[发明专利]用硝酸钠高温母液生产光玻级硝酸钾的系统及方法

说明书

本发明涉及硝酸钾生产系统及方法的技术领域，是一种用硝酸钠高温母液生产光玻级硝酸钾的系统及方法，其包括配料罐、板框压滤机、真空结晶器、第一过滤洗涤装置、溶解罐、冷却结晶器、第二过滤洗涤装置、第一双级推料离心机、第二双级推料离心机、流化床干燥机、两效蒸发器。本发明各个生产工序产生的水溶液都能得到充分的循环利用，使得钾离子的总收率在95%以上，硝酸根离子的总收率在98%以上，无废水排放，水的消耗大幅度降低，利用硝酸钾的溶解度受温度影响较大，而其它杂盐（氯化钠、硫酸钠等）的溶解度受温度影响较小的原理，对硝酸钾进行两次结晶与两次洗涤，可以有效去除硝酸钾晶体中的杂质离子，得到纯度在99.9%以上的光玻级硝酸钾。

技术领域

本发明涉及硝酸钾生产系统及方法的技术领域，是一种用硝酸钠高温母液生产光玻级硝酸钾的系统及方法。

背景技术

光玻级硝酸钾主要用于触摸屏（手机、电脑、提款机等）玻璃（厚度小于0.7毫米）的强化，将该玻璃放置于硝酸钾熔融盐中，经过钠、钾交换在玻璃表面形成压应力，而使玻璃的强度增加，达到不易破损、易加工的特点。目前能生产光玻级硝酸钾的企业较少，主要原因是光玻级硝酸钾要求纯度较高，杂质含量要求达到ppm级，对人体有害杂质甚至要求达到ppb级，所以对生产原料、生产工艺、生产环境等都有较严格的要求。

目前高纯光玻级硝酸钾的主流生产工艺主要有两种：一种是用硝酸铵和氯化钾为原料生产出硝酸钾，然后进一步除杂（主要是碱法除杂）提纯，生产出高纯光波级硝酸钾，由于反应的副产物不易溶于水、原料不纯、环境不净等原因，在生产过程中有些指标不易达到，产品合格率仅在70%左右；另一种是用玻璃强化后的废硝酸钾或工业硝酸钾提纯生产，采用重结晶工艺生产出高纯光波级硝酸钾，该工艺的难点是蒸发液的处理，由于原料中含有杂质，在生产过程中逐步富集，当达到一定程度，如溶解液中氯离子含量在3g/L以上时，就存在影响产品质量的问题，故反应过程中产生的液体需要根据实际情况向外排放，原料收率低，还污染环境。其它几种生产工艺，经实践证明均因生产成本高或产品质量差而淘汰，现有生产光玻级硝酸钾的生产工艺还普遍存在能耗高、用水量大的问题，在对硝酸钾晶体进行洗涤时，由于洗后液无法完全排空，导致该工段硝酸钾产品的纯度低的问题，因此急需一种能耗低、用水量少、无污染、原料收率与产品合格率高、便于控制的光玻级硝酸钾生产工艺。

发明内容

本发明提供了一种用硝酸钠高温母液生产光玻级硝酸钾的系统及方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有光玻级硝酸钾的生产工艺普遍存在能耗高、用水量多、有污染、原料收率与产品合格率低、不便于控制的的问题。

本申请的目的是这样实现的：用硝酸钠高温母液生产光玻级硝酸钾的系统包括配料罐、板框压滤机、真空结晶器、第一过滤洗涤装置、溶解罐、冷却结晶器、第二过滤洗涤装置、第一双级推料离心机、第二双级推料离心机、流化床干燥机、两效蒸发器，配料罐内安装有加热装置与搅拌装置，配料罐上的一个液相出料口与板框压滤机的进料口相连通，板框压滤机的液相出口与真空结晶器的进料口相连通，真空结晶器的晶浆出口与第一过滤洗涤装置的进料口相通，第一过滤洗涤装置上的固相出口与溶解罐相通，溶解罐内也安装有加热装置，第一过滤洗涤装置上的液相出口分别连通有第一储液罐、第二储液罐、第三储液罐，溶解罐的出液口与冷却结晶器的进料口相连通，冷却结晶器的晶浆出口与第二过滤洗涤装置的进料口相通，第二过滤洗涤装置的固相出口与第一双级推料离心机的进料口相通，第二过滤洗涤装置的液相出口与第四储液罐相连通，第一双级推料离心机的液相出口连通有第四储液罐，第一双级推料离心机的固相出口与流化床干燥机的进料口相通，流化床干燥机的出料口与包装机的进料口相通，板框压滤机的下方设置有集液池，集液池与第一储液罐相连通，配料罐外还设置有第二双级推料离心机、两效蒸发器，配料罐上的固相出口与第二双级推料离心机的进料口相通，第二双级推料离心机的液相出口与第三储液罐相连通，第一储液罐、第三储液罐的出液口分别与配料罐相连通，配料罐上的另一个液相出口与两效蒸发器的进料口相连通，两效蒸发器的出料口连通有第五储液罐，第五储液罐的出液口与配料罐相连通，第二储液罐、第四储液罐的出液口都与第一过滤洗涤装置的进料口相通。