[发明专利]一种生产硝酸钾并联产氯化铵和硝酸铵的方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及无机化工生产领域，具体涉及硝酸钾和硝酸铵的生产方法。

背景技术

硝酸钾产品是一种重要无机盐，它在工业上用作黑火药的氧化剂，玻璃生产清洁剂、陶瓷釉、医药及金属淬火剂。也是农业最好的钾氮肥。目前高科技农业大力推广使用硝酸钾，全国年用量约50万吨。其生产方法很多，包括复分解法：NH₄NO₃+KCl→KNO₃+NH₄Cl，该工艺是本发明专利的前身，国内硝酸钾生产厂家60％以上用该方法生产；直接法NN₄NO₃+KCl→KNO₃+HCl，该方法生成的低浓度盐酸没有市场，生产中用到的萃取剂异戊醇在使用过程中有爆炸的危险；离子交换法R..NH₄+KCl→R..K+NH₄Cl，R..K+NH₄NO₃→KNO₃+R.NH₄该方法能耗比较高，废水氯化铵浓度较低，很难回收。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术的不足，提供一种安全、高效、能耗低的生产硝酸钾的方法，本方法还能联产出其他具有经济价值的产品。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

将一定量的硝酸与含氧化锌的锌灰中和到PH值为微酸性，过滤，滤渣留用继续提取其它贵金属元素，滤液先加高锰酸钾除去铁，再加入等摩尔或过量的锌粉将铜、镉等重金属置换出来，过滤得到纯度比较高的硝酸锌溶液，硝酸锌溶液用于生产硝酸钾、碱式碳酸锌、氯化铵和硝酸铵产品，具体操作步骤如下：

1、生产硝酸锌溶液：

将含氧化锌的锌灰与稀硝酸(HNO₃)中和至微酸性，得到硝酸锌(Zn(NO₃)₂)中和液，滤出酸不溶物；然后将滤液升温至65～95℃，再加入高锰酸钾(KMnO₄)氧化二价铁得到氢氧化铁(Fe(OH)₃)沉淀(加入的高锰酸钾与铁的摩尔比为1∶3)，二次过滤除去二氧化锰及铁；向二次滤液中加入等摩尔或过量的锌粉并加热至65～95℃置换出铜(Cu)、镉(Cd)和铅(Pb)等重金属，三次过滤得到精制的硝酸锌(Zn(NO₃)₂)溶液备用。

硝酸锌溶液生产原理：ZnO+2HNO₃＝Zn(NO₃)₂+H₂O(中和反应)

2KMnO₄+6Fe(NO₃)₂+5H₂O＝3Fe(NO₃)₃+2MnO₂+2KNO₃+3Fe(OH)₃+HNO₃(除铁)

Cu(NO₃)₂+Cd(NO₃)₂+Pb(NO₃)₂+3Zn＝3Zn(NO₃)₂+Cu+Cd+Pb(除重金属)

2、生产硝酸钾：

往上述精制的硝酸锌溶液加入氯化钾(氯化钾与硝酸锌的摩尔比为2∶1)加热溶解形成C_KCl＝5.0~6.2mol/L的溶液此为母液，常温冷却得结晶1，母液继续冷冻至-10～-30℃得结晶2，将结晶1和2合并洗涤得到农用硝酸钾产品，再次溶解、重结晶得工业级硝酸钾产品。

硝酸钾生产原理：Zn(NO₃)₂+2KCl＝2KNO₃+ZnCl₂(制硝酸钾)

3、生产碱式碳酸锌和含钾氯化铵：

将上述冷冻后的母液(含ZnCl₂)配入适量的碳化氨水(ZnCl₂与碳化氨水的摩尔比例为1∶1)可制得碱式碳酸锌和氯化铵溶液(含有少量的KNO₃)，将此溶液浓缩至°B′e＝40～45，再冷却到30℃～70℃结晶得含钾氯化铵产品(N.K复合肥)。