本發明專利技術公開了一種低溫、清潔生產高純氰酸鹽的生產方法，包括：將尿素和碳酸鹽混合10-20min待用；向反應釜中加入氰酸鹽底料，預熱到140-150℃后加入尿素和碳酸鹽的混合物；尿素和碳酸鹽在160-180℃下進行充分反應，反應后的物料粉碎后得到氰酸鹽產品。本發明專利技術還可采用連續的生產方式進行。本發明專利技術采用氰酸鉀（鈉）作為底料，提高了反應物料的分散性，使反應物物料更充分的反應，提高了產品純度，又不會產生污染；反應在低溫封閉環境下進行，不會產生毒性副產物，安全性大大提高，且產生的氣體幾乎能夠全部回收，無三廢污染，有顯著的經濟效益和社會效益。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及，具體涉及一種以尿素和碳酸鉀/鈉為原料，在低溫下制備氰酸鹽的方法，屬無機合成化學的
技術介紹
氰酸鉀(鈉)是一類重要的無機鹽，可用于制取催眠藥和麻藥，還可用作除草劑、落葉齊 、殺蟲劑、金屬熱處理劑和樹脂改性劑，廣泛用于玻璃制造、陶瓷藝術、金屬表面硬化處理、肥料及有機合成等領域。目前，國際市場上對氰酸鹽的需求較大，氰酸鹽(鈉、鉀)的合成方法有多種，較早是由氧化劑如氧氣、空氣、過氧化物或氧化鉛將氰化鉀(鈉)轉化為氰酸鉀 (鈉)，該法因使用氰化鉀(鈉)，毒性大，操作不安全，并且產率低。目前，世界上對氰酸鉀(鈉) 的合成研究較多的國家為美國及日本，另外，歐洲一些國家也有研究，相關專利報道很多， 我國這方面的報道很少。據文獻報道，合成氰酸鉀(鈉)的原料有含氮化合物和堿金屬鹽， 含氮化合物有尿素、雙氰胺、三聚氰胺等，堿金屬鹽有碳酸鉀(鈉)，氫氧化鉀(鈉)，亞硝酸鉀 (鈉)等，從反應相態看，有固態熔融法、液相反應法和液固相反應法等。固態熔融法是將反應物加熱至高溫熔融，然后冷卻固化得到產物。早在1933年， Harry Kloepfer就提出采用固態熔融法合成堿金屬氰酸鹽，他認為可采用堿金屬碳酸鹽或氫化物與尿素在干燥的狀態下進行反應，反應開始時將堿金屬碳酸鹽與不足量的尿素在 13(T150°C反應，反應一段時間后，再補加尿素以促使反應完全。在專利實例中，將5kg尿素與5. 3kg粉狀碳酸鈉充分混合并升溫至13(T150°C反應，待反應過程中氨氣逸出停止后，再補加1. 5kg尿素加熱反應至無氨氣逸出。采用含堿金屬氰酸鹽的水溶液洗滌產物可提高氰酸鹽的濃度。1951年美國專利US2M6551通過在一鋁制容器中熔融碳酸鉀與二氰二胺、三聚氰胺或其它有機氮化合物，可獲得949Γ96%的氰酸鉀(僅含0. 0Γ0. 05%KCN),熔融溫度 34(T550°C，碳酸鉀與二氰二胺的摩爾比為2. 30:1。1卯4年，US2690956闡述了合成氰酸鈉的方法，把尿素與蘇打灰的混合物在約4分鐘的時間內迅速加熱至525 575°C，產物迅速移走、固化。專利技術者認為對該反應而言，尿素與碳酸鈉的摩爾比對反應影響大，適宜的摩爾比為2. 0 2. 6摩爾，最佳摩爾比為2. 3。產物中氰酸鈉的含量為95 96%，收率85%。通過采用一帶有螺旋運輸器的傾斜鎳管，可使該操作連續進行。1%4年，Wm. p. Ter. Hors提出把2 3摩爾尿素與1摩爾的堿金屬碳酸鹽混合，迅速加熱至熔融，產物迅速移走、固化。在專利實例中，73. 9份LiCO3與150份尿素在一煤氣加熱的鎳制容器中反應，熔融溫度約為600°C，產物LiOCN的收率為86.5%。同樣，尿素與碳酸鉀反應可形成氰酸鉀。1956年美國專利US2770525提出的方法系將有機氮化合物與堿金屬碳酸鹽在鈦制容器中加熱至熔融以生成含較少氰化物的氰酸鹽。該專利技術的特點在于采用鈦制容器以取代以往的鋁制容器，因熔融溫度較高，超過550°C，鋁制容器會變軟，反應過程熔融溫度范圍為55(T700°C，最好在600 650°C之間。該專利技術含氮反應物為雙氰胺或尿素，當為雙氰胺時，堿金屬碳酸鹽與雙氰胺的摩爾比在1. 2 1. 5之間為好，熔融反應時間不超過半小時。此外，Felice Bucci將^iiol尿素與Imol亞硝酸鉀加熱至220°C即劇烈反應，固體產物進一步與0. 4mol尿素反應并最終加熱至550°C，可得高純氰酸鉀(>99%)。從上面描述可以看出，固態熔融法雖能合成氰酸鹽，但大多存在缺點，主要是熔融技術要求高，反應溫度高達550°C，高溫下氰酸鹽易分解為碳酸鹽、氰化物和氨，危害人體健康，反應產物需進一步提純才可獲得商品氰酸鉀，往往純度不高。針對上述不足，劉佩珠等在1987年發表了名為“由尿素和碳酸鈉制備氰酸鈉”的文章，文章中以尿素和碳酸鈉為原料，經三步反應制得氰酸鈉，第一步反應溫度是 100-120°C，第二步反應時130-140°C，第三步是140-180°C。此反應過程雖然克服了高溫熔融的缺點，但它分三步進行，每一步反應如果溫控不好容易產生副產物，且反應狀態呈粘稠狀固體，釜內反應物有很大的粘連性，在實際反應中，反應時間長，需要很大功率的攪拌器， 耗能高，工業化大生產很難進行。
技術實現思路
本專利技術針對現有工藝固態熔融法中存在的不足，提供了一種氰酸鹽的生產方法， 本方法在較低溫度下進行反應，條件溫和，不會形成氰化物有毒物質，制備安全。傳統的制備氰酸鉀(鈉)的工藝是在550°C的高溫下反應，反應物料在550°C的高溫下才能達到熔融狀態，從而發生反應生成氰酸鉀(鈉)，但高溫下較易分解出氰化鉀(鈉)等有毒物質，生產過程中對人體或環境會產生風險，且產品純度只能達到91%左右。本專利技術對這一方法進行改進，在反應中加入成品氰酸鹽作為底料，在低溫下，使尿素和碳酸鹽在氰酸鹽中達到很好的分布，形成流動態，只需要小功率的攪拌器即可使反應完全，且反應一步完成，避免了中間產物的反應不完全，提高了產品純度，且低溫反應不會產生有毒物質，保證了操作的安全性。本專利技術的具體技術方案為，其特征是包括以下步驟(1)將尿素和碳酸鹽混合10-20min待用；(2)向反應釜中加入氰酸鹽底料，預熱到140-150°C后加入尿素和碳酸鹽的混合物；(3)尿素和碳酸鹽在160-180°C下進行充分反應，反應后的物料粉碎后得到氰酸鹽產品。上述方法中，所述碳酸鹽為碳酸鉀或碳酸鈉，所述氰酸鹽為氰酸鉀或氰酸鈉。上述方法中，尿素和碳酸鹽的摩爾比為1.76-2. 29:1，優選2. 12:1 ；反應釜中氰酸鹽的加入量是碳酸鹽的5-8wt%。上述方法中，所用的反應釜為臥式反應釜，其中設有推進式攪拌器，攪拌速度為 13-20 轉 / 分。上述方法中，反應過程中產生的氨、水、二氧化碳經過引風機引入氨回收塔吸收成硫酸銨。本專利技術在反應釜提前加入細度在200目以上的成品氰酸鉀(鈉)底料，以使低溫即可反應。其機理為氰酸鉀(鈉)在140°C -150°C已經具有很好的流動性，加入混合好的反應物料，能夠使物料達到很好的分散狀態而發生反應，從而降低了溫度，使反應在180°C以下即可反應，從而使反應條件變得相對溫和，而且低溫下氰酸鉀(鈉)也不易分解，避免了在高溫狀態下產品分解成微量氰化鈉、氰化鉀的可能性，產品的純度較高，底料易得，安全性好，經濟性好，適用于工業化生產。本專利技術可以采用間歇式生產方法也可以采用連續式生產方法，間歇式生產方式雖然能夠實現低溫反應，產品純度高、反應過程清潔無污染的目的，但是需要在一次反應完成后停止反應將物料倒出進行后處理，這樣就需要操作人員必須在現場，倒料過程不僅浪費時間，還增加人員成本，導致操作工序繁瑣，不利于工業化推廣應用。本專利技術經過大量的實際試驗，在間歇式方法的基礎上，選擇合適的工藝設備，得出了一套能夠進行連續低溫合成氰酸鉀(鈉)的方法，而且整個合成過程更加環保、成本更低，更加易于實現工業化生產。其具體技術方案如下一種連續化生產氰酸鹽的方法，其特征是包括以下步驟(1)將尿素和碳酸鹽按照1.76-2. 29:1的摩爾比混合10-20分鐘待用；(2)在臥式反應釜中加入50-80kg的氰酸鹽底料，并將釜內溫度升至140-150°C；(3本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１．一種低溫、清潔生產高純氰酸鹽的生產方法，其特征是包括以下步驟：（１）將尿素和碳酸鹽混合１０－２０ｍｉｎ待用；（２）向反應釜中加入氰酸鹽底料，預熱到１４０－１５０℃后加入尿素和碳酸鹽的混合物；（３）尿素和碳酸鹽在１６０－１８０℃下進行充分反應，反應后的物料粉碎后得到氰酸鹽產品。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉愛兵，
申請(專利權)人：湖北得力新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：42
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