硝酸钾

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硝酸钾溶液制备和使用技巧详解

硝酸钾溶液制备和使用技巧详解

硝酸钾溶液制备和使用技巧详解硝酸钾(化学式:KNO3),又称钾硝,是一种重要的无机化合物,广泛应用于农业、工业和科研领域。

本文将详细介绍硝酸钾溶液的制备方法和使用技巧。

一、硝酸钾溶液的制备方法硝酸钾溶液的制备主要通过溶解固体硝酸钾于溶剂中而得到。

下面将介绍两种常用的制备方法。

1.1. 饱和溶液制备法饱和溶液制备法是制备硝酸钾溶液的常用方法之一。

操作方法如下:1. 将所需量的固体硝酸钾称取,并加入适量的蒸馏水中。

2. 用玻璃杯或烧杯搅拌溶解,直至固体完全溶解。

3. 在搅拌的同时,逐渐加入硝酸钾直至不再溶解为止。

此时,溶液中已达到饱和。

4. 将溶液倒入蓄水瓶中,并标明浓度及配制日期。

1.2. 稀释法制备稀释法是制备低浓度硝酸钾溶液的有效方法,具体步骤如下:1. 先准备高浓度硝酸钾溶液,通常为饱和溶液。

2. 称取所需体积的高浓度溶液,并注入容量瓶中。

3. 用蒸馏水缓慢稀释溶液,同时用玻璃棒搅拌均匀。

4. 确保溶液达到目标浓度后,使用滴定管或移液管转移到使用容器中。

二、硝酸钾溶液的使用技巧2.1. 农业领域的应用硝酸钾溶液在农业领域具有重要的作用,主要用于肥料制备和土壤调理。

以下是一些使用技巧:1. 肥料配制:硝酸钾溶液可作为氮、钾肥料的源头。

通过与其他肥料混合使用,能够提供植物所需的养分。

2. 作物施肥:硝酸钾溶液可通过灌溉、叶面喷施等方式施用于作物,有效补充作物的氮、钾元素,并促进作物生长发育。

3. 病虫害防治:硝酸钾溶液具有一定的抗病虫害的能力,可用于作物的病虫害防治,提高作物的抗病虫害能力。

2.2. 工业领域的应用硝酸钾溶液在工业领域有广泛的应用,特别在火药、炸药、火焰喷射器等方面发挥重要作用。

以下是一些使用技巧:1. 火药制备:硝酸钾溶液是火药的重要组分之一。

根据需要的火药类型,可以通过调整硝酸钾溶液的浓度和配比,来满足不同的爆炸能力需求。

2. 焊接工艺:硝酸钾溶液可用于焊接过程中的磨光和清洗工作。

硝酸钾用途

硝酸钾用途

硝酸钾用途硝酸钾是一种无机化合物,俗称火硝或土硝,化学式为KNO3,是含钾的硝酸盐,为无色透明斜方晶体或菱形晶体或白色粉末,无臭、无毒,有咸味和清凉感。

在空气中吸湿微小,不易结块,易溶于水,能溶于液氨和甘油,不溶于无水乙醇和乙醚。

硝酸钾是一种无氯氮钾复肥,具有高溶解性,其有效成分氮和钾均能迅速被作物吸收,无化学物质残留。

用作肥料,宜施于蔬菜、水果和花卉,及一些氯敏感作物(如马铃薯、草莓、豆类、洋白菜、莴苣、花生、胡萝卜、洋葱、蓝莓、烟草、杏、柚子和鳄梨等)。

硝酸钾是强氧化剂,与有机物接触能引起燃烧和爆炸。

因此,硝酸钾应储于阴凉干燥处,远离火种、热源。

切忌与还原剂、酸类、易(可)燃物、金属粉末共储混运。

被列入《易制爆危险化学品名录》,并按照《易制爆危险化学品治安管理办法》管控。

硝酸钾是制造黑火药,如矿山火药、引火线、爆竹等的原料。

也用于焰火以产生紫色火花。

机械热处理作淬火的盐浴。

陶瓷工业用于制造瓷釉彩药。

用作玻璃澄清剂。

用于制造汽车灯玻壳、光学玻璃显像管玻壳等。

医药工业用于生产青霉素钾盐,利福平等药物。

用于制卷烟纸。

用作催化剂。

选矿剂。

用作农作物和花卉的复合肥料。

硝酸钾也是中国允许使用的发色剂。

它在肉制品中由于细菌作用而还原成亚硝酸钾而起护色和抑菌的作用。

中国规定可用于肉类制品,最大使用量0.5g/kg,残留量不得超过0.03g/kg。

工业硝酸钾还广泛应用于强化玻璃制作工艺。

防护措施工程控制:生产过程密闭,加强通风。

提供安全淋浴和洗眼设备。

呼吸系统防护:可能接触其粉尘时,建议佩戴头罩型电动送风过滤式防尘呼吸器。

眼睛防护:呼吸系统防护中已作防护。

身体防护:穿聚乙烯防毒服。

手防护:戴氯丁橡胶手套。

其他防护:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。

工作完毕,淋浴更衣。

保持良好的卫生习惯。

急救措施皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少15分钟。

就医。

眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。

硝酸钾(MSDS)

硝酸钾(MSDS)
外观与性状:无色透明斜方或三方晶系颗粒或白色粉末。
主要用途:用于制造烟火、火药、火柴、医药,以及玻璃工业。
健康危害
健康危害:吸入本品粉尘对呼吸道有刺激性,高浓度吸入可引起肺水肿。大量接触可引起高铁血红蛋白血症,影响血液携氧能力,出现头痛、头晕、紫绀、恶心、呕吐。重者引起呼吸紊乱、虚脱,甚至死亡。口服引起剧烈腹痛、呕吐、血便、休克、全身抽搐、昏迷,甚至死亡。对皮肤和眼睛有强烈刺激性,甚至造成灼伤。 皮肤反复接触引起皮肤干燥、皲裂和皮疹。
稳定性:
聚合危害:
避免接触的条件 :潮湿空气。
禁忌物:强还原剂、强酸、易燃或可燃物、活性金属粉末。
燃烧(分解)产物:





急性毒性
刺激性:
LD50:3750 mg/kg(大鼠经口)
LC50:无资料
亚急性和慢性毒性:
致突变性:
致癌性:
环境资料
该物质对环境可能有危害,在地下水中有蓄积作用。
废弃
根据国家和地方有关法规的要求处置。或与厂商或制造商联系,确定处置方法。
法规信息
化学危险物品安全管理条例 (1987年2月17日国务院发布),化学危险物品安全管理条例实施细则 (化劳发[1992] 677号),工作场所安全使用化学品规定 ([1996]劳部发423号)等法规,针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定;常用危险化学品的分类及标志 (GB 13690-92)将该物质划为第5.1 类氧化剂。
灭火方法:消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服,在上风向灭火。雾状水、砂土。切勿将水流直接射至熔融物,以免引起严重的流淌火灾或引起剧烈的沸溅。
泄漏
应急
处理
隔离泄漏污染区,限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具(全面罩),穿防毒服。不要直接接触泄漏物。勿使泄漏物与有机物、还原剂、易燃物接触。小量泄漏:用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏:用塑料布、帆布覆盖。然后收集回收或运至废物处理场所处置。

硝酸钾的化学方程式

硝酸钾的化学方程式

硝酸钾的化学方程式

1. 硝酸钾的组成
硝酸钾由氧化钾和氮气组成,其化学方程式为KNO3,即K+ + NO3-。


2. 硝酸钾的化学反应
KNO3 + H2O → KOH + HNO3
3. 硝酸钾的生成方法
硝酸钾可以通过将氯化钾溶液滴入硝酸溶液中,或将钾硝酸盐溶液加热分解的方式生成。

氯化钾溶液滴入硝酸溶液中时,反应式为:2KCl + HNO3 → 2KNO3 + Cl2 + H2O;将钾硝酸盐溶液加热分解时,反应式为:2KNO3 → 2KNO2 + O2。

,不少于50字。

4. 硝酸钾的用途:
硝酸钾是一种重要的化学品,它有多种用途。

首先,它可以用作农药,用于杀灭害虫和杂草。

其次,它可以用作火药,用于制造烟火、礼花等。

此外,它还可以用于制造染料,用于给衣服染色。

另外,它还可
以用作工业碱,用于制造玻璃、纸张等。

最后,它还可以用作消毒剂,用于消毒水和清洁空气。

5. 硝酸钾的安全操作
硝酸钾是一种危险物质,在操作过程中应该格外小心,以避免可能发
生的危险。

在使用硝酸钾时,应该穿戴防护服、护目镜、手套和防护
面具,以防止硝酸钾接触皮肤、眼睛和呼吸道。

操作时还应该注意通风,以减少接触到硝酸钾的挥发性有害物质。

此外,应该注意避免硝
酸钾与其他化学物质的混合,以防止可能发生的化学反应。

最后,使
用完硝酸钾后,应该立即将剩余物质妥善处理,以减少污染。

硝酸钾的化学方程

硝酸钾的化学方程

硝酸钾的化学方程硝酸钾,化学式为KNO3,是一种无机化合物,常用于肥料、火药和炸药的制造。

它是由钾离子和硝酸根离子组成的盐类化合物。

硝酸钾在化学反应中起着重要的作用,下面将介绍一些与硝酸钾有关的化学方程。

一、硝酸钾的制备反应硝酸钾可以通过硝酸和钾盐反应得到。

例如,硝酸和氧化钾反应生成硝酸钾的化学方程式如下:2KNO3 + K2O → 2KNO3二、硝酸钾的分解反应硝酸钾在高温下可以发生分解反应,生成氧气和硝酸盐。

具体的化学方程式如下:2KNO3 → 2KNO2 + O2三、硝酸钾与硫酸反应硝酸钾和硫酸可以发生反应,生成硝酸和硫酸钾。

具体的化学方程式如下:KNO3 + H2SO4 → HNO3 + KHSO4四、硝酸钾与氢氧化钠反应硝酸钾和氢氧化钠反应可以生成氢氧化钾和硝酸钠。

具体的化学方程式如下:KNO3 + NaOH → KOH + NaNO3五、硝酸钾与氯化钙反应硝酸钾和氯化钙反应可以生成氯化钾和硝酸钙。

具体的化学方程式如下:KNO3 + CaCl2 → KCl + Ca(NO3)2六、硝酸钾与氯化银反应硝酸钾和氯化银反应可以生成氯化钾和硝酸银。

具体的化学方程式如下:KNO3 + AgCl → KCl + AgNO3七、硝酸钾与硫酸铜反应硝酸钾和硫酸铜反应可以生成硫酸钾和硝酸铜。

具体的化学方程式如下:KNO3 + CuSO4 → K2SO4 + Cu(NO3)2八、硝酸钾与硫酸钾反应硝酸钾和硫酸钾反应可以生成硫酸钾和硝酸钾。

具体的化学方程式如下:KNO3 + K2SO4 → 2KNO3 + SO2九、硝酸钾与盐酸反应硝酸钾和盐酸反应可以生成硝酸和氯化钾。

具体的化学方程式如下:KNO3 + HCl → HNO3 + KCl十、硝酸钾与碳反应硝酸钾和碳反应可以生成氮气、二氧化碳和碳酸钾。

具体的化学方程式如下:2KNO3 + 3C → N2 + 3CO2 + 2K2CO3总结:硝酸钾的化学方程式涉及了其制备、分解以及与其他物质的反应。

硝酸钾的理化性质及危险特性表-

硝酸钾的理化性质及危险特性表-

硝酸钾的理化性质及危险特性表-硝酸钾是一种常见的化学物质,它由氮、氧和钾元素组成,化学式为KNO3。

在工业和日常生活中,它被广泛使用。

在本文中,我将介绍硝酸钾的理化性质以及其与健康和环境的危险特性。

硝酸钾是一种无色结晶体,具有较高的相对分子质量。

它是可溶于水的化合物,其溶解度随温度的变化而变化。

在常温下,硝酸钾可以溶解在水中,形成无色透明的溶液。

它在空气中相对稳定,不易被氧化或还原。

然而,在高温下,硝酸钾可以分解生成氧气和氮氧化物。

硝酸钾具有一些重要的物理性质。

它的熔点较高,约为334摄氏度。

这意味着在常温下,硝酸钾是固态的。

当加热到熔点以上时,它会熔化成为液体。

在高温下,它可以蒸发成为气体。

硝酸钾的密度约为2.1克/立方厘米,比水的密度大。

硝酸钾在化学反应中具有一些特殊的性质。

它是一种强氧化剂,在某些条件下可以和其他物质发生剧烈的反应。

硝酸钾可以与可燃物质如纸张、木材和织物发生反应,产生火灾的危险。

此外,硝酸钾还可以与其他氧化剂如硫、磷等物质反应,产生易爆的混合物。

因此,在存储和使用硝酸钾时,必须小心,并遵循安全操作规程。

除了对健康的潜在威胁外,硝酸钾还可能对环境造成危害。

当硝酸钾溶液进入水体时,可能导致水体污染。

硝酸钾中的氮元素可以促进水中藻类和植物的生长,这可能导致水体富营养化和水质恶化。

此外,硝酸钾的排放还可能影响土壤的质量,并对植物造成伤害。

为减少硝酸钾对健康和环境的危害,必须严格控制其生产和使用过程中的安全措施。

在工业生产中,应遵循严格的操作规范,并设立相关的防护设施。

在日常生活中,使用硝酸钾时要小心,避免与可燃物质接触,并妥善处理废弃物。

总结起来,硝酸钾是一种常见的化学物质,具有一系列的理化性质。

它是可溶的结晶体,在高温下能分解成氧气和氮氧化物。

硝酸钾是一种强氧化剂,对可燃物质具有危险性。

此外,硝酸钾还可能对健康和环境造成危害。

因此,我们在使用和处理硝酸钾时必须小心谨慎,确保安全操作,并严格遵守相关的规定。

硝酸钾 临界量

硝酸钾 临界量

硝酸钾临界量1. 什么是硝酸钾硝酸钾是一种无机化合物,化学式为KNO3,也被称为钾硝酸盐。

硝酸钾是无色或白色结晶固体,常可用于制作火药、肥料、烟花等。

硝酸钾可以通过将硝酸和氢氧化钾反应而得到,也可以通过从天然矿物中提取。

硝酸钾在许多领域中都有广泛的应用,如农业、医疗、食品加工等。

2. 硝酸钾的物化性质硝酸钾是一种稳定的化合物,具有高热稳定性、抗潮性和不易挥发性。

硝酸钾易溶于水,且在高温下易分解产生氧气和氮氧化物。

硝酸钾在容器中受热时会变热膨胀,有时会造成硝酸钾容器破裂的危险。

3. 硝酸钾在火药制造中的应用硝酸钾在火药制造中有广泛的用途。

在传统的火药制造过程中,硝酸钾是必不可少的原料,它不仅可以提供氧气,还可以增加火药的密度和稳定性。

硝酸钾可以与硫和木炭等燃料混合使用,制成黑火药、白色火药等。

4. 硝酸钾的应用于肥料生产硝酸钾也是重要的肥料原料之一。

它可以通过与其他化合物混合,并添加磷酸、钾、氮等营养元素,制成肥料。

硝酸钾肥料广泛应用于果树、蔬菜、水稻等农作物的生长过程中,能够增加产量和养分含量,还可以改善果实的口感、色泽等。

5. 硝酸钾与环境污染的关系由于硝酸钾的高溶解度和易吸收性,它容易被作物和土壤吸收,此时超标使用会对环境产生一些负面影响。

过量使用硝酸钾肥料可能会导致环境中硝酸盐含量增加,污染地下水、河流等水源。

因此,在使用硝酸钾肥料时,需要严格遵守国家和地方相关规定,采取合理措施,减少对环境的污染。

6. 硝酸钾的临界量硝酸钾的临界量是指在什么剂量下,它产生的毒性才会对人类造成危害。

据研究,硝酸钾临界量的大小与人体的体重、年龄、性别等因素有关。

但一般来说,硝酸钾的临界量在50-600毫克之间。

当摄入硝酸钾超过临界量时,会产生一系列不良反应。

比如吞咽困难、恶心呕吐、腹痛腹泻、失眠、头痛、脱水等。

过多的硝酸钾也会影响人体的肝脏和肾脏功能,给身体带来严重损害。

7. 如何避免超标使用硝酸钾为了避免过度使用硝酸钾对环境和健康的影响,我们可以采取以下措施:1. 使用化肥前应该先测定土壤中的养分含量,并按照作物的需求合理使用化肥。

硝酸钾的生产工艺

硝酸钾的生产工艺

硝酸钾的生产工艺
硝酸钾的生产工艺通常包括以下步骤:
1. 硝化反应:将硝酸和钾盐反应生成硝酸钾。

这个步骤通常通过将硝酸和钾盐混合,然后在适当的温度和压力下进行反应。

2. 结晶分离:将生成的硝酸钾溶液经过结晶分离,得到固体硝酸钾产物。

通常通过蒸发溶液中的水分或者通过冷却结晶来进行。

3. 过滤干燥:将结晶得到的硝酸钾产物进行过滤和干燥,得到最终的硝酸钾产品。

这个步骤可以使用过滤设备和干燥设备来进行。

以上是硝酸钾的一般生产工艺步骤,不同厂家可能会根据实际情况进行调整和变化。

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《盐化工工艺学》课程论文论文题目:硝酸钾学生姓名:**学号: ************ 专业:化学工程与工艺班级:2012级盐气化工任课教师:***完成时间:2014年12月目录1生产简史 (1)2硝酸钾的物化性质及用途 (1)2.1物理化学性质 (1)2.2硝酸钾的应用 (1)2.3质量规格 (2)3硝酸钾的生产方法 (2)3.1合成法 (2)3.2硝酸铵转化法(复分解法) (3)3.3吸收法 (3)3.4离子交换法 (3)3.5转化法 (3)4新工艺 (4)4.1新工艺原理与流程[4] (4)4.2主要设备选型及特点 (5)4.2.1配料槽 (5)4.2.2空气冷却结晶塔 (5)4.2.3离心机 (6)4.2.4溶解槽 (6)4.2.5卧式冷却结晶器 (6)4.2.6硝酸钾洗涤机 (6)4.2.7干燥机组 (6)4.2.8蒸发设备 (6)4.3新工艺装置特点 (7)4.4生产中应注意问题 (7)结束语 (8)致谢 (9)参考文献 (10)硝酸钾【摘要】介绍了硝酸钾产品的生产简史及其主要物化性质、用途、国家标准、生产方法、典型生产方法的基本原理、工艺条件、工艺流程图以及相关的设备等。

本文重点介绍一种硝酸钠转化法制取硝酸钾新工艺。

该工艺根据传统硝酸钠生产硝酸钾经验,通过进一步试验与研究,对传统工艺与设备进行改造创新,实现连续工业化生产。

1生产简史世界硝酸钾70%用于农业,以色列和美国产量最大,约占世界总量的四分之三,智利居第三位。

1995年世界硝酸钾总能力约90万吨年,其中直接法的产量约占75%,中国硝酸钾现有生产能力约6万吨年,在建能力亦为6万吨年,其中约80%硝酸钾用于工业部门。

2硝酸钾的物化性质及用途2.1物理化学性质硝酸钾(钾硝石)是无水的白色粉末,在空气中不潮解。

有时因带有杂质而显浅灰色。

密度为2.11g/cm3334℃熔融,高于338℃,分解为亚硝酸钾和放出氧气。

硝酸钾有两种晶体,即低温时,生成斜方形结晶;高温时生成菱形结晶。

硝酸钾的溶解度随着硝酸浓度升高而降低,当达到最低值后,又升高;硝酸钾在水中的溶解度随着温度的升高而增大。

纯品中含46.58%氧化钾和13.85%氮。

硝酸钾易溶于水,而且溶解度随温度升高而急剧增加,在20℃时每100克水中可溶解31.2克,在100℃时可溶解247克。

硝酸钾是强氧化剂,与有机物接触能燃烧爆炸,运输、储存时注意安全。

2.2硝酸钾的应用硝酸钾是一种重要的无机化工原料,主要用于制造黑火药、火柴、玻璃制品、光化学玻璃、陶瓷制品、药品、食品等。

硝酸钾在农业上是一种优良的低氯二元钾肥,其主要优点有:①总营养成分高达59%,其中约含13.5%~13.9%硝基氮及44.6%~46%的K2O;②当作为烟草、茶叶肥时,硫酸钾中的SO42-会使烟草、茶叶中含硫量偏高,降低品位,而硝酸钾则不存在这个问题;③硝酸钾在水中溶解度高,不易挥发,是液体肥料的最佳配料;④硝酸钾可被植物完全吸收,不会给生态环境带入化学物质残留;⑤硝酸钾不易潮湿结块,贮运方便;⑥是生产复合混配肥及特种肥料的重要原料。

[1]2.3质量规格国家标准GB1918—2011项目指标试验方法优等品一等品合格品w(KNO3)/% ≥99.7≥99.4≥99.0四苯硼钾重量法w(水分)/% ≤0.10≤0.20≤0.30重量法w(碳酸盐)/%(以K2CO3计)≤0.01≤0.01—酸碱滴定法w(硫酸盐)/%(以SO4计)≤0.005≤0.01—比浊法w(氯离子)/%(以Cl计)≤0.01≤0.02≤0.10汞量法,比浊法w(水不溶物)/% ≤0.01≤0.02≤0.05重量法吸湿率/% ≤0.25≤0.30—重量法w(Fe)/% ≤0.003——分光光度法注:铵盐含量根据用户要求按本标准规定的方法进行测定。

3硝酸钾的生产方法目前,生产硝酸钾的方法较多,其主要生产方法有以下几种:3.1合成法本方法用硝酸和氯化钾作用生成硝酸钾、氯气和亚硝酸酰胺,而亚硝酸酰氯用硝酸氧化制得氯气。

此方法的缺点是:①生成的氯气如果能被其他化工产品消耗掉最好,如不能则有浪费,此法不能用;②此法对设备的腐蚀严重。

其反应方程式为:3KCl+4HNO3=3KNO3+Cl2↑+NOCl↑+2H2O3.2硝酸铵转化法(复分解法)将硝酸铵和氯化钾复分解制备硝酸钾,副产品为氯化铵。

由于硝酸铵比硝酸钠便宜,副产品氯化铵可作为农用肥料或其它用途。

该法生产的产品质量较上一法差,但成本较低,经济效益好。

目前,我国约有60%的硝酸钾企业采用此法。

3.3吸收法此法系用钾的碱溶液吸收硝酸尾气而得。

此法的缺点:主要是KOH的价格较贵,所以很少采用。

3.4离子交换法利用离子交换树脂或沸石,以氯化钾和硝酸盐为原料,根据阳离子交换树脂对钾铵离子吸附性很近的特点,利用阳离子交换树脂的作用,使氯化钾和硝酸盐溶液中的钾铵离子在离子交换树脂上进行相互转换,而得到硝酸钾溶液。

目前国内有35%的工业硝酸钾生产企业采用此方法生产,若作为农用级产品的生产方法,则基本没有经济效益。

[2]3.5转化法系用硝酸钠和氯化钾复分解而得,此法工艺简单,产品质量高,工业上采用较广。

传统硝酸钠法生产硝酸钾工艺是先提取氯化钠,再提取硝酸钾,即硝酸钠与氯化钾及返回循环母液混合,蒸发浓缩至有大量氯化钠晶体析出,然后趁热保温过滤洗涤得副产品氯化钠,再将分离氯化钠的母液经冷却结晶分离得硝酸钾,分离硝酸钾的母液返回循环使用。

这种工艺存在不足:①在提取氯化钠蒸发结晶操作时,易产生爆沸现象,不利于采用真空高效蒸发器及多效蒸发;②高温热溶液中析出氯化钠晶体质量较差,晶粒很细小,过滤困难,吸附母液多,含硝酸钾多,需用水洗涤,故只能采用间歇式过滤器,不适合用离心机分离;③冷却结晶析出硝酸钾时,氯化钠始终处于饱和状态,在析出硝酸钾同时,伴有少量氯化钠晶体析出,致使析出硝酸钾晶体质量差,晶粒偏小。

4新工艺4.1新工艺原理与流程[4]为了克服上述传统工艺不足,我们根据相图原理[3],采用了先提硝酸钾,后提氯化钠工艺流程。

图1为Na+、K+//Cl-、NO3-—H2O体系在25℃、100℃下的相图,如图1所示。

图1Na+、K+//Cl-、NO3- /H2O体系25℃、100℃相图相图中四个顶点A、B、C、D是KNO3、NaNO3、NaCl和KCl的状态点。

从相图可知,等摩尔氯化钾与硝酸钠组成M点,再与P点溶液组成V点, V点为配料点, V点溶液经冷却则析出硝酸钾后到H点,H点溶液在100℃经蒸发浓缩析出氯化钠后到P点, P点再加入等摩尔氯化钾与硝酸钠到V点,从图中还可看出,以后的循环过程为V→H→P→V,即在此三点之间变化构成一个封闭的循环。

根据相图和试验,确定有关工艺参数与新的硝酸钠转化法生产硝酸钾工艺流程,流程框图见图2。

图2硝酸钠转化法制取硝酸钾工艺流程框图工艺过程是:①将硝酸钠与氯化钾及盐母液与精钾母液按一定比例混合配成一定温度与浓度的溶液,然后将溶液冷却结晶、离心分离得粗硝酸钾;②粗硝酸钾加热水溶解,经除杂、冷却结晶、洗涤、离心分离、干燥得工业硝酸钾产品,分离精钾后的母液返回循环使用;③分离粗钾后的母液蒸发浓缩,然后离心分离得副产品氯化钠,分离氯化钠后的母液(包括洗涤水)返回循环使用。

4.2主要设备选型及特点4.2.1配料槽配料槽1台,容积为15m3,平底圆筒体结构DN2600mm,高为3000mm,采用通蒸汽直接换热,采用3层搅拌器,转速50r/min,电机功率15kW,材质选用304、Q235。

为防腐蚀,接触物料的304不锈钢采用钛纳米防腐涂层,实践证明,涂层具有较好防腐蚀性能。

4.2.2空气冷却结晶塔空气冷却结晶塔1台套,用于粗硝酸钾冷却与结晶,选用空气作为冷却介质冷却粗硝酸钾溶液,空气冷却结晶塔由塔体、冷却风机、循环泵组成。

塔体DN3000mm,高为8000mm,材质选用304与Q235,塔体内接触物料的304不锈钢采用钛纳米防腐涂层;选用轴流风机,风量45000m3/h,风压285Pa,风机叶轮材质为铝合ZL104,其余为碳钢Q235B,电机功率515kW;循环泵选WJ型无堵塞耐腐浆泵,流量90m3/h,扬程30m,通过颗粒直径50mm,材质选用316L、Q235。

4.2.3离心机离心机3台,分别用于粗硝酸钾、精硝酸钾、氯化钠的离心分离,选用SD1250型吊袋式离心机,转鼓直径1250mm,最高转速960r/min,装料限度380kg,电机功率1815kW,材质选用316L、Q235。

4.2.4溶解槽溶解槽1台,平底圆筒体DN2500mm,高为3000mm;全容积为1515m3;直接通入蒸汽加热,搅拌转速34r/min,搅拌电机功率11kW,材质为321、Q235。

4.2.5卧式冷却结晶器卧式冷却结晶器2台套,用于精硝酸钾冷却与结晶,选用卧式螺带搅拌冷却结晶器,为敞口半圆底的卧式长槽,槽身外装夹套通水冷却,槽内装有螺带搅拌桨叶二组,搅拌轴采用空心轴,槽身两端端板装有搅拌轴轴承,并装有密封装置,防止溶液渗漏。

设备半圆内径1600mm,槽宽DN1600mm,上部槽身高1600mm,槽长5000mm;搅拌转速23r/min,搅拌电机功率11kW,设备全容积1718m3,设备材质接触物料选304,其它选Q235B。

设备特点是冷却面积大,搅拌效果好,传热系数高,另由于冷却换热面处于介稳区,无晶核自发形成,结晶只在加入的晶种上进行,无法在壁面成长,故可避免冷却面结疤。

4.2.6硝酸钾洗涤机硝酸钾洗涤机1台,用于洗涤粗硝酸钾中氯化物杂质,选用平板式洗涤机,设备过滤面积为210m2,设备内部有特殊结构的搅拌装置,通过搅拌装置的正、反转达到洗涤物料、卸除滤饼,搅拌电机功率15kW,搅拌转速11r/min,材质321、Q235。

4.2.7干燥机组选用GL9×60型振动流化床干燥机1台套,该机组包括干燥机1台、热送风机1台、冷送风机1台、散热器5片、分离器1台、布袋除尘器1台、引风机1台,设备材质:接触物料选304,其它选Q235。

4.2.8蒸发设备采用二效逆流蒸发,蒸发设备由Ⅰ效蒸发器1台、Ⅱ效蒸发器1台、冷凝器1台、水喷射泵1台组成。

Ⅰ效蒸发器与Ⅱ效蒸发器均选用相同的外循环蒸发器,换热面积为20m2,设丝网除沫器。

设备材质选石墨换热管与304、Q235,为防腐蚀,接触物料的304不锈钢采用钛纳米防腐涂层。

4.3新工艺装置特点传统的硝酸钠生产硝酸钾工艺是先提取氯化钠再提取硝酸钾,新工艺装置为先提取硝酸钾再提取氯化钠,它有以下优点:(1)新工艺硝酸钾冷却结晶析出过程中,氯化钠未达到饱和,冷却过程中始终没有氯化钠析出,故所得硝酸钾产品结晶质量好,结晶粒度大。

(2)传统工艺中,氯化钠结晶十分细小,氯化钠过滤分离时,不仅过滤困难,且需用热水洗涤才能洗去氯化钠中所含硝酸钾,新工艺副产品氯化钠是在硝酸钾未饱和条件下结晶析出,氯化钠含硝酸钾很少,结晶粒度大,过滤分离容易,便于采用离心机分离,效率高。

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