一種從低濃度k+堿液廢水體系提取食品級碳酸氫鉀的方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種提取食品級碳酸氨鐘的工藝，具體設及由r堿液廢水體系提取食 品級碳酸氨鐘的方法。
【背景技術】
[0002] 碳酸氨鐘是一種重要的化工原料，主要用作生產碳酸鐘、醋酸鐘、亞神酸鐘等，亦 用于醫藥、食品、滅火劑等行業。包括碳酸氨鐘在內的鐘鹽（K2C〇3、kci、K2S〇4等）是一種戰 略物資，在國民經濟中的地位至關重要。然而我國可開發水溶性鐘鹽資源礦床甚少，探明儲 量僅占世界的1.06%。目前，我國鐘鹽的對外依存度高達70%。因此，從堿性工業廢水中 提取碳酸氨鐘，在一定程度上可W緩解我國鐘鹽短缺的現狀。（1.林耀庭，李為均，從世界 鐘鹽、鐘肥生產和消費情況談我國對策.中國井礦鹽，1994, 2, 14-18 ;2.馬鴻文，馮武威，苗 世頂，王英濱，田樹信，一種新型鐘礦資源的物相分析及提取碳酸鐘的實驗研究.中國科學 D輯2005, 35 (5)，420-427 ;3.苗世頂，馬鴻文，王英濱，白峰，戚洪彬，利用合成沸石母液制 取電子級碳酸鐘.礦產綜合利用2004, 4, 3-6 ;4.苗世頂，王英濱，馬鴻文，高鐘侶娃酸鹽物 料中馬0含量的測定.地球科學2005, 30 (03)，343-346點劉香英，王英濱，K+、化+、C〇32-、 肥O3--H2O交互四元體系相平衡研究.軸礦地質2008,24(2)，123-127:6.Li,J. ;Zeng，Y.; Yu,X. ；Peng,Y. ,SolubilityoftheAqueousReciprocalQuaternarySystemLi+,NaY/ CO32-，SO42--H2Oat273. 15K.J.Chem.Eng.Data2013, 58(2)，455-459 ;7.鄭志遠，曾英，林曉 峰，馬〇)3-化2〇)3-&0立元體系273K相平衡實驗研究.鹽業與化工2006, 36 (1)，7-9 ;8.馬 鴻文，王英濱，苗世頂，張曉云，戚洪彬，中國專利，中國地質大學（北京），2003. 1. 17)

【發明內容】

[0003] 本發明旨在提供了一種從低濃度r堿液廢水體系提取食品級碳酸氨鐘的方法。
[0004] 本發明解決技術問題，采用如下技術方案；
[0005] 本發明從低濃度r堿液廢水體系提取食品級碳酸氨鐘的方法，其特點在于包括如 下步驟：
[0006] 第1步；取含有r、Na\SiOjS斗日A102^的堿液廢水，在所述堿液廢水中K+濃度為 200-400mg/L、Na+濃度為 160-800mg/L、SiO32-濃度為 30-50mg/L且A102-濃度為 15-30mg/ L;常壓、攬拌下向所述堿液廢水中通入C〇2氣體，對所述堿液廢水進行酸化，至所述堿液廢 水的抑值為7.8-8.2時，出現由Si雜質沉淀和A1雜質沉淀構成的白色沉淀，抽濾、洗漆， 棄去所述白色沉淀，獲得濾液A;
[0007] 第2步：采用常壓蒸發濃縮工藝，將所述濾液A的密度濃縮至1. 28g/cm3,然后降至 室溫并在室溫下結晶2.Oh,出現白色晶體，即為含有結晶水的Na2C〇3晶體；分離獲得濾液B 和含有結晶水的化2〇)3晶體，對所述含有結晶水的化化晶體鍛燒獲得化化；
[000引第3步；將濾液B置于高壓蓋中，加入高壓C02,控制濾液B的抑值在6. 5-8. 0,平 衡壓力為0. 2-0. 5MPa，結晶時間為1. 0-3.化，將濾液B變成K-Na-H0V溶液體系，此時，在 所述K-Na-HC(V溶液中出現晶體沉淀，即KHCO箱晶水合物，分離、洗漆，即獲得精制KHCO3。[000引第4步；將步驟3中剩余的K-Na-HC(V溶液進一步在常壓下80~100°C蒸發，獲 得結晶物，亦為KHC03結晶水合物；過濾分離、洗漆，獲得精制KHC0 3和濾液C;
[0010] 第5步；將第3步和第4步得到的精制KHC0洽并，80°C下真空干燥6h，即獲得食 品級khc〇3產物。
[0011] 第6步；將第4步的濾液C回收并投入下一輪的堿液廢水中再利用。
[0012] 上述方法的第1步所用堿液廢水為電解廢液或工業合成沸石分子篩的廢液。
[0013] 上述方法的第2步中獲得的Na2C〇3純度>99. 9%，達到分析純要求，可W作為分析 純試劑直接出售或使用。
[0014] 所得食品級KHC03產物按照GB25589-2010標準進行性能測試。指標包括；總堿 量（WKHC03計）、水不溶物含量、干燥減量、pH(100g/L溶液）、重金屬（W化計）/ (mg/kg) W及神（As)/(mg/kg)。針對工業廢水中含有Si、A1等雜質，本申請還給出了樣品的Si含 量（WSi〇2計）與A1含量（WA1 2〇3計）。
[0015] 本發明的有益效果體現在：
[0016] 本發明所使用是低濃度r堿液廢水，經蒸發、結晶、過濾、洗漆等簡單步驟，即可獲 得KHC03精制產物，工藝條件易于操控，實驗劑量容易放大，成本低廉；且本發明獲得KHC0 3 產品各項指標達到GB25589-2010食品級KHC03各項要求；本發明中物料盡其用，KHC0 3的 收率達90%W上；此外本發明方法實現了 0)2的資源化利用，并容易實現提純分離液的回 收與循環利用，是一項綠色技術；通過控制抑值、溶液密度及結晶時間，本發明的方法能夠 與現有工業蒸發、結晶裝置對接。
【附圖說明】
[0017] 圖1為利用工業堿液廢水制取食品級碳酸氨鐘的工藝流程圖
[001引圖2本發明設及到的因高壓C02的加入，鹽水體系發生相轉變，即由 化+-r-C032--H20到化+-K+-肥03_-&0端元組分的鹽水體系。
【具體實施方式】[001引 實施例1
[0020]第1步，取堿液廢水5.0kg，其r濃度為251. 6mg/L(WK2〇計），Na+濃度180.Omg/ L(W化2〇 計），SiOs'-濃度 30. 5mg/L(WSiO2計），A102-濃度在 18. 2mg/L(WA1 2〇3計）。 在一個大氣壓（1.Oatm，101.3kPa)下，經磁力攬拌，通入C〇2氣體酸化堿液廢水，待堿液廢 水抑值達7.8-8.2,出現由Si雜質沉淀和A1雜質沉淀構成的白色沉淀，抽濾、洗漆，棄去白 色沉淀，獲得濾液A;
[0021] 第2步，濾液A采用常壓蒸發濃縮工藝，蒸發溫度約100°C，濾液A密度從1.05g/ cm3變至1. 28g/cm3,待溫度將至室溫，體系在室溫下結晶2.Oh,出現大量白色晶體，即為 含有結晶水的化2〇)3晶體；分離得到含有結晶水的化化晶體和濾液B，對含有結晶水的 化2〇)3晶體鍛燒，鍛燒溫度300°C，時間2.Oh,獲得化化產品（純度>99. 9%，達到分析純 要求）；
[0022] 第3步，將濾液B置于高壓蓋中，加入高壓0)2,控制濾液B的抑值在7. 0,平衡壓 力P= 0. 3MPa，結晶時間為2.化，此時，在K-Na-H〇V溶液體系中亦出現晶體沉淀，分析結 果，該晶體是KHC03 ?xH2〇(x= 0. 5-1. 0)，分離、冷水洗漆，即獲得精制KHC03。
[0023] 第4步，將上步驟得到的K-Na-HC(V溶液進一步在常壓下90°C蒸發，獲得結晶物 亦為KHC03結晶水合物；過濾分離、冷水洗漆，亦可獲得KHC03晶體和濾液C。
[0024] 第5步