钠硝石转化法生产硝酸钾工艺研究

论文摘要

本文根据传统硝酸钠生产硝酸钾经验,研究了以下几点：首先,为了提高浸取液中硝酸钠的浓度,对钠硝石矿中硝酸钠水溶浸取过程进行了研究,本研究选择不同浸取时间,不同固液质量比进行了水溶液浸取试验。试验结果表明：钠硝石矿水溶液浸取速度较快,不同固液质量比条件下均在10min内达到平衡；相同时间条件下,固液质量比以1.0为宜。硝酸钠的浸取率达90.2%。并通过浸取液重复浸取试验,浸取液经五次重复后硝酸钠质量分数提高到了29.58%（400g·L-1）。根据重复浸取试验结果,结合Na+//Cl-, SO42-, NO3-—H2O简单四元体系相图理论的分析,提出了分级喷淋浸取方案。为工业化生产中提高硝酸钠浓度提供了理论依据。其次,研究了提高浸取液中硝酸钠浓度的另一种方法-浸取液蒸发浓缩法。将首次浸取液在高温下蒸发浓缩,蒸发过程中,水分不断减少,浸取液中氯化钠和硫酸钠混合盐均很快达到过饱和,并不断析出；硝酸钠由于溶解度大,远远没有达到饱和,浸取液中硝酸钠的浓度在一定蒸水量内不断增加。除此以外,实验还研究了副产物混合盐分离氯化纳和硫酸钠。试验结果表明：首先用混合盐配制氯化钠和硫酸钠的饱和溶液,在100℃下蒸发,析出硫酸钠晶体,纯度达到96%；在25℃下加入混合盐搅拌,析出氯化钠晶体,纯度达到90%。较好的分离了混合盐中的盐硝。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 前言
• 1.1 引言
• 1.2 我国钠硝石矿资源概况和利用现状
• 1.3 国内外硝酸钾生产技术
• 1.3.1 硝酸钾生产概况
• 1.3.2 离子交换法生产硝酸钾
• 1.3.3 转化法生产硝酸钾
• 1.3.4 萃取法生产硝酸钾
• 1.3.5 氢氧化镁循环反应法制取硝酸钾
• 1.3.6 其它方法
• 2 本课题研究的意义、内容、及目的
• 2.1 研究意义
• 2.2 研究内容
• 2.3 研究目的
• 3 理论部分
• 3.1 浸取理论
• 3.1.1 浸取过程概念
• 3.1.2 常用的浸取过程
• 3.1.3 浸取过程热力学
• 3.1.4 浸取过程动力学
• 3.2 结晶学理论
• 3.2.1 结晶学概念
• 3.2.2 成核过程
• 3.2.3 晶体生长
• 3.2.4 结晶分离方法
• 3.3 水盐体系相图理论
• 3.3.1 相图的一些基本概念
• 3.3.2 水盐体系相图研究进展
• 3.4 本课题实验相图理论
• +//Cl^-,SO₄^2-,NO₃^-—H₂O简单四元体系相图'>3.4.1 Na⁺//Cl^-,SO₄^2-,NO₃^-—H₂O简单四元体系相图
• 2SO₄-H₂O水盐体系三元相图'>3.4.2 NaCl,Na₂SO₄-H₂O水盐体系三元相图
• 4 实验部分
• 4.1 实验材料及流程
• 4.1.1 实验原料
• 4.1.2 实验仪器
• 4.1.3 实验流程
• 4.2 浸取条件的研究
• 4.2.1 水溶浸取硝酸钠研究
• 4.2.2 浸取液重复浸取研究
• 4.2.3 副产盐重复浸取研究
• 4.3 浸取液的蒸发浓缩过程研究
• 4.3.1 实验步骤
• 4.3.2 蒸发浓缩实验结果
• 4.4 副产盐的盐硝分离过程研究
• 4.4.1 实验流程
• 4.4.2 实验步骤
• 4.4.3 盐硝分离实验结果
• 4.4.4 盐硝提纯研究结果
• 5 结果与讨论
• 5.1 重复浸取试验的结果与讨论
• 5.2 分离盐硝后溶液富集硝酸钠结果与讨论
• 6 结论
• 7 展望
• 8 参考文献
• 9 攻读硕士学位期间论文发表情况
• 10 致谢