[发明专利]钠和钾的分离提取装置及分离提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于从含有钠、钾和氯的原料中分离提取钠和钾的分离提取装置及分离提取方法。

背景技术

从家庭排出的垃圾和工业废弃物等，通常都在焚烧炉中进行焚烧处理。尽管焚烧处理的结果会产生焚烧灰，但所述焚烧灰可供填拓等处理使用。可是，从家庭排出的垃圾中许多都含有钠和钾，特别是钠多以氯化物即食盐的形式含有。因此，焚烧灰中也包含一定数量以上的钠、钾和氯，在将焚烧灰进行填埋处理的情况下，这些资源不能得到回收并不能被再利用。

此外，已经公开有一种用于从生活废水等排水中回收钠和钾的方法(例如，参照日本专利公开公报特开2001-26418号)。该回收方法包括：电渗析工序，通过具备一价离子选择性离子交换膜的电渗析装置，将排水作为包含一价离子的浓缩水分离回收；以及分离回收工序，通过结晶操作从所述回收水分离回收氯化钠和氯化钾。

发明内容

本发明所要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种新的装置和方法，可以从家庭排出的垃圾和工业废弃物等含有钠、钾和氯的原料中，将所述的钠和钾相互分离并以盐的形式有效回收。

用于解决技术问题的技术方案

为了解决所述的问题，本发明的第一方面提供一种钠和钾的分离提取装置，其特征在于包括：水溶液制备装置，使用含有钠、钾和氯的原料，制备出含有钠、钾和氯的第一温度的水溶液；冷却结晶装置，通过使所述水溶液的温度降低到低于所述第一温度的第二温度，生成并分离氯化钾；吸收塔，通过使所述水溶液与含有二氧化碳的气体反应，生成并分离碳酸氢钠；以及送回装置，用于将在所述冷却结晶装置和所述吸收塔中生成并分离了氯化钾和碳酸氢钠后的液体送回所述水溶液制备装置。

此外，在所述的分离提取装置中，所述冷却结晶装置和所述吸收塔按照所述冷却结晶装置和所述吸收塔的顺序串联配置。

此外，在所述的分离提取装置中，所述水溶液制备装置是灰反应装置，所述原料还含有镁和钙，被送回所述灰反应装置的液体含有在吸收塔中通过水溶液与二氧化碳反应而生成的碳酸离子，所述灰反应装置通过使被送回该灰反应装置的液体中含有的碳酸离子与所述原料中的镁和钙反应，能生成并分离碳酸镁和碳酸钙。

此外，本发明的另一方面提供一种钠和钾的分离提取方法，其特征在于，使用含有钠、钾和氯的原料，生成含有钠、钾和氯的第一温度的水溶液；通过使所述水溶液的温度降低到低于所述第一温度的第二温度，从所述水溶液生成并分离氯化钾；通过使所述水溶液与含有二氧化碳的气体反应，从所述水溶液生成并分离碳酸氢钠；将生成并分离了所述氯化钾和所述碳酸氢钠后的液体供生成所述第一温度的水溶液使用。

此外，在所述分离提取方法中，从水溶液生成并分离了氯化钾后，从水溶液生成并分离碳酸氢钠。

此外，在所述分离提取方法中，使用还含有镁和钙的所述原料作为所述原料，将含有通过使水溶液与含有二氧化碳的气体反应而生成的碳酸离子的液体供生成所述第一温度的水溶液使用，通过使所述液体含有的碳酸离子与所述原料中的镁和钙反应来生成并分离碳酸镁和碳酸钙。

发明效果

按照本发明，可以从含有钠、钾和氯的原料以氯化钾的形式分离提取钾，并且以碳酸氢钠的形式分离提取钠。

由于提取了钾和钠后的残余液体供生成第一温度的水溶液使用，所以能够在系统内循环再利用所述残余液体。

因为在生成碳酸氢钠时使用含有二氧化碳的气体，并且该气体可以利用例如燃烧装置的排放气体，所以按照本发明，在提取钠和钾的同时还可以对二氧化碳进行固定。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的钠和钾的分离提取装置的简要结构的图。

图2是表示氯化钾和氯化钠的各水溶液的溶解度的图。

图3是表示碳酸氢钠和碳酸氢钾的各水溶液的溶解度的图。

图4是表示图1所示装置的各部位的各离子活度的图。

图5是表示图1所示装置的各部位的各离子活度和pH的图。

图6是表示水溶液的可循环范围的图。

图7是表示水溶液的可循环范围的图。

图8是表示水溶液的可循环范围的图。

图9是表示水溶液的可循环范围的图。

图10是本发明的装置的性能例子的图，是表示图1所示装置的各部位的各离子活度和pH的图。

图11是本发明的装置的性能例子的图，是表示图1所示装置的各部位的各种盐的实际浓度与饱和溶解度的比例的图。

具体实施方式