从草木灰中提取三钾盐的工艺流程
草木灰的主要成分是什么?草木灰中所含的各种物质,能溶于水的主要是硫酸钾、氯化钾和碳酸钾等。我们习惯上把它们统称为“三钾盐”。在此,欣农网列举几种草木灰中“三钾盐”的含量百分率。
桐子壳灰 42.87
棉苓壳灰 30.66
向日葵秆灰36.3
高梁秆灰 22.8
黄烟秆灰 36.2
大豆茎荚灰 22.5
玉米秆灰 32.8
小麦秆灰 16.83
从上面的数据中可以看出,不同品种的草木灰,三钾盐的含量不同,其中以桐子壳灰的含量为最高。
提取原理
主要是根据这三种钾盐的溶解度不同,进行结晶分离。在相同的温度下,三种钾盐的溶解度差别较大,其中以硫酸钾的溶解度最小,其次是氯化钾,而碳酸钾的溶解度最大。当加热浓缩时,溶液中的硫酸钾最先达到饱和,冷却后,硫酸钾就先结晶析出。将剩余的溶液再加热浓缩,溶液中的氯化钾又达到饱和,冷却后氯化钾就结晶析出。最后溶液中绝大部分是碳酸钾,将它蒸干后,就可得到比较纯净的碳酸钾。
提取分离过程
1.浸取
(1)浸取装置:浸滤可用大缸、在离缸底约三寸高的地方打一小孔,安装上水龙头。在缸底先填上一层约12~15厘米厚的粗砂,并在粗砂上填同样厚的一层细砂粒,再垫上一层麻皮袋。这种大缸可用7至8口,以便循环交替使用。
(2)浸滤操作:将草木灰装入缸中,在灰上铺一层草,以防止加水时灰分溅出。然后徐徐加水至水超过灰面三寸左右为止。每次浸泡5~8小时后将近缸底部的水龙头打开放出浸液。浸滤时可采用循环浸出法,即将第一次放出的滤液用来浸泡新的草木灰,另加水或改用淡液进行第二次,第三次浸泡。直至浸出液低于3波美度时,就停止浸洗,并换上新灰。循环浸取液的浓度达到25°波美以上时,就可以进行浓缩分离。
2.浓缩分离
第一次浓缩:将澄清的浸出液倒入铁锅中,加热蒸发至35波美度时,就要停止加热,即有硫酸钾析出。冷却、澄清、分离出硫酸钾晶体后,用适量水洗涤晶体,经干燥、冷却,即得成品硫酸钾。
第二次浓缩:将分离后的母液继续加热浓缩到50波美度左右,就有氯化钾晶体析出。冷却、澄清、分离出氯化钾结晶,用适量清水洗涤结晶,然后将结晶进行干燥,就可得成品氯化钾。
蒸发干燥:将提取氯化钾后所剩余的母液送入蒸发干燥锅,蒸掉水分,就可得到粗制碳酸钾成品。
这样分离出来的硫酸钾晶体中含有少量的氯化钾,氯化钾晶体中含有少量的碳酸钾和硫酸钾,而碳酸钾晶体中也含有少量的氯化钾和硫酸钾。再分别进行重结晶,可分别提得纯的硫酸钾,氯化钾和碳酸钾。
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