精选课件第十一章 海水提钾.ppt

11.1 引言 一、钾盐的用途 二、钾盐的资源与生产情况 11.2 海水提钾技术的研究进展（*） 一、化学沉淀法 二、溶剂萃取法 三、膜分离法 四、离子交换法 11.3 从苦卤或浓缩海水中提钾 一、苦卤提取氯化钾 二、苦卤提取硫酸钾 11.1 引言 一、钾盐的用途 工业：化工基本原料，火药、炸药、玻璃、冶金等； 农业：“三要素” 氮、磷、钾：农业生产施肥平均水平，世界为1：0.42：0.30，中国为1：0.38：0.13 。 二、钾盐的资源与生产情况 1、资源： （1）可溶性钾盐矿，（北美洲）美国、加拿大，（欧洲）前苏联地区、德国和法国，95%。而绝大多数国家钾矿资源贫乏，农业所需钾肥依赖进口。 2、生产情况： 世界钾盐产量（以K2O计），3000万吨，90%以上用作肥料。 中国：探明钾储量仅占世界总储量的2.6%，2000年不足100万吨，钾肥来源主要依靠进口，据海关统计，年进口钾肥在500万吨以上。而且大多以液体矿为主。因此开发利用海水中钾资源弥补我国钾资源严重短缺，提高农业产量具有十分重要的经济意义和战略意义。 1、二苦胺法 二苦胺法由挪威化学家J.Kielland于1940年首先提出，并获得了一系列专利。 原理： 二苦胺: 六硝基二苯胺(HDPA)，弱酸，较难溶于水． 二苦胺钠盐、镁盐、钙盐都易溶于水，而它的钾盐则难溶于水。 工艺流程： １，制备可溶性二苦胺盐： 　　2HDPA + Mg2+ → Mg(DPA)2　+ 2H+ ２，沉淀钾离子： 　　 Mg(DPA)2 + 2K+ → 2KDPA↓+ Mg2+ ３，酸解二苦胺钾盐，得到相应的可溶性无机酸钾盐，并使二苦胺再生: 　　KDPA + HNO3 → HDPA↓+ KNO3 　 二苦胺法海水提钾的优点是：选择性好，提钾效率高；缺点是价格昂贵且带来一定的污染问题。 到目前为止还没有更好的化学物质可以与二苦胺相比。 由于六硝基二苯胺易爆、且毒性较高，故此法很难实现工业化。 2、硫酸钙复盐法 2K+ + SO42- + 5CaSO4 + H2O = K2SO4.5CaSO4.H2O↓或 K2SO4.5CaSO4.3H2O↓ 正向反应（80℃），石膏加入卤水或海水中，剧烈搅拌，生成沉淀，过滤分离。 逆向反应（20℃），常温下，淡水处理上述固体，硫酸钾溶解于水，硫酸钙不溶，循环使用。 科威特，日本 3、高氯酸盐沉淀法 高氯酸钾盐溶解度很小； 次氯酸钠电解得高氯酸钠； 与苦卤反应得到高氯酸钾沉淀； 沉淀与硫酸反应得到KHSO4与高氯酸，高氯酸可以循环使用， KHSO4通入氨水得到KNH4SO4复合肥料。 4、氨基三磺钠法 NaNO2 +NaHSO3 → N(SO3Na)3 + Na2SO3 + 2H2O N(SO3Na)3 + 2K+ → N(SO3)3NaK2↓+ 2Na+ (-10℃, 2-5 h) N(SO3)3NaK2 + 3H2O → K2SO4 + NaHSO4 + NH4HSO4 (150-180℃) 此法消耗化学试剂较多，且反应要在-10℃下进行,条件较苛刻。 7、氟硅酸盐法 K2SiF6 在水中的溶解度很小：6.7×10-7 mol.l-，20℃。 利用磷肥厂中排放的废气中的H2SiF6 ，与卤水或卤块进行反应，生成K2SiF6沉淀，以达到回收钾的目的。 11.3 从苦卤或浓缩海水中提钾 一、苦卤提取氯化钾 1、基本情况： 苦卤的成分（大约）：NaCl, 130g/l; KCl, 24g/l; MgSO4, 70g/l; MgCl2, 140g/l。这些苦卤经过处理，可以回收溴、钾盐、镁盐和芒硝。通常首先提溴和钾盐（氯化钾），提溴和钾盐后的苦卤叫老卤。 兑卤法苦卤生产氯化钾技术是我国苦卤化工企业多年来广泛采用的一项传统苦卤综合利用工艺。 该技术于20世纪60年代由我国科技人员开发成功后，曾形成了近5万吨/年的生产能力，并在70和80年代为解决我国工业用钾做出了重要贡献。 兑卤法苦卤提取氯化钾工艺的基本原理是依据K+、Na+、Mg2+//SO42+、Cl---H2O体系相图确定的苦卤析盐规律，通过兑卤、蒸发、冷却、分解、洗涤等工序制取氯化钾。 二、苦卤提取硫酸钾 目前国内生产方法： 2KCl + H2SO