CN114538476A - 硫酸钾提取液分离提纯技术 - Google Patents
硫酸钾提取液分离提纯技术 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114538476A CN114538476A CN202210264913.9A CN202210264913A CN114538476A CN 114538476 A CN114538476 A CN 114538476A CN 202210264913 A CN202210264913 A CN 202210264913A CN 114538476 A CN114538476 A CN 114538476A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- potassium sulfate
- sulfate
- membrane
- potassium
- separation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 164
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 164
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 title claims abstract description 164
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims abstract description 17
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 132
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 93
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 66
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 66
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 64
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 claims abstract description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims abstract description 11
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 3
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 14
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 13
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 claims description 12
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 claims description 12
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 241001052560 Thallis Species 0.000 claims description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 4
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 4
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 claims description 2
- 238000011221 initial treatment Methods 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 18
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 239000011575 calcium Substances 0.000 abstract description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 abstract description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000012267 brine Substances 0.000 abstract description 3
- -1 ion sulfate Chemical class 0.000 abstract description 3
- PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K magnesium;potassium;trichloride;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[K+] PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 19
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 16
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 13
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 13
- 238000011160 research Methods 0.000 description 10
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 7
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 5
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 5
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 5
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 5
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 4
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 241001131796 Botaurus stellaris Species 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D5/00—Sulfates or sulfites of sodium, potassium or alkali metals in general
- C01D5/16—Purification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/80—Compositional purity
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
- Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
本发明涉及一种硫酸钾提取液分离提纯技术，属于硫酸钾生产领域。包括硫酸钾提取液预处理、纳滤膜分离硫酸钾和硫酸镁、反渗透膜浓缩、蒸发浓缩结晶等步骤。把钾的硫酸盐与镁、钙等高价离子硫酸盐进行分离，把溶液中硫酸钾纯度从25%～50%左右提高到77%～99%。硫酸钾与硫酸镁混合溶液经纳滤膜分离提纯后，再经浓缩、结晶直接得到硫酸钾成品，相对于传统盐湖卤水工艺先生成光卤石、钾芒硝或软钾镁矾再经过复杂的水盐转化工艺得到成品钾盐缩短工艺流程，提高单流程收率，降低成本。所得产品硫酸钾符合GB20406～2017农业用硫酸钾一等品以上质量要求。
Description
技术领域
本发明涉及硫酸钾生产领域和纳滤膜应用拓展，特别涉及一种硫酸钾提取液分离提纯技术。可用于玉米浸泡液提取钾得到的硫酸钾和硫酸镁混合液进行分离纯化工艺，提纯后的硫酸钾溶液再经蒸发浓缩结晶得到硫酸钾产品，所得产品硫酸钾符合GB20406～2017农业用硫酸钾一等品以上质量要求。本发明为硫酸钾与硫酸镁分离技术提供了一种新的方法，并扩展了纳滤膜的应用领域。
背景技术
国内硫酸钾生产领域主要以含钾矿物、盐湖资源、海水苦卤等矿物为原料，采用软钾镁矾水盐转化工艺或曼海姆工艺生产硫酸钾。软钾镁矾水盐转化工艺原料来源于矿物质，属于不可再生资源，且需外加氯化钾实现工艺，工艺产生大量母液需要进行蒸发浓缩后再利用，耗能较高，只有青海和新疆等日照多、降雨少的地区可以采用返回盐湖靠太阳光照射以太阳能浓缩后再利用，在内陆地区只能采用电能或热能蒸发浓缩，经济性较差。曼海姆工艺以硫酸和氯化钾为原料，属于国家产业政策限制类高耗能技术。
在膜技术领域，纳滤膜被用于分离由一价阳离子与一价酸根构成的一价盐和二价阳离子与一价酸根或二价酸根构成的盐，但从未有过用于分离硫酸钾和硫酸镁的应用实例和报导，且各大膜制造厂商、膜技术科研机构、膜工程公司等膜技术领域的技术人员和团体对于硫酸钾与硫酸镁的分离均认为硫酸钾属于一价钾离子与二价硫酸根构成的二价盐，因为二价硫酸根将被纳滤膜截留，因为电荷平衡而导致钾离子无法透过纳滤膜，硫酸钾和硫酸镁混合溶液使用纳滤膜处理，硫酸钾和硫酸镁都会被截留在浓水侧而无法实现分离。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硫酸钾提取液分离提纯技术，解决了现有技术存在的上述问题。开辟一种新的硫酸钾与硫酸镁分离技术，拓展纳滤膜应用领域。采用纳滤膜分离技术分离提纯硫酸钾提取液以降低纯化成本和投资成本，有利于推动玉米浸泡液提取钾及其它植物提取等钾含量丰度较低的提取钾生产硫酸钾项目发展，实现钾元素在农作物种植、农产品加工、钾元素提取回收循环利用。且本发明在玉米浸泡液提取钾制备的硫酸钾和硫酸镁混合溶液的硫酸钾和硫酸镁分离工艺中得以证实，经过纳滤膜处理得到富硫酸钾溶液和富硫酸镁两相溶液，富硫酸钾溶液经进一步浓缩结晶可得到硫酸钾产品，既优于软钾镁矾水盐转化体系的收率，也较电渗析分离硫酸钾和硫酸镁工艺节省能耗，并降低工程造价。采用纳滤膜技术进行硫酸钾和硫酸镁溶液分离提纯，把钾离子的硫酸盐与镁、钙等高价离子硫酸盐进行分离，把溶液中硫酸钾纯度从25%～50%左右提高到77%～99%。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
硫酸钾提取液分离提纯技术，包括以下步骤：
步骤（1）、硫酸钾提取液预处理：首先对提取液进行微滤处理去除其中少量絮状物和菌体，然后再进行超滤处理去除部分蛋白和胶体等大分子有机物；
步骤（2）、纳滤膜分离硫酸钾和硫酸镁：采用优选的纳滤膜分离硫酸钾提取液中的硫酸钾和硫酸镁；
步骤（3）、反渗透膜浓缩：采用反渗透膜将步骤（2）得到的提纯硫酸钾溶液进行浓缩，得到硫酸钾浓液；
步骤（4）、浓缩结晶：将步骤（3）得到的硫酸钾浓液继续蒸发浓缩、降温结晶、固液分离、干燥得到硫酸钾成品。
步骤（1）所述的微滤处理采用了微滤膜，微滤膜为截留分子量20～100万道尔顿的微滤膜，去除提取液中少量絮状物和菌体；所述的超滤处理采用了超滤膜，超滤膜为截留分子量1000道尔顿～20万道尔顿的超滤膜，去除蛋白和胶体等大分子有机物；通过微滤和超滤两级膜处理，总有机炭去除率达到20%～80%，硫酸钾回收率90%以上。
步骤（2）所述的优选的纳滤膜为截留分子量150～1000道尔顿的纳滤膜，优选硫酸钾一次透过率达到25%以上、硫酸镁一次截留率95%以上的膜产品。
步骤（2）所用的纳滤膜的操作压力为20 bar～80bar。
步骤（2）纳滤膜一级处理后所得截留浓液使用2～5倍去离子水分2～5次或一次性稀释，以有效提高硫酸钾收率。
步骤（2）纳滤膜处理后，硫酸钾总收率可以达到70%以上，硫酸镁总截留率达到93%以上，溶液中硫酸钾纯度可以从25%～50%提高到77%～99%，按经济性衡量确定硫酸钾纯度达到88%以上为宜。
硫酸钾提取液经步骤（3）反渗透膜浓缩后，硫酸钾浓度（wt）可以达到10%以上，大幅节省蒸发浓缩能耗。
硫酸钾提取液经步骤（2）纳滤膜处理后，大部分引起沸点升高的盐被分离出去，所得的钾盐溶液可采用包括MVR等节能型蒸发器进行浓缩和结晶，节省浓缩能耗。
步骤（4）所述的硫酸钾浓液继续蒸发浓缩，达到硫酸钾质量百分比浓度35%～70%，温度降至5℃～35℃进行结晶。
本发明的有益效果在于：本发明开辟了一种硫酸钾和硫酸镁溶液分离提纯技术，拓展了纳滤膜的应用领域。在纳滤膜应用领域从未有过用于分离硫酸钾和硫酸镁的应用实例和报导，并且在各大膜制造厂商、膜技术科研机构、膜工程公司等膜技术领域的技术人员和团体对于硫酸钾与硫酸镁的纳滤分离均持否定结论的情况下，发明人依据纳滤膜对于一二价离子的分离原理和硫酸钾提取液的物料特点分析认为有机会使用纳滤膜实现硫酸钾和硫酸镁的分离，并通过深入研究和大量科研实验，证明本技术可行性。
在玉米浸泡液提取钾所得到的硫酸钾与硫酸镁溶液分离工艺中，经过纳滤膜处理后，把钾离子的硫酸盐与镁、钙等高价离子硫酸盐进行分离，把溶液中硫酸钾纯度从25%～50%左右提高到77%～99%。所得富硫酸钾与低含量的硫酸镁混合溶液经再经蒸发浓缩、结晶直接得到硫酸钾成品。所得产品硫酸钾符合GB20406～2017农业用硫酸钾一等品以上质量要求。相对于传统盐湖卤水工艺先生成光卤石、钾芒硝或软钾镁矾再经过复杂的水盐转化工艺得到成品钾盐缩短工艺流程，提高单流程收率，降低成本。采用纳滤膜分离技术分离提纯硫酸钾提取液既优于软钾镁矾水盐转化体系的收率，也较电渗析分离硫酸钾和硫酸镁工艺节省能耗，并降低工程造价，有利于推动玉米浸泡液提取钾及其它植物提取等钾含量丰度较低的提取钾生产硫酸钾项目发展，实现钾元素在农作物种植、农产品加工、钾元素提取回收的循环利用。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，结合以下实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明在各大膜制造厂商、膜技术科研机构、膜工程公司等膜技术领域的技术人员和团体对于硫酸钾与硫酸镁的分离均持否定结论的情况下，依据纳滤膜对于一二价离子的分离原理和硫酸钾提取液的物料特点分析认为有机会使用纳滤膜实现硫酸钾和硫酸镁的分离，并通过深入研究和大量科研实验，证明本技术可行性，为硫酸钾与硫酸镁分离技术提供了一种新的方法，并扩展了纳滤膜的应用领域。采用纳滤膜技术进行硫酸钾和硫酸镁溶液分离提纯，把钾离子的硫酸盐与镁、钙等高价离子硫酸盐进行分离，把溶液中硫酸钾纯度从25%～50%左右提高到77%～99%。
实施例1：
一种硫酸钾提取液分离提纯技术，包括如下步骤：
（1）硫酸钾提取液预处理：取93.27公斤采用树脂法提取得到的硫酸钾和硫酸镁混合溶液（其中硫酸钾质量百分含量1.72%，硫酸镁质量百分含量4.80%，TOC为5.20g/L），使用平均孔径50纳米的管式膜进行过滤得到透过液90公斤，透过液中硫酸钾质量百分含量1.72%，硫酸镁质量百分含量4.80%，TOC为4.16g/L。
（2）纳滤膜分离硫酸钾和硫酸镁：将步骤（1）取得的透过液90公斤通过截留分子量500道尔顿～1000道尔顿的纳滤膜进行处理，操作压力按30bar～39bar控制，循环流量15～20升/分钟，经过约2.5小时单批次循环，得到截留浓液32公斤（硫酸钾质量百分含量2.93%，硫酸镁质量百分含量13.41%），得到透过液58公斤（硫酸钾质量百分含量0.70%，硫酸镁质量百分含量0.05%），一次纳滤分离硫酸钾透过率27.09%，硫酸镁一次截留率99.33%；32公斤截留浓液使用4倍数量的去离子水共计128公斤分四次按2倍浓缩进行透析操作，四次透析分离得到透过液与第一次分离得到的透过液混合共计186.08公斤（硫酸钾质量百分含量0.63%，硫酸镁质量百分含量0.05%），硫酸钾总透过率76.15%，硫酸镁总截留率98.07%，所得透过液中硫酸钾与硫酸镁摩尔比9.47，硫酸钾纯度（占总盐质量百分比）93.14%。
（3）反渗透膜浓缩：取步骤（2）所得186.08公斤透过液（硫酸钾质量百分含量0.63%，硫酸镁质量百分含量0.05%）使用XC80反渗透膜进行浓缩，操作压力71bar，得到浓缩液12.22公斤（硫酸钾质量百分含量9.22%，硫酸镁质量百分含量0.68%），透过液172.12公斤（硫酸钾质量百分含量0.013%，硫酸镁质量百分含量0.001%）。
（4）热浓缩结晶：将步骤（3）得到的12.22公斤浓缩液进行热浓缩，浓缩6.5倍，得到1.88公斤浓缩膏（硫酸钾含量59.95%），降温至25℃结晶2小时，离心分离得到1.17公斤硫酸钾湿晶体，湿硫酸钾在105℃烘干2小时，得到1.08公斤硫酸钾成品，硫酸钾含量96.50%，折算氧化钾含量52.13%，所有指标达到农用硫酸钾优级品标准。
实施例2：
一种硫酸钾和硫酸镁溶液分离提纯技术，把钾的硫酸盐与镁、钙等高价离子硫酸盐进行分离，把溶液中硫酸钾纯度从25%～50%左右提高到77%～99%。在纳滤膜应用领域从未有过用于分离硫酸钾和硫酸镁的应用实例和报导，并且各大膜制造厂商、膜技术科研机构、膜工程公司等膜技术领域的技术人员和团体对于硫酸钾与硫酸镁的纳滤分离均持否定结论的情况下，发明人依据纳滤膜对于一二价离子的分离原理和硫酸钾提取液的物料特点分析认为有机会使用纳滤膜实现硫酸钾和硫酸镁的分离，并通过深入研究和大量科研实验，证明本技术可行性，为硫酸钾与硫酸镁分离技术提供了一种新的方法，并扩展了纳滤膜的应用领域。硫酸钾与硫酸镁混合溶液经纳滤膜分离提纯后，再经浓缩、结晶直接得到硫酸钾成品。相对于传统盐湖卤水工艺先生成光卤石、钾芒硝或软钾镁矾再经过复杂的水盐转化工艺得到成品钾盐缩短工艺流程，提高单流程收率，降低成本。所得产品硫酸钾符合GB20406～2017农业用硫酸钾一等品以上质量要求。该方法具体步骤如下：
（1）硫酸钾提取液预处理：取93.27公斤采用树脂法提取得到的硫酸钾和硫酸镁混合溶液（其中硫酸钾质量百分含量2.34%，硫酸镁质量百分含量6.10%，TOC为6.20g/L），使用平均孔径50纳米的管式膜进行过滤，透过液90公斤，透过液中硫酸钾质量百分含量2.34%，硫酸镁质量百分含量6.10%，TOC为4.84g/L。
（2）纳滤膜分离硫酸钾和硫酸镁：将步骤（1）取得的90公斤透过液通过截留分子量为300道尔顿～400道尔顿的纳滤膜进行处理，操作压力按30bar～39bar控制，循环流量15～20升/分钟，经过约2.5小时单批次循环，得到截留浓液39公斤（硫酸钾质量百分含量3.35%，硫酸镁质量百分含量14.01%）、透过液51公斤（硫酸钾质量百分含量1.05%，硫酸镁质量百分含量0.01%），一次分离硫酸钾透过率为26.92%，硫酸镁一次截留率为99.54%；39公斤截留浓液使用4倍数量的去离子水共计156公斤分四次按2倍浓缩进行透析操作，四次透析分离得到透过液与第一次分离得到的透过液混合共计207公斤（硫酸钾质量百分含量0.72%，硫酸镁质量百分含量0.05%），硫酸钾总透过率75.48%，硫酸镁总截留率98.55%，所得透过液混合料液中硫酸钾与硫酸镁摩尔比9.94，硫酸钾纯度（占总盐质量百分比）93.51%。
（3）反渗透膜浓缩：取步骤（2）所得207公斤透过液（硫酸钾质量百分含量0.72%，硫酸镁质量百分含量0.05%）使用XC80反渗透膜进行浓缩，操作压力71bar，得到浓缩液13.66公斤（硫酸钾质量百分含量10.58%，硫酸镁质量百分含量0.74%），透过液191.40公斤（硫酸钾质量百分含量0.015%，硫酸镁质量百分含量0.0011%）
（4）热浓缩结晶：将步骤（3）得到的13.66公斤浓缩液进行热浓缩，浓缩6倍，得到2.28公斤浓缩膏（硫酸钾质量百分含量63.58%），降温至25℃结晶2小时，离心分离得到1.50公斤硫酸钾湿晶体，湿硫酸钾在105℃烘干2小时，得到1.38公斤硫酸钾成品，硫酸钾质量百分含量96.70%，折算氧化钾含量52.24%，所有指标达到农用硫酸钾优级品标准。
以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种硫酸钾提取液分离提纯技术，其特征在于：包括以下步骤：
步骤（1）、硫酸钾提取液预处理：首先对提取液进行微滤处理去除其中少量絮状物和菌体，然后再进行超滤处理去除部分蛋白和胶体大分子有机物；
步骤（2）、纳滤膜分离硫酸钾和硫酸镁：采用优选的纳滤膜分离硫酸钾提取液中的硫酸钾和硫酸镁；
步骤（3）、反渗透膜浓缩：采用反渗透膜将步骤（2）得到的提纯硫酸钾溶液进行浓缩，得到硫酸钾浓液；
步骤（4）、浓缩结晶：将步骤（3）得到的硫酸钾浓液继续蒸发浓缩、降温结晶、固液分离、干燥得到硫酸钾成品。
2.根据权利要求1所述的硫酸钾提取液分离提纯技术，其特征在于：步骤（1）所述的微滤处理采用微滤膜，微滤膜为截留分子量20～100万道尔顿的微滤膜，去除提取液中少量絮状物和菌体；所述的超滤处理采用超滤膜，超滤膜为截留分子量1000道尔顿～20万道尔顿的超滤膜，去除蛋白和胶体大分子有机物；通过微滤和超滤两级膜处理，总有机炭去除率达到20%～80%，硫酸钾回收率90%以上。
3.根据权利要求1所述的硫酸钾提取液分离提纯技术，其特征在于：步骤（2）所述的优选的纳滤膜为截留分子量150～1000道尔顿的纳滤膜，优选硫酸钾一次透过率达到25%以上、硫酸镁一次截留率95%以上的膜产品。
4.根据权利要求1所述的硫酸钾提取液分离提纯技术，其特征在于：步骤（2）所用的纳滤膜的操作压力为20 bar～80bar。
5.根据权利要求1所述的硫酸钾提取液分离提纯技术，其特征在于：步骤（2）纳滤膜一级处理后所得截留浓液使用2～5倍去离子水分2～5次或一次性稀释，以有效提高硫酸钾收率。
6.根据权利要求1所述的硫酸钾提取液分离提纯技术，其特征在于：步骤（2）纳滤膜处理后，硫酸钾总收率达到70%以上，硫酸镁总截留率达到93%以上，溶液中硫酸钾纯度从25%～50%提高到77%～99%，按经济性衡量确定硫酸钾纯度达到88%以上为宜。
7.根据权利要求1所述的硫酸钾提取液分离提纯技术，其特征在于：硫酸钾提取液经步骤（3）反渗透膜浓缩后，硫酸钾浓度达到10%以上，大幅节省蒸发浓缩能耗。
8.根据权利要求1所述的硫酸钾提取液分离提纯技术，其特征在于：硫酸钾提取液经步骤（2）纳滤膜处理后，大部分引起沸点升高的盐被分离出去，所得的钾盐溶液采用包括MVR的节能型蒸发器进行浓缩和结晶，节省浓缩能耗。
9.根据权利要求1所述的硫酸钾提取液分离提纯技术，其特征在于：步骤（4）所述的硫酸钾浓液继续蒸发浓缩，达到硫酸钾质量百分比浓度35%～70%，温度降至5℃～35℃进行结晶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210264913.9A CN114538476B (zh) | 2022-03-17 | 2022-03-17 | 硫酸钾提取液分离提纯技术 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210264913.9A CN114538476B (zh) | 2022-03-17 | 2022-03-17 | 硫酸钾提取液分离提纯技术 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114538476A true CN114538476A (zh) | 2022-05-27 |
| CN114538476B CN114538476B (zh) | 2024-06-07 |
Family
ID=81664175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210264913.9A Active CN114538476B (zh) | 2022-03-17 | 2022-03-17 | 硫酸钾提取液分离提纯技术 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114538476B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150080194A (ko) * | 2013-12-31 | 2015-07-09 | 한국해양과학기술원 | Nf/ro/ed 분리막 연계시스템을 이용한 먹는 물 수질기준 적합 고경도 먹는 물 제조공정 |
| CN111484178A (zh) * | 2019-01-29 | 2020-08-04 | 洁海瑞泉膜技术（天津）有限公司 | 一种海水或浓盐水的综合处理方法 |
| CN112591770A (zh) * | 2020-10-09 | 2021-04-02 | 上海氯德新材料科技有限公司 | 淡盐水提纯分离硫酸钾的生产工艺及装置 |
| CN113697978A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-11-26 | 西安聚方环境科技有限公司 | 一种高倍浓缩的三段反渗透膜系统及工艺 |
| CN114031097A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-02-11 | 吉林海资生物工程技术有限公司 | 玉米浸泡液提取钾所得钾盐提取液分离提纯技术 |
-
2022
- 2022-03-17 CN CN202210264913.9A patent/CN114538476B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150080194A (ko) * | 2013-12-31 | 2015-07-09 | 한국해양과학기술원 | Nf/ro/ed 분리막 연계시스템을 이용한 먹는 물 수질기준 적합 고경도 먹는 물 제조공정 |
| CN111484178A (zh) * | 2019-01-29 | 2020-08-04 | 洁海瑞泉膜技术（天津）有限公司 | 一种海水或浓盐水的综合处理方法 |
| CN112591770A (zh) * | 2020-10-09 | 2021-04-02 | 上海氯德新材料科技有限公司 | 淡盐水提纯分离硫酸钾的生产工艺及装置 |
| CN113697978A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-11-26 | 西安聚方环境科技有限公司 | 一种高倍浓缩的三段反渗透膜系统及工艺 |
| CN114031097A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-02-11 | 吉林海资生物工程技术有限公司 | 玉米浸泡液提取钾所得钾盐提取液分离提纯技术 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| RUIHUA HUANG等: "Preparation and characterization of composite NF membrane from a graft copolymer of trimethylallyl ammonium chloride onto chitosan by toluene diisocyanate cross-linking", 《DESALINATION》, vol. 239, no. 1, pages 235 - 236 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114538476B (zh) | 2024-06-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111484178B (zh) | 一种海水或浓盐水的综合处理方法 | |
| CN108275703B (zh) | 一种用含锂的纳滤产水制取碳酸锂和盐钾联产的工艺 | |
| US11219862B2 (en) | Method for separation and enrichment of lithium | |
| CN103539281B (zh) | 白炭黑生产废水处理工艺 | |
| US11219863B2 (en) | Method for separation and enrichment of lithium | |
| CN108658345B (zh) | 一种高盐废水精制盐的方法及系统 | |
| US11219864B2 (en) | Method for efficient separation and enrichment of lithium | |
| BR112012010194B1 (pt) | Processo para produção de xilose por hidrólise de biomassa de frutas tropicais com ácido sulfúrico | |
| KR20130137119A (ko) | 디카복실산의 분리, 회수 및 정제 방법 | |
| CN104803448A (zh) | 高盐度高有机物浓度废水的正渗透处理方法 | |
| CN109824187B (zh) | 一种多级多段纳滤分盐处理系统及工艺 | |
| CN103232353A (zh) | 一种从发酵液中高效分离提取l-缬氨酸的方法 | |
| CN111547916A (zh) | 一种富硝废水的盐硝分盐方法 | |
| CN208008625U (zh) | 一种反渗透浓水的分盐浓缩系统 | |
| CN115784503A (zh) | 一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统及方法 | |
| CN114835325A (zh) | 一种磷酸铁母液及其漂洗水资源化处理工艺 | |
| CN115259516A (zh) | 一种磷酸铁废水零排放处理系统及工艺 | |
| CN208586063U (zh) | 一种回收处理蒸氨废液联产纯碱的系统 | |
| CN107555542B (zh) | 一种多级纳滤-反渗透-膜蒸馏联用脱盐分盐方法 | |
| CN112794344B (zh) | 一种从抗生素废水中提纯硫酸钠的方法 | |
| CN110342559A (zh) | 一种回收处理蒸氨废液联产纯碱的系统及方法 | |
| CN112607942A (zh) | 一种海水资源化处理系统及工艺 | |
| CN114538476B (zh) | 硫酸钾提取液分离提纯技术 | |
| KR100992428B1 (ko) | 나노여과막을 이용한 음이온 제거 및 미네랄을 효율적으로 조절한 미네랄 워터의 제조방법 | |
| KR100992427B1 (ko) | 나노여과막 및 전기투석으로 음이온을 제거한 미네랄 워터의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |