CN110386610A

CN110386610A - 食品级氯化钾的生产方法

Info

Publication number: CN110386610A
Application number: CN201810367053.5A
Authority: CN
Inventors: 肖瑶; 徐魁; 李文珍; 黄鹏贵; 李永海; 康宗萍; 张慧; 白慧霞
Original assignee: Golmud Zang Li Lithium Industry Co Ltd
Current assignee: Golmud Zang Li Lithium Industry Co Ltd
Priority date: 2018-04-23
Filing date: 2018-04-23
Publication date: 2019-10-29

Abstract

本发明公开了一种食品级氯化钾的生产方法，其包括步骤：S1、将其中氨氮含量不低于300ppm的高氨氮工业氯化钾按照1:1～1:2的质量比溶于蒸馏水中，获得第一初始料液；S2、向第一初始料液中依次加入氧化剂、碱液和沉淀剂，获得pH为8.0～11.0的反应料液；S3、将反应料液置于80℃～95℃下保温10min～30min，并保持氯化钾过饱和且pH保持为8.0～11.0，获得热溶母液；S4、将热溶母液依次进行热过滤、冷却至室温以及固液分离，获得结晶母液和原始结晶；S5、原始结晶经水洗和干燥，获得其中氨氮含量为10ppm～50ppm食品级氯化钾。根据本发明的生产方法可使原料中氨氮去除率达到95％以上，从而获得的食品级氯化钾成品中氨氮的含量完全符合国家标准，并且氯化钾的回收率达到75％以上。

Description

食品级氯化钾的生产方法

技术领域

本发明属于盐化工制造技术领域，具体来讲，涉及一种基于高氨氮含量的工业氯化钾为原料来生产食品级氯化钾的方法。

背景技术

食品级氯化钾，为无色细长菱形或立方晶体或白色结晶粉末，无臭、味咸、易溶于水、溶于甘油、微溶于乙醇。随着人们生活水平的提高，对于高品位精制氯化钾，特别是食品级和医药级氯化钾的需要越来越大。

食品级氯化钾一般会以工业氯化钾作为原料来制备，但是一般所用的工业氯化钾中氨氮含量并不高，因此以其作为原来来生产食品级氯化钾时，很容易将其中氨氮含量降至要求以下。然而，在采用浮选法生产工业氯化钾的工艺中通常会加入浮选药剂(盐酸十八胺)，从而导致其浮选产品中含有大量的铵；另外，经由其他方法获得的工业或农用氯化钾产品中也会含有大量的铵。由此，在利用上述高氨氮含量的工业氯化钾为原料生产食品级氯化钾的工艺开发中，则要求氨氮含量必须控制小于100ppm/kg。

目前而言，国内现有的食品级氯化钾生产工艺中，鲜有用高氨氮含量的浮选氯化钾产品、工业或农用氯化钾产品为原料生产食品级氯化钾的生产工艺。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种食品级氯化钾的生产方法，该生产方法以高氨氮含量的工业氯化钾作为原料，可使其中氨氮去除率达到95％以上，从而获得的食品级氯化钾成品中氨氮的含量完全符合国家标准，并且氯化钾的回收率达到75％以上。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种食品级氯化钾的生产方法，包括步骤：

S1、将高氨氮工业氯化钾按照1:1～1:2的质量比溶于蒸馏水中，获得第一初始料液；其中，所述高氨氮工业氯化钾中氨氮含量不低于300ppm；

S2、向所述第一初始料液中依次加入氧化剂、碱液和沉淀剂，获得pH为8.0～11.0的反应料液；

S3、将所述反应料液置于80℃～95℃下保温10min～30min，并保持氯化钾过饱和且pH保持为8.0～11.0，获得热溶母液；

S4、将所述热溶母液进行热过滤，获得热滤液；所述热滤液冷却至室温获得结晶滤液；所述结晶滤液进行固液分离获得结晶母液和原始结晶；

S5、所述原始结晶经水洗和干燥，获得食品级氯化钾；其中，所述食品级氯化钾中氨氮含量为10ppm～50ppm。

进一步地，所述生产方法还包括步骤：

S6、将所述结晶母液作为循环母液，将高氨氮含量工业氯化钾按照1:4～1:8的质量比溶于所述循环母液中，获得第二初始料液；其中，所述高氨氮工业氯化钾中氨氮含量不低于300ppm；

S7、向所述第二初始料液中依次加入氧化剂、碱液和沉淀剂，获得pH为8.0～11.0的反应料液；

S8、重复步骤S3～S5。

进一步地，所述高氨氮工业氯化钾选自浮选氯化钾半成品、农用氯化钾中的至少一种。

进一步地，所述氧化剂选自过氧化氢溶液、臭氧、氯气、氧气中的至少一种；所述碱液选自氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种；所述沉淀剂选自磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、磷酸钠、磷酸钾、磷酸二氢钠、磷酸氢二钾中的至少一种。

进一步地，在所述步骤S2中，所述高氨氮工业氯化钾与所述氧化剂的质量之比为1:1～5:2；所述沉淀剂与所述高氨氮工业氯化钾的质量之比为1:0.01～1:1.5。

进一步地，在所述步骤S2和/或S7中，所述高氨氮工业氯化钾与所述氧化剂的质量之比为1:1～5:2；所述沉淀剂与所述高氨氮工业氯化钾的质量之比为1:0.01～1:1.5。

进一步地，所述步骤S5的具体方法为：

以所述原始结晶的质量的15％～20％的蒸馏水对所述原始结晶进行一次水洗，固液分离后，获得一次洗液和一次结晶；

以所述原始结晶的质量的20％～30％的蒸馏水对所述一次结晶进行二次水洗，固液分离后，获得二次洗液和二次结晶；

所述二次结晶经干燥获得所述食品级氯化钾。

进一步地，将所述一次洗液和/或二次洗液并入所述步骤S6中作为所述循环母液。

本发明通过设计合理的工艺路径，使得以浮选氯化钾半成品及农用氯化钾等高氨氮工业氯化钾作为原料而生产食品级氯化钾，其获得的食品级氯化钾中氨氮的含量完全符合相应的国家标准，原料高氨氮工业氯化钾中氨氮的含量不低于300ppm，经过严格控制氧化剂、碱液及沉淀剂的用量比，可以将产品中的氨氮含量降低到10ppm～50ppm，其氨氮含量的去除率达到95％以上，也可以将高氨氮工业氯化钾原料中的有机胺以无机铵的形式去除，为生产食品级氯化钾提供了技术保障，并且氯化钾的回收率达到75％以上；由此，在提高氯化钾产品成分的同时高效地去除了成品中的氨氮物质，提高了食品级氯化钾的风味和口感，而且工艺设备简单，工艺流程简便，适用于大中小型工业化生产。

附图说明

通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：

图1是根据本发明的食品级氯化钾的生产方法的工艺流程图。

具体实施方式

以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。

本发明提供了一种基于浮选氯化钾半成品及农用氯化钾等高氨氮工业氯化钾而生产食品级氯化钾的方法。

具体参照图1，该生产方法包括下述步骤：

在步骤Q1中，将高氨氮工业氯化钾按照1:1～1:2的质量比溶于蒸馏水中，获得第一初始料液。

具体来讲，上述高氨氮工业氯化钾可以是浮选氯化钾半成品或农用氯化钾中的任意一种，或是二者的混合物；其中，在该高氨氮工业氯化钾中，氨氮含量不低于300ppm。

在步骤Q2中，向第一初始料液中依次加入氧化剂、碱液和沉淀剂，获得pH为8.0～11.0的反应料液。

具体来讲，氧化剂的用量为高氨氮工业氯化钾与其质量之比为1:1～5:2，沉淀剂的用量为其与高氨氮工业氯化钾的质量之比为1:0.01～1:1.5。

更为具体地，氧化剂选自过氧化氢溶液、臭氧、氯气、氧气中的至少一种；氧化剂的作用在于氧化原料中的胺。碱液选自氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种；碱液用于调节最终获得的反应料液的pH值。而沉淀剂选自磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、磷酸钠、磷酸钾、磷酸二氢钠、磷酸氢二钾中的至少一种；沉淀剂用于将第一初始料液中的镁、钙、铁等杂质离子沉淀去除。

值得说明的是，上述氧化剂、碱液以及沉淀剂的添加顺序应当遵循如上所述，这是因为依次加入氧化剂、碱液以及沉淀剂，可以保证较高的氨氮去除率，使得食品级氯化钾产品中氨氮含量降低到10ppm～50ppm。

在步骤Q3中，将反应料液置于80℃～95℃下保温10min～30min，并保持氯化钾过饱和且pH保持为8.0～11.0，获得热溶母液。

值得说明的是，上述热溶母液的pH控制以及为获得该特定热溶母液时的保温反应具有其特定的作用，这是因为当pH低于8.0时，将直接影响氨氮去除率；而当pH高于11.0时，则导致热过滤难以进行，即形成氢氧化镁沉淀，难以过滤，会造成产品品位及收率降低。

在步骤Q4中，将热溶母液进行热过滤，获得热滤液。

在步骤Q5中，将热滤液冷却至室温获得结晶滤液。

在步骤Q6中，结晶滤液进行固液分离获得结晶母液和原始结晶。

在步骤Q7中，原始结晶经水洗和干燥，获得食品级氯化钾。

具体来讲，水洗原始结晶参照下述步骤进行：(1)以蒸馏水对原始结晶进行一次水洗，控制水洗用蒸馏水的质量为原始结晶的质量的15％～20％即可，固液分离后，获得一次洗液和一次结晶；(2)以蒸馏水对一次结晶再进行二次水洗，控制该次水洗用蒸馏水的质量为原始结晶的质量的20％～30％即可，固液分离后，获得二次洗液和二次结晶。如此，经两次水洗获得的二次结晶经干燥即获得上述食品级氯化钾。

值得说明的是，虽然一般食品级氯化钾中氨氮的含量控制为不超过100ppm即可，但经上述工艺所获得的食品级氯化钾中的氨氮含量仅处于10ppm～50ppm的水平，较国标的标准含量更低，由此将使获得的食品级氯化钾的品质更高、口感更佳。

基于上述步骤Q6中产生的结晶母液以及步骤Q7中产生的一次洗液和二次洗液中均会夹带一定量的氯化钾，为避免浪费，因此，可将这部分氯化钾资源加以循环利用；也就是说，可将上述结晶母液和/或一次洗液和/或二次洗液作为循环母液，而代替上述步骤Q1中的蒸馏水来溶解高氨氮工业氯化钾。

具体来讲，首先，将高氨氮含量工业氯化钾按照1:4～1:8的质量比溶于上述循环母液中，而获得第二初始料液；然后，对第二初始料液参照上述步骤Q2～Q7操作即可；如此往复。

将理解的是，尽管在这里可使用术语“第一”、“第二”等来描述初始料液，但是这些初始料液不应受这些术语的限制，这些术语仅用于将蒸馏水溶解高氨氮含量工业氯化钾获得的初始料液与循环母液溶解高氨氮含量工业氯化钾获得的初始料液区分开来。

如此，即通过上述工艺路径实现了以浮选氯化钾半成品及农用氯化钾等高氨氮工业氯化钾作为原料而生产食品级氯化钾，其获得的食品级氯化钾中氨氮的含量完全符合相应的国家标准，其氨氮含量的去除率达到不低于95％，为生产食品级氯化钾提供了技术保障，并且保证了氯化钾的回收率达到75％以上；由此，在提高氯化钾产品成分的同时高效地去除了成品中的氨氮物质，提高了食品级氯化钾的风味和口感，而且工艺设备简单，工艺流程简便，适用于大中小型工业化生产。

以下将通过具体的实施例来说明本发明上述食品级氯化钾的生产方法。

实施例1

首先，取1.00kg其中氨氮含量为319ppm的浮选氯化钾半成品，该浮选氯化钾半成品湿基中氯化钾的质量分数为36.12％，以及1.50kg蒸馏水，二者混合，在常温下搅拌溶解5min，形成第一初始料液。

然后，向该第一初始料液中加入150g 5％过氧化氢溶液，搅拌5min后，再加入8g氢氧化钠固体(纯度为99％)和20g磷酸氢二钠(纯度为97％)，调节pH至9.0，获得反应料液。

第三步，将上述反应料液反应8min～45min后，将其加热至90℃并保温30min，得到热溶母液；并且在升温加热的过程中，保持pH至9.0。

第四步，将热溶母液进行过滤，分别得到2.10kg热滤液和0.12kg滤渣。

第五步，该热滤液经冷却至常温得到结晶滤液。

第六步，将获得的结晶滤液进行过滤，得到1.35kg结晶母液和0.42kg原始结晶。

第七步，将原始结晶进行一次水洗，水洗量为0.04kg，过滤后得到0.39kg一次结晶和0.07kg一次洗液；再将一洗结晶再进行二次水洗，水洗量为0.06kg，过滤得到0.27kg二次结晶和0.12kg二次洗液。

最后，将二次结晶进行干燥处理得到0.25kg食品级氯化钾产品，干基组成中氯化钾质量分数为63.71％，测其氨氮含量为29ppm，由此经计算可知氨氮去除率为[1-(29/63.71％)/(319/36.12％)]×100％≈95％。

实施例2

首先，取0.50kg其中氨氮含量为760ppm的浮选氯化钾半成品，该浮选氯化钾半成品湿基中氯化钾的质量分数为41.35％，以及3.10kg其中氨氮含量为89ppm的循环母液，该循环母液中氯化钾的质量分数为10.36％，二者混合，在常温下搅拌溶解5min，形成第二初始料液。

然后，在该第二初始料液中加入170g 5％过氧化氢溶液，搅拌5min后，再加入8g氢氧化钠固体(纯度为99％)和41g磷酸氢二钠(纯度为97％)，调节pH至8.5，获得反应料液。

第三步，将上述反应料液反应8min～45min后，将其加热至92℃并保温30min，得到热溶母液，在升温加热的过程保持pH在8.5。

第四步，将热溶母液进行过滤，分别得到2.60kg热滤液和0.65kg滤渣。

第五步，该热滤液经冷却至常温得到结晶滤液。

第六步，将获得的结晶滤液进行过滤后，得到2.25kg结晶母液和0.22kg原始结晶。

第七步，将原始结晶进行一次水洗，水洗量为0.02kg，过滤后得到0.22kg一次结晶和0.01kg一洗洗液；再将一洗结晶进行二次水洗，水洗量为0.03kg，过滤得到0.19kg二次结晶和0.06kg二次洗液。

最后，将二次结晶进行干燥处理得到0.17kg食品级氯化钾产品，干基组成中氯化钾质量分数为94.87％，测其氨氮含量为30ppm，由此经计算可知氨氮去除率为[1-(30/94.87％)/(760/41.35％)]×100％≈98％，工业氯化钾回收率为75.70％。

虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。

Claims

1.一种食品级氯化钾的生产方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述生产方法还包括步骤：

S8、重复步骤S3～S5。

3.根据权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于，所述高氨氮工业氯化钾选自浮选氯化钾半成品、农用氯化钾中的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于，所述氧化剂选自过氧化氢溶液、臭氧、氯气、氧气中的至少一种；所述碱液选自氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种；所述沉淀剂选自磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、磷酸钠、磷酸钾、磷酸二氢钠、磷酸氢二钾中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述高氨氮工业氯化钾与所述氧化剂的质量之比为1:1～5:2；所述沉淀剂与所述高氨氮工业氯化钾的质量之比为1:0.01～1:1.5。

6.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，在所述步骤S2和/或S7中，所述高氨氮工业氯化钾与所述氧化剂的质量之比为1:1～5:2；所述沉淀剂与所述高氨氮工业氯化钾的质量之比为1:0.01～1:1.5。

7.根据权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于，所述步骤S5的具体方法为：

所述二次结晶经干燥获得所述食品级氯化钾。

8.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，将所述一次洗液和/或二次洗液并入所述步骤S6中作为所述循环母液。