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1、海水中钾盐提取方法的研究现状与前景展望------海洋资源化学课程作业汇报汇报人：番茄2012年11月主要内容海水中钾资源提取的背景和意义海水中钾盐提取的研究进程国内外分离提取钾盐研究现状提取钾盐主要方法介绍沸石法法提取钾盐的操作方法海水中钾盐提取的发展趋势和前景展望海洋中钾资源提取的背景和意义钾盐广泛应用于农肥、化工、医药、纺织、印染、制革、玻璃、陶瓷、炸药等领域,耗量巨大,对国家经济建设和资源安全具有非常重要的意义,同时又是我国重要的紧缺矿物资源。目前,我国的肥料施用量已居世界第一,钾肥进口量居世界第二,近年氯化钾产量已达13
2、0多万吨,但也只能满足15%的消费量。世界上钾资源储备分布（如下图）我国探明钾储量仅占世界总储量的2.6%我国是钾资源不足的国家，至今尚未发现大储量的可溶性钾矿。目前主要是从制盐的苦卤中提取钾，每年能生产10×104t左右的氯化钾，如能突破从海水中直接提钾，则是有价值的。钾在海水中的总量是在500万亿吨以上。海水中所含钾的储量远远超过钾盐矿物储量。为了垄断、高价经营，世界大钾肥公司从2010年开始疯狂并购，一直延续到2011年上半年。目前，世界钾肥生产能力高度集中，钾肥贸易形成两大卡特尔。海水中钾盐提取的研究进程1975年美国科学
3、家利用盐析法从海水盐卤中获得含钾复合盐专利1940年挪威化学家Kielland利用二苦胺沉淀法从海水中提钾获得专利美国和日本两国利用沉淀法和萃取法等方法从海水和盐湖卤水中提钾取得突出成果,但经济上不合理还会污染环境研究中……目前常用的方法：化学沉淀法溶剂萃取法离子交换膜分离法沸石法目前钾盐矿,但对许多缺少可溶性固体钾盐矿的沿海国家来讲,海水经济高效提钾技术研究更为紧迫。早期主要是通过盐田滩晒浓缩、兑卤蒸发结晶技术获取氯化钾。生产能力及可行性严重受制于区域气候环境和工程地质条件,不利于大规模发展生产,因此,需研究从海水及含钾盐湖卤水
4、中高效提取钾盐技术。已有的方法主要包括化学沉淀法和溶剂萃取法等。国外分离提取钾盐研究现状我国的海水提钾现状我国的海水提钾研究已有一定基础，以天然无机交换剂为富集剂的提钾方法，已通过千吨级的中间试验。近年来对天然氟石法提钾工艺进行改进，将原生产的氯化钾改为生产硫酸钾，开发了上万吨级的中试装置，获得成功，为大型海水提御工业化生产开辟了新路。提取钾盐主要方法介绍化学沉淀法基本原理：根据各种钾盐的溶解度特性,选择适宜的无机和有机沉淀剂,使海水和盐湖卤水中的钾以难溶性钾盐形式沉淀析出,然后经过适当工艺处理得到可溶性钾盐。与钾盐反应的主要物质
5、：二苦酰胺、四苯基硼化物、高氯酸盐、氟硅酸、石膏、磷酸盐等。步骤:1往海水和盐湖卤水中添加沉淀剂以使钾离子沉淀;2选择某种溶剂以溶解含钾沉淀物;3含钾溶液分离(有的用阳离子交换吸附法分离钾),获得钾盐产品;4沉淀剂和溶剂的回收再循环。六硝基二苯胺法(挪威化学家J.Kielland)：二苦胺可溶苦二胺钙溶液海水难溶二苦胺钾含钾溶液矿物酸石灰固液分离沉淀物二苦胺再循环蒸发结晶钾产品方法评价:二苦胺沉淀剂具有以下的优点:钾盐产量接近理论值,可以得到氯化钾、硫酸钾、硝酸钾等各种形式的高纯产品。由于六硝基二苯胺容易爆炸,而且毒性较高,二苦胺
6、试剂的化学计量是回收钾重量的11倍以上,对海水产生污染,因此该法未能实现工业化。磷酸盐法(美国)1961年:将磷酸或磷酸盐加入海水,并用氢氧化钠将pH调到7-9.5,海水中钾离子可沉淀,钾离子及五氧化二磷回收率均为90%,沉淀物中钾离子约3%。1963年:他们又将此过程分二步进行:第一步先得磷酸氢钙和磷酸氢镁;第二步继续加氢氧化钠使磷酸钾镁沉淀出,后者沉淀物中含钾离子可达8%。1965年:又研究了利用碳酸钠、氢氧化镁和氢氧化铵来代替氢氧化钠,以及重磷酸钙代替磷酸降低成本的技术。石膏沉淀法(20世纪60年代中期)美国、日本学者等从海
7、水淡化副产的浓缩海水回收钾原理:将浓缩的海水日晒蒸发至相对密度为1.26,在80℃下加入石膏得到复盐沉淀,在室温下使复盐中的硫酸钾溶出,并回收石膏,硫酸钾溶液再日晒蒸发,得到结晶,母液返回利用。浓海水硫酸钾石膏不溶性复盐硫酸盐溶液石膏回收利用日晒蒸发结晶产品母液评价:由于石膏廉价易得,并可循环使用,可用于较浓的海水和盐湖卤水,但该法的生产工艺流程冗长复杂,生产成本较高,钾离子的回收率低,不能直接用于海水和稀盐湖卤水。过氯酸盐法(1968年,美国)步骤:将高氯酸钠溶液加入冷冻的盐卤,生成高氯酸钾沉淀,用热水溶解高氯酸钾,使高氯酸钾
8、溶液与钠型树脂接触,以吸收钾离子,同时回收高氯酸钠重复使用,用氯化钠、硫酸钠或碳酸钠洗提树脂,得到相应的钾盐溶液,蒸发钾盐溶液,得到固体钾盐。废盐卤中的过氯酸盐用烷基胺化物溶液萃取回收。评价:该法可获得氯化钾纯度高于99%的产品,但不能直接用于海水
