沸石法海水提取氯化鉀技術(shù)

1、海水提鉀研究進展,19120061700044席宇,總論,鉀是農(nóng)作物生長必需的3大要素之一．全世界陸地鉀礦分布極不均勻，可溶性鉀礦的儲存和生產(chǎn)96%以上集中在加拿大、前蘇聯(lián)、德國、美國、約旦等少數(shù)幾個國家，而絕大多數(shù)國家鉀礦資源貧乏，農(nóng)業(yè)所需鉀肥依賴進口．因此，世界許多沿海國家均把尋求新的鉀礦資源的目光投向浩渺的大海．,,海水是化學資源的寶庫，其中鉀總?cè)艽媪窟_550萬億t，為陸地總儲量（約170億t）的3萬倍．雖然其相對濃度僅有380

2、mg/kg，且80余種化學元素共存，分離提取技術(shù)難度大，但從可持續(xù)利用資源角度來看，開發(fā)海水鉀資源的意義和前景無疑是十分遠大的．誘人的海水鉀資源，引起了人們的廣泛關(guān)注．,,我國鉀資源嚴重缺乏,現(xiàn)已探明儲量4.57億僅占世界儲量的2.6%,而且大多以陸湖相沉積的液體礦為主。因此,開發(fā)利用海水中鉀資源彌補我國鉀資源嚴重短缺,提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量具有十分重要的經(jīng)濟意義和戰(zhàn)略意義。自1940年挪威化學家Kielland.J獲得第一個海水提鉀專利權(quán)以來，

3、世界各沿海國家投入大量的人財物力，進行海水提鉀技術(shù)的研究，共提出包括化學沉淀法、溶劑萃取法、膜分離法、離子交換法等多種技術(shù)路線的上百種方法．,化學沉淀法 溶劑萃取法 膜分離法 離子交換法,一.國外研究進展,六硝基二苯胺法:利用六硝基二苯胺鉀鹽難溶，而其鈣鹽易溶的特點．由于六硝基二苯胺易爆，且毒性較高、對海水產(chǎn)生污染，故此法很難實現(xiàn)工業(yè)化． 磷酸鹽法:將磷酸或磷酸鹽加入海水，并用NaOH將pH調(diào)到7~9.5，則海水中K+可沉淀．

4、K+及P2O5回收率均為90%，沉淀物中K+約3%．四苯硼酸鈉法:四苯硼酸鈉與鉀能形成溶解度極小的沉淀，是一種定量分析法．其要點是以四苯硼酸鈉的稀溶液沉淀海水中的鉀鹽，沉淀物加酸后，則可形成四苯硼酸及相應的鉀鹽． 返回,化學沉淀法,液膜萃取法 :基本原理是利用鉀在萃取劑

5、相與海水相分配系數(shù)的不同，以達到增濃和分離的目的．溶劑析出法:利用某些極性溶劑對鉀鹽選擇沉淀特性，進行鉀的分離提?。?返回,溶劑萃取法,,通過使用離子交換膜處理海水，得到高濃高溫的含鉀溶液(70~

6、90℃)，冷卻后可得KCl．此法可實現(xiàn)一價離子與二價離子的分離，但尚難做到Na+、K+分離． 返回,膜分離法,樹脂法無機離子交換劑法離子篩法天然沸石法,離子交換法,我國陸地鉀礦資源短缺，鉀肥自給率不足20%，年進口量在500萬t以上．因此，國家歷來高度重視海水鉀資源的開發(fā)．我國相關(guān)科研單位、企業(yè)及幾代技術(shù)人員歷經(jīng)

7、30余年的不懈努力，開發(fā)出斜發(fā)沸石法海水提取硫酸鉀和硝酸鉀高效節(jié)能技術(shù)，使海水硫酸鉀及硝酸鉀成本顯著低于現(xiàn)行的生產(chǎn)技術(shù)．,二.我國海水提鉀研究進展,斜發(fā)沸石（(Na2,K2)O`Al2O3`10SiO2`8H2O）是一種天然礦物，其晶體格架孔道組成了一系列二維的0.41×0.47nm的十元環(huán)自由窗口結(jié)構(gòu)，從而形成了對陽離子的選擇特性： Cs+>Rb+>K+>NH4+>Ba2+>Sr2+&g

8、t;Na+>Ca2+>Mg2+>Li+ 沸石法海水提鉀技術(shù)正是依據(jù)這種離子交換特性，通過式（1）及式（2）的離子交換反應，實現(xiàn)從海水中富集提取鉀鹽．K+(Seawater)+MeZ→KZ+Me+(Seawater)（1）Me+(Elutent)+KZ→K+(Enriched K+solution)+MeZ（2）式（1）及（2）中，Z代表沸石，Me+代表洗脫劑的陽離子,提取原理,沸石法海水提取氯化鉀技術(shù)海

9、水提取硫酸鉀高效節(jié)能技術(shù)海水提取硝酸鉀技術(shù),,沸石法海水提取氯化鉀工藝是以天然斜發(fā)沸石為離子交換劑，以氯化鈉為洗脫劑，通過海水中 K+與沸石上的Na+的離子交換，實現(xiàn)海水鉀的富集，制得富鉀鹽水．富鉀鹽水經(jīng)蒸發(fā)析鹽、冷卻結(jié)晶、洗滌分離及干燥等工序制取氯化鉀并聯(lián)產(chǎn)精制鹽．返回,沸石法海水提取氯化鉀技術(shù),海水提取硫酸鉀高效節(jié)能技術(shù)是以海水、海鹽苦鹵及飽和鹵為原料，通過沸石法離子交換序富集鉀，制得富鉀鹵水；富鉀鹵水通過蒸發(fā)（或日曬）得到精

10、制鹽（或工業(yè)鹽）和富鉀苦鹵；富鉀苦鹵通過蒸發(fā)、冷卻、分離、轉(zhuǎn)化等工序制得產(chǎn)品硫酸鉀和副產(chǎn)品工業(yè)鹽及濃厚鹵．該方法提高了產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本。返回,海水提取硫酸鉀高效節(jié)能技術(shù),該技術(shù)以海水和硝酸銨為原料，通過沸石離子交換制得富鉀液；富鉀液通過萃取結(jié)晶法分離制得產(chǎn)品硝酸鉀和副產(chǎn)品氨。與國內(nèi)外現(xiàn)有的以氯化鉀和硝酸鹽或硝酸為原料生產(chǎn)硝酸鉀技術(shù)相比，具有原料來源廣泛、工藝簡捷、低成本、無污染等優(yōu)勢。,海水提取硝酸鉀技術(shù),作為離子交換法

11、海水提鉀技術(shù)的核心，鉀高效吸附劑的開發(fā)將得到高度重視另外,采用萃取法高選擇性分離海水中的鉀鹽一直是海水提鉀的重點研究方法之一此外，隨著沸石法海水提鉀產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的深入，從含鉀混合溶液中（如：通過離子交換法得到的富鉀溶液）高選擇性、經(jīng)濟地分離鉀鹽的新理論、新方法的研究，也將成為研究熱點之一．,發(fā)展方向展望,海洋是我們?nèi)祟惖馁Y源寶庫,我國在海水提鉀技術(shù)上作出的重大技術(shù)突破使我國海水提鉀技術(shù)走在了世界的前列.我們應該堅信,我國的海水提取鉀鹽