一種制備氯化銨的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制備氯化銨的方法，包括：1)向含有氯化鎂的反應(yīng)液中加入液氨，在開放體系中反應(yīng)，反應(yīng)后得到含有氫氧化鎂沉淀的反應(yīng)母液；2)反應(yīng)母液經(jīng)過(guò)濾獲得一次母液；3)一次母液中的經(jīng)減壓蒸氨得到氨氣和二次母液；4)二次母液經(jīng)濃縮得到氯化銨和三次母液。本發(fā)明液氨的利用率高，利用本發(fā)明的方法可以實(shí)現(xiàn)制備氫氧化鎂的時(shí)候同時(shí)制備氯化銨，無(wú)三廢排放、處理量小，屬于清潔環(huán)保、綠色化工生產(chǎn)方法。
【專利說(shuō)明】一種制備氯化銨的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鹽湖化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種由固體鉀鹽礦制備氯化銨的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]氯化銨為無(wú)色晶體或白色結(jié)晶性粉末；無(wú)臭，味咸、涼；有引濕性，在水中易溶，在乙醇中微溶。氨氣和氯化氫化合生成氯化銨時(shí)會(huì)有白煙。無(wú)氣味。味咸涼而微苦。氯化銨主要用于干電池、蓄電池、銨鹽、鞣革、電鍍、精密鑄造、醫(yī)藥、照相、電極、粘合劑、酵母菌的養(yǎng)料和面團(tuán)改進(jìn)劑等。氯化銨簡(jiǎn)稱“氯銨”，又稱鹵砂，是一種速效氮素化學(xué)肥料，含氮量為24%~25%，屬生理酸性肥料。它適用于小麥、水稻、玉米、油菜等作物，尤其對(duì)棉麻類作物有增強(qiáng)纖維韌性和拉力并提高品質(zhì)之功效。另外，國(guó)外還有很多農(nóng)場(chǎng)將氯化銨作為銨鹽類非蛋白氮添加到牛羊等動(dòng)物的飼料中，但是添加量都有嚴(yán)格的限制。
[0003]氯化銨傳統(tǒng)的合成方法是將氯化氫氣體從湍流吸收塔的底部通入，與塔頂噴淋的循環(huán)母液接觸，生成飽和氯化氫的氯化銨母液流入反應(yīng)器，與通入氨氣進(jìn)行中和反應(yīng)，生成氯化銨飽和溶液。送至冷卻結(jié)晶器，經(jīng)冷卻至30~45°C，析出過(guò)飽和的氯化銨晶體。把結(jié)晶器上部氯化銨溶液送至風(fēng)冷器冷卻并循環(huán)至結(jié)晶器；下部晶漿經(jīng)稠厚器增稠后再離心分離，制得氯化銨成品，經(jīng)離心分離的母液送至湍流吸收塔循環(huán)使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中制備阻燃性氧化鎂工藝復(fù)雜成本較高的缺陷，提供一種利用液氨法生產(chǎn)氯化銨以及阻燃用氫氧化鎂的方法。
[0005]本發(fā)明提供的利用液氨法生產(chǎn)氯化銨以及阻燃用氫氧化鎂的方法包括:
[0006]I)向含有氯化鎂的反應(yīng)液中加入液氨，在開放體系中反應(yīng)，反應(yīng)后得到含有氫氧化鎂沉淀的反應(yīng)母液；
[0007]2)反應(yīng)母液經(jīng)過(guò)濾獲得一次母液；
[0008]3) 一次母液中經(jīng)減壓蒸氨得到氨氣和二次母液；
[0009]4) 二次母液經(jīng)濃縮得到氯化銨和三次母液。
[0010]本發(fā)明在利用含鎂溶液生產(chǎn)氫氧化鎂的過(guò)程中，通過(guò)氨沉淀法得到了氯化銨，以含氯化鎂的溶液為原料，氨為沉淀劑，反應(yīng)式為:
[0011]MgCl2+2NH3.H2O — Mg(OH)2 I +2NH4C1
[0012]優(yōu)選的，所述反應(yīng)液中氯化鎂的質(zhì)量濃度為10~25%。所述反應(yīng)液可以由提鉀母液配制，所述提鉀母液氯化鎂的質(zhì)量濃度在25 %~飽和濃度之間。
[0013]優(yōu)選的，步驟I)中反應(yīng)溫度為30~90°C。
[0014]更優(yōu)選的，所述反應(yīng)溫度為20~60°C。
[0015] 反應(yīng)溫度較低時(shí)，反應(yīng)速度較慢，溶液的粘度增加會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)效率的降低，從而導(dǎo)致了氫氧化鎂的過(guò)濾性能變差。而當(dāng)選擇一個(gè)較高的溫度時(shí)，又會(huì)帶來(lái)體系內(nèi)溶解氨的揮發(fā)，惡化操作環(huán)境并且?guī)?lái)物料的浪費(fèi)，當(dāng)選擇溫度在25~50°C左右的溫度區(qū)間反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物的過(guò)濾性能較好,并且避免了物料的浪費(fèi)。
[0016]優(yōu)選的，所述步驟I)中反應(yīng)時(shí)反應(yīng)液的pH為8~11。pH較低時(shí)，由于氫氧化鎂受其溶度積影響以及可溶于氯化銨的影響，其難以形成氫氧化鎂沉淀。而當(dāng)體系選擇一個(gè)較強(qiáng)的堿性時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致氫氧化鎂沉淀的快速產(chǎn)生，產(chǎn)品的晶型交叉，過(guò)濾困難，而且難以洗滌，純度降低。更優(yōu)選的，所述反應(yīng)時(shí)保持反應(yīng)液的PH為9~10。
[0017]優(yōu)選的，所述反應(yīng)時(shí)間為40~360min。選擇合理的反應(yīng)時(shí)間可以最大程度的促進(jìn)氫氧化鎂的生成并且避免過(guò)長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間帶來(lái)的生產(chǎn)成本的提高。
[0018]優(yōu)選的,所述液氨和氯化鎂的比例為I~2.0。較高的氨鎂比直接會(huì)帶來(lái)體系的過(guò)飽和，形成細(xì)小顆粒的氫氧化鎂，從而導(dǎo)致氫氧化鎂團(tuán)聚嚴(yán)重，難以過(guò)濾。
[0019]優(yōu)選的，所述步驟3)中，氨氣經(jīng)提鉀母液吸收循環(huán)利用。
[0020]更優(yōu)選的，步驟4)中的所述三次母液返回步驟I)用作配置含有氯化鎂的反應(yīng)液。
[0021]更優(yōu)選的，步驟I)中反應(yīng)液由三次母液和提鉀母液混合而成，所述提鉀母液、三次母液和水的比例為1:0.6~1.4:0.5~I。
[0022]本方法綜合利用提鉀后老鹵，利用廢液廢渣為原料，提高了經(jīng)濟(jì)效益、對(duì)環(huán)境綠色友好、而且生產(chǎn)過(guò)程無(wú)三廢排放，清潔生產(chǎn)。同時(shí)，生產(chǎn)的氫氧化鎂純度高、易于過(guò)濾洗滌，該制備過(guò)程中得到的氯化銨既符合工業(yè)氯化銨的質(zhì)量要求，又可以作為優(yōu)質(zhì)的農(nóng)業(yè)用肥料使用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0025]實(shí)施例一
[0026]參見圖1，按照一定的比例，混合提鉀老鹵、蒸發(fā)母液和水，使氯化鎂的濃度達(dá)到15% (w/w),按照0.8L/h的進(jìn)料速度加入到2L的攪拌反應(yīng)爸中，液氨按照1.4mol/h的速度從反應(yīng)釜底部通入，攪拌強(qiáng)度為650rpm，在40°C的條件下反應(yīng)，通過(guò)溢流得到含有氫氧化鎂沉淀的反應(yīng)母液。
[0027]過(guò)濾上述反應(yīng)母液得到氫氧化鎂固體和一次母液，得到的氫氧化鎂沉淀經(jīng)過(guò)洗滌、干燥后，得到氫氧化鎂產(chǎn)品，其純度為99.8%，中值粒徑D50為35.Ιμπι。
[0028]一次母液經(jīng)過(guò)減壓蒸氨之后得到二次母液，得到的氨氣利用提鉀母液吸收后，返回反應(yīng)步驟循環(huán)利用。
[0029]二次母液繼續(xù)蒸發(fā)濃縮后得到三次母液，三次母液中含有12 %的氯化鎂，其可返回反應(yīng)步驟循環(huán)利用；同時(shí)得到還有固體氯化銨，氯化銨經(jīng)過(guò)洗滌干燥之后，符合GB2946-92工業(yè)級(jí)和農(nóng)用級(jí)氯化銨產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。
[0030]實(shí)施例二
[0031]按照一定的比例，混合提鉀老鹵、蒸發(fā)母液和水，使氯化鎂的濃度達(dá)到20% (w/w)，按照5.0L/h的進(jìn)料速度加入到5L的攪拌反應(yīng)釜中，液氨按照18mol/h的速度從反應(yīng)釜底部通入，攪拌強(qiáng)度為600rpm，在60°C的條件下反應(yīng)，通過(guò)溢流得到含有氫氧化鎂沉淀的反應(yīng)母液。
[0032]過(guò)濾上述反應(yīng)母液得到氫氧化鎂固體和一次母液，得到的氫氧化鎂沉淀經(jīng)過(guò)洗滌、干燥后，得到氫氧化鎂產(chǎn)品，其純度為99.6%，中值粒徑D50為29.3 μ m。
[0033]一次母液經(jīng)過(guò)減壓蒸氨之后得到二次母液，得到的氨氣利用提鉀母液吸收后，返回反應(yīng)步驟循環(huán)利用。
[0034]二次母液繼續(xù)蒸發(fā)濃縮后得到三次母液，三次母液含有14%的氯化鎂；同時(shí)還得到的固體氯化銨經(jīng)過(guò)洗滌干燥之后，符合GB2946-92工業(yè)級(jí)和農(nóng)用級(jí)氯化銨產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。三次母液返回反應(yīng)步驟循環(huán)利用。
[0035]實(shí)施例三
[0036]按照一定的比例，混合提鉀老鹵、蒸發(fā)母液和水，使氯化鎂的濃度達(dá)到25% (w/w)，按照15L/h的進(jìn)料速度加入到1L的攪拌反應(yīng)釜中，液氨按照95mol/h的速度從反應(yīng)釜底部通入，攪拌強(qiáng)度為244rpm，在90°C的條件下反應(yīng)，通過(guò)溢流得到含有氫氧化鎂沉淀的反應(yīng)母液。
[0037]過(guò)濾上述反應(yīng)母液得到氫氧化鎂和一次母液，得到的氫氧化鎂沉淀經(jīng)過(guò)洗滌、干燥后，得到氫氧化鎂產(chǎn)品，其純度為99.2%，中值粒徑D50為23.5μπι。
[0038]一次母液經(jīng)過(guò)減壓蒸氨之后得到二次母液，得到的氨氣利用提鉀母液吸收后，返回反應(yīng)步驟循環(huán)利用。
[0039]二次母液繼續(xù)蒸發(fā)濃縮后得到三次母液，三次母液中含有14%的氯化鎂；同時(shí)得到固體氯化銨，氯化銨經(jīng)過(guò)洗滌干燥之后，符合GB2946-92工業(yè)級(jí)和農(nóng)用級(jí)氯化銨產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。三次母液返回反應(yīng)步驟循環(huán)利用。
【權(quán)利要求】
1.一種制備氯化銨的方法，包括: 1)向含有氯化鎂的反應(yīng)液中加入液氨，在開放體系中反應(yīng)，反應(yīng)后得到含有氫氧化鎂沉淀的反應(yīng)母液； 2)反應(yīng)母液經(jīng)過(guò)濾獲得一次母液； 3)一次母液中經(jīng)減壓蒸氨得到氨氣和二次母液； 4)二次母液經(jīng)濃縮得到氯化銨和三次母液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述反應(yīng)液中氯化鎂的質(zhì)量濃度為10~25%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟I)中反應(yīng)溫度為30~90°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟I)反應(yīng)溫度為20~60°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟I)中反應(yīng)時(shí)反應(yīng)液的PH為8~11。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟I)反應(yīng)時(shí)間為40~360min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的方法，其特征在于，所述液氨和氯化鎂的比例為I~2.0。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3)得到的氨氣經(jīng)提鉀母液吸收循環(huán)利用。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟4)還包括將所述三次母液返回步驟I)用作配置含有氯化鎂的反應(yīng)液。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，步驟I)中所述反應(yīng)液由三次母液和提鉀母液混合而成，所述提鉀母液、三次母液和水的比例為1:0.6~1.4:0.5~I。
【文檔編號(hào)】C01F5/20GK104071804SQ201410320945
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】李法強(qiáng), 王敏, 賈國(guó)鳳, 彭正軍, 祝增虎, 諸葛芹, 時(shí)歷杰, 趙有璟, 李錦麗 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所