沸石离子交换法制备碳酸钾的研究

论文摘要

在海水提钾研究成果的基础上,研究了沸石离子筛海水提取碳酸钾的新工艺,主要包括从海水中高效富集钾和从富钾液中分离碳酸钾等内容,以期实现为碳酸钾生产提供新的生产工艺。钾富集工序:比较不同工艺路线钾离子的富集效果,二次富集工艺所得富钾液中钾离子的平均浓度较一次富集工艺提高近一倍。一次富集阶段,采用常温海水吸附,高温饱和盐水洗脱得一浓液;二次富集阶段,常温下吸附一浓液,配制NH4+浓度为47g/L的碳酸氢铵溶液,在通入流量为80mL/min、25℃（室温）洗脱,可得到含K+浓度为19.42g/L的富钾液。分离工序:采用萃取法,将富钾液直接蒸发浓缩后冷却,以1:0.8的比例加入甲醇萃取,将萃取母液继续蒸发浓缩至51.6°Be’,低温碳化4h后,经过两次重结晶,煅烧,得到99.2%的碳酸钾;采用二次碳化法,将富钾液浓缩至K+浓度为2.8mol/L,碳化,滤去碳酸氢钠结晶,继续蒸发浓缩至52°Be’后冷却,低温碳化4h,结晶,煅烧后得到99.3%的碳酸钾。两种方法制得的碳酸钾均达到国家标准GB1587-2000,属于Ⅰ型优等品（≧99%）。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 文献综述
• §1-1 海水化学资源概述
• §1-2 基本原理
• 1-2-1 碳酸钾的性质
• 1-2-2 碳酸钾的质量标准
• 1-2-3 基本概念
• §1-3 碳酸钾生产现状
• 1-3-1 碳酸钾主要生产方法和特点
• 1-3-2 碳酸钾生产概况
• 1-3-3 碳酸钾的消费
• 1-3-4 关于碳酸钾生产的几点思考
• 第二章 实验研究
• §2-1 实验原料及设备
• 2-1-1 实验装置仪器
• 2-1-2 实验原料、药品及指示剂
• §2-2 化学成分分析方法
• 2-2-1 试剂的配制方法
• 2-2-2 化学成分分析方法
• §2-3 实验工艺原理及方法
• 2-3-1 沸石改型
• 2-3-2 实验工艺原理
• 第三章 制备富钾液工艺研究
• §3-1 一次富钾工艺
• 3-1-1 工艺路线
• 3-1-2 海水浓度对吸附效果的影响
• 3-1-3 碳酸氢铵洗脱实验
• 3-1-4 氯化钠再生实验
• §3-2 二次富钾工艺
• 3-2-1 工艺路线
• 3-2-2 一段富集的研究
• 3-2-3 二段富集的研究
• 2CO₃作为洗脱剂的研究'>§3-3 Na₂CO₃作为洗脱剂的研究
• 2CO₃ 洗脱实验'>3-3-1 一浓液吸附，Na₂CO₃洗脱实验
• 2CO₃ 洗脱的研究'>3-3-2 海水吸附，Na₂CO₃洗脱的研究
• 第四章 富钾液分离制取碳酸钾工艺研究
• §4-1 从富钾液回收碳酸氢铵的实验研究
• 4-1-1 富钾液的制取及其成分分析
• 4-1-2 沸点对碳酸氢铵蒸出率的影响
• §4-2 萃取法制备碳酸钾的研究
• 4-2-1 碳酸氢铵母液浓缩实验
• 4-2-2 浓缩液分离碳酸钠实验研究
• 4-2-3 萃取母液碳化实验
• 4-2-4 碳酸氢钾煅烧制取碳酸钾产品
• §4-3 二次碳化结晶法制备碳酸钾的研究
• 4-3-1 溶解度数据
• 4-3-2 浓缩结晶除去富钾液中的碳酸钠
• 4-3-3 碳化实验
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果