种氢氧化钾的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：

S1:将氢氧化物放入加热容器内进行加热，当氢氧化物的温度接近300℃时，氢氧化物会在加热容器内发生熔融，则在这一步获得氢氧化钾的熔融物；

S2:将富钾岩石的大颗粒状放入反应皿中进行粉碎后，使得富钾岩石颗粒半径减小，获得了小颗粒状的富钾岩石，小半径的富钾岩石颗粒方便下一步工艺过程；

S3:将S2中粉碎后的富钾岩石颗粒与碱性熔融助剂置于通过S1所获取的氢氧化钾的熔融物中进行充分混合后就能得到第一混合物；

S4:将通过S3所获得的第一混合物冷却至100℃-120℃时，并向第一混合物中导入水，获得第二混合物，使其固液分离后分成滤渣和滤液；

S5:将S4所获得的滤液进行浓缩加工，再将浓缩后的滤液放在容器内进行冷却，冷却后得到了最终产物，即纯净的氢氧化钾；

本发明S2中用来粉碎富钾岩石的反应皿包括箱体(1)、破碎单元(2)和控制器；所述箱体(1)由端盖(11)、圆筒(12)和料斗(13)组成，所述端盖(11)上对称设有进料管(111)，端盖(11)通过螺栓和螺母配合安装在圆筒(12)上，所述圆筒(12)的下端与料斗(13)的大端固连，料斗(13)外设有起支撑作用的支柱(5)；所述破碎单元(2)位于箱体(1)内部，且作用于圆筒(12)内部，破碎单元(2)包括电动机(21)、转动轴(22)、一号破碎板(23)、二号破碎板(24)、三号破碎板(25)，所述电动机(21)通过支架固定在端盖(11)上，电动机(21)的输出轴与转动轴(22)一端通过联轴器连接，所述转动轴(22)另一端位于箱体(1)内部，所述一号破碎板(23)、二号破碎板(24)、三号破碎板(25)分别沿着转动轴(22)向下分布，且固连在转动轴(22)外壁，且二号破碎板(24)的长度大于三号破碎板(25)而小于一号破碎板(23)；当富钾岩石从进料管(111)投入后，电动机(21)带动转动轴(22)转动，一号破碎板(23)、二号破碎板(24)、三号破碎板(25)随着转动轴(22)而转动，使得富钾岩石受到离心力而碰撞在箱体(1)内侧，从而起到破碎的作用；

所述转动轴(22)内部设有空心腔室(221)，所述端盖(11)上设有气源提供装置(3)，气源提供装置(3)包括气囊(31)、凸轮(33)、挡板(32)，所述气囊(31)固连在端盖(11)上，且一端与挡板(32)固连，所述凸轮(33)套设在电动机(21)输出轴的外圈上；所述一号破碎板(23)、二号破碎板(24)、三号破碎板(25)均铰接于转动轴(22)外侧，所述转动轴(22)的外侧壁靠近一号破碎板(23)、二号破碎板(24)、三号破碎板(25)处各铰接有气缸(222)，所述气缸(222)端部分别与一号破碎板(23)、二号破碎板(24)、三号破碎板(25)铰接，当电动机(21)转动时，带动凸轮(33)转动挤压气囊(31)后向空心腔室(221)输入气体；当气压通过软管(311)传输到气缸(222)时带动一号破碎板(23)、二号破碎板(24)、三号破碎板(25)上下摆动，加大破碎范围，进一步起到破碎作用；

所述一号破碎板(23)、二号破碎板(24)、三号破碎板(25)均由一号板(231)、叠型气囊(233)、二号板(232)组成，所述二号板(232)一端铰接于转动轴(22)外侧，另一端与叠型气囊(233)相连接，所述叠型气囊(233)的另一端与一号板(231)相连接，所述二号板(232)侧壁连接有空心弹簧(223)，空心弹簧(223)的另一端与转动轴(22)侧壁连接，且空心弹簧(223)与叠型气囊(233)连接一软管(311)，当电动机(21)转动带动一号破碎板(23)、二号破碎板(24)、三号破碎板(25)上下摆动时，空心弹簧(223)会给叠型气囊(233)提供气压，随着摆动次数增加，叠型气囊(233)压强增加，从而增长破碎板长度，增大破碎范围，进一步起到破碎作用；

所述箱体(1)侧壁对称设有滑槽(122)，滑槽(122)上设有滑块(121)，滑块(121)通过上下各一个弹簧分别与滑槽(122)连接，所述滑块(121)外侧均固连一弧形的碾压板(123)，当一号破碎板(23)由于气压作用增长到能够打到碾压板(123)时，所述一号破碎板(23)会在下摆过程打到碾压板(123)上端，使得碾压板(123)向下运动，会对碾压板(123)和箱体(1)内壁中间的富钾岩石发生挤压作用，进一步起到破碎作用。

2.根据权利要求1所述的一种氢氧化钾的制备方法，其特征在于：所述碾压板(123)下端嵌入一号磁铁(124)，所述料斗(13)的出料口(6)处设置一挤压单元(4)，挤压单元(4)包括软轴(41)、齿条(42)、一对相互啮合的碾压轮(43)，所述碾压轮(43)通过转动轴(22)转动连接在出料口(6)侧壁，所述软轴(41)安装在料斗(13)的内腔，软轴(41)一端靠近碾压板(123)的一号磁铁(124)位置处装有二号磁铁(411)，所述二号磁铁(411)与一号磁铁(124)间存在相互吸引力，另一端与齿条(42)相连接，齿条(42)与碾压轮(43)相互啮合，当电动机(21)转动时，碾压板(123)通过与软轴(41)间的相互配合带动齿条(42)向下移动，齿条(42)带动啮合的碾压轮(43)转动，进一步起到破碎作用。

3.根据权利要求2所述的一种氢氧化钾的制备方法，其特征在于：所述滑块(121)与滑槽(122)之间设有密封布(125)包裹，防止在破碎过程中氢氧化钾碎粒进入滑槽(122)，影响滑块(121)的上下滑动。

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