钾肥生产过程
钾肥生产过程
青海柴达木盆地有盐湖75个，以钾、钠、镁、硼、锂为主体的盐类资源总储量达3283亿t，虽然近几年来正在逐步形成具有较大规模的资源综合利用项目，但目前仍以钾资源的开采为主。
在钾肥生产中，以反浮选一冷结晶工艺为主导生产工艺，工艺流程图见图1。
钾肥生产所采用的工艺技术以及生产设施设备在生产运行中存在的主要危险因素有哪些，如何采取技术措施控制危险因素，是钾肥生产中必须解决的问题。
青海盐湖工业集团股份有限公司在多年实践中，摸索出钾肥生产过程中的一套安全管理办法，取得较好成效。
2我国无氯钾肥生产现状2. 1硫酸钾在农业上,硫酸钾是主要的无氯钾肥,也是农作物所需硫的重要补充来源。
其氧化钾含量一般在45% ~50%,硫含量约18%。
另外,其盐碱地指数仅为氯化钾的40%左右。
由于硫元素不仅能提高农产品产量,还能改善其品质,所以硫酸钾中的硫也是植物生长所需的重要营养元素。
对于那些只能施用硫酸钾、硝酸钾和磷酸二氢钾等无氯钾肥的忌氯作物来讲,硫酸钾是目前应用最多的一种,主要有以下几种生产方法。
2. 1. 1曼海姆法[3]曼海姆法是我国主要生产硫酸钾方法,它是将氯化钾和硫酸置于高温曼海姆炉中,在500℃~600℃条件下转化制备,副产品氯化氢洗涤吸收得到35%的盐酸。
硫酸和氯化钾的反应分以下两步进行:第一步: KCl+H2SO4KHSO4+HCl+12. 56kJ(低温进行)第二步: KHSO4+KCl K2SO4+HCl-71. 18kJ(高温进行)由于第一步反应速度很快,生成的酸性硫酸盐包裹在KCl的表面,形成了一层不渗透的膜,阻止反应的继续进行,致使反应在常温下无法进行,只有将KCl和H2SO4置于高温曼海姆炉中,才能转化制备。
该工艺生产技术成熟可靠,产量质量稳定,品位高,流程简单,钾收率高。
不足的是由于在高温强酸下进行,故能耗高,设备腐蚀严重,投资费用高,副产品盐酸易受销路制约。
2. 1. 2芒硝法[4]芒硝法是以Na+, K+∥Cl-, SO2-4—H2O四元水盐体系相图为工艺指导,通过两步反应生成硫酸钾,副产氯化钠。
钾肥
2．工艺流程图
溢流液
盐泥
残渣
热 饱 和 液
P294
1－破碎机；2－振动筛；3,4－溶解槽；5，7－沉降槽； 6，8，19－离心机；9，10，l1－结晶器；12,13，14－冷凝器； 15，16，17－蒸汽喷射器；18－加热器；20－干燥机
（一）溶解结晶法制取氯化钾
3. 结晶器 现代工厂中，氯化钾结晶大都采用真空结晶器。其优 点有： ①由于绝热蒸发，其结晶热可以用于蒸发溶液，因此 一般情况下可以提高KCl的产量。 ②取消了加热表面，因而避免了在加热表面上结晶的 可能性，从而延长了蒸发器的生产周期和提高了生 产能力。 ③可以获得均匀而粗大的晶体，有利于后继工序的分 离、洗涤、干燥、包装和贮存，也便于施肥。 ④结构简单，便于防腐，操作容易，一次投资费用低。
（二）浮选法制取氯化钾
（2）起泡剂 能促使液体生成外膜结实且长时间存在的大 量气泡。起泡剂都是表面活性物质，含有-OH,-NH2, -COOH,等极性基团。 作用原理：在矿浆中定向吸附在空气与水的界面上，其 极性基向水，非极性基朝向空气。使得气泡接触时不易 破裂， 常用的起泡剂：松油、煤焦油、甲酚及某些高级醇 （3）抑制剂 增加矿石中非上浮组分的亲水性，使之沉于 器底。 例如：淀粉、多聚糖、硫酸铝、氯化铝等
在这种结晶器中有大量的晶体与过饱和溶液 相接触，使其饱和度迅速消失，因而在器 壁上的结垢大为减轻；同时晶浆浓度可提 高到30％～40％，从而增加了晶体在结晶 器的停留时间，可使其生产能力为清液循 环结晶器的4～8倍。
氯化钾的干燥
转筒干燥机 沸腾干燥炉 1.转筒干燥机工作过程 湿氯化钾和热炉气向同一方向移动，这样可以 使炉气出口温度降低，从而防止氯化钾熔化。 成品氯化钾含水0.5~1.0%
钾肥工艺流程
钾肥工艺流程钾肥工艺流程是指将钾源物料经过一系列化学和物理处理，最终制成钾肥产品的过程。
以下是一个常见的钾肥工艺流程的概述：第一步：原料准备钾肥的原料主要有钾矿石和钾盐。
钾矿石可以是钾长石、氯化钾矿石等。
这些原料需要经过矿石破碎、研磨、筛分等过程，得到符合生产要求的原料粉末。
第二步：提取钾盐根据原料的性质，可以采用溶解提取或熔融提取的方法来获得钾盐。
溶解提取主要是将原料与溶剂（如水）进行反应，生成溶解液。
熔融提取则是将原料加热至高温，使其熔化并与其他物质反应，得到熔融液。
两种方法产生的液体都需要经过过滤、浓缩、结晶等步骤，得到纯净的钾盐。
第三步：精炼钾盐由于提取过程中可能会带入一些杂质，需要对钾盐进行进一步的精炼。
这一步通常包括中和、沉淀、过滤、洗涤等过程，以去除杂质并提高钾盐的纯度。
第四步：钾盐干燥经过精炼后的钾盐通常含有较多水分，需要进行干燥处理。
干燥的方法可以是自然风干，也可以使用干燥设备进行加热干燥。
通过去除水分，可以提高钾盐的稳定性和保存期限。
第五步：配料和混合根据钾肥产品的配方要求，将干燥后的钾盐与其他肥料或添加剂进行配料。
配料过程主要包括称量、混合和均匀化等步骤，以确保钾肥产品中各组分的比例合理、均匀。
第六步：颗粒化配料完成后，需要将钾肥物料进行颗粒化处理。
颗粒化的方法有压力成型法、滚筒法等。
这一步主要是为了得到均匀的颗粒大小和形态，方便储运和施用。
第七步：干燥和冷却颗粒化的钾肥需要经过干燥和冷却处理。
干燥的目的是去除颗粒表面的湿气，提高钾肥的稳定性。
冷却则是为了避免颗粒间的结块和变形。
第八步：包装和存储经过干燥和冷却后，钾肥产品可以进行包装和存储。
根据不同需求，可以选择不同规格的包装材料，并严密封装，以保证钾肥产品的质量和保存期限。
以上简要介绍了一个常见的钾肥工艺流程。
实际生产中，还需要根据具体情况进行调整和优化，以确保钾肥产品的质量和生产效率。
流体钾生产工艺
流体钾生产工艺
流体钾是一种氯化钾的含盐液体，用于农业肥料生产的一种常见的钾肥原料。
下面我们将介绍流体钾的生产工艺。
首先，制备原料。
流体钾的主要原料是氯化钾，可以从矿石或盐湖中提取出来。
氯化钾经过破碎、研磨等工序后，可以得到适合生产流体钾的颗粒。
接下来，制备溶液。
将颗粒状的氯化钾与水混合，形成透明的氯化钾溶液。
在混合的过程中，需要控制好溶液的浓度和温度，以保证溶解度的适宜。
然后，进行提钾。
在溶液中添加反应剂，通过反应剂与氯化钾的反应，可以实现钾的提取。
一般常用的反应剂有钙氧化物、镁氧化物等。
在反应过程中，要控制好反应剂的投入量和反应时间，以提高钾的提取率。
接着，进行过滤。
将反应后的溶液进行过滤，去除杂质和固体颗粒。
过滤一般采用压力过滤或真空过滤的方式，以提高过滤效果和生产效率。
最后，进行浓缩和结晶。
将过滤后的溶液进行浓缩，去除水分，使溶液浓度达到所需的浓度。
然后，将浓缩后的溶液进行结晶，得到固体的流体钾产品。
结晶过程一般采用蒸发结晶或热压结晶的方式，以提高结晶效率和产品质量。
这就是流体钾的生产工艺简介。
通过以上工序的连续进行，就
可以得到高质量的流体钾产品，用于农业领域的施肥。
流体钾肥料具有快速、高效的肥效，被广泛应用于农田的土壤改良和作物养分补充中。
钾肥生产工艺包
钾肥生产工艺包
钾肥是一种重要的肥料，对于农作物的生长和发展起着至关重要的作用。
以下是一种常见的钾肥生产工艺。
首先，钾肥的原料主要包括余热硫酸钾、钾盐矿石和氯化钾。
这些原料都需要经过粉碎和研磨的过程，以保证其颗粒大小的一致性。
然后，将粉碎后的原料放入搅拌机中，加入适量的水和硫酸，进行混合反应。
此过程中，硫酸与钾盐矿石反应生成硫酸钾，同时也会产生气体副产物。
该反应需要一定的温度和时间来进行，以确保反应充分。
接下来，将混合反应后的物料送入过滤机中进行过滤和洗涤。
通过过滤机，可以将产生的硫酸钾分离出来，以及将一些杂质和不纯物质去除。
然后，将分离出来的硫酸钾送入蒸汽干燥器中进行脱水处理。
在蒸汽干燥器中，蒸汽会加热硫酸钾，使其脱水并达到所需的水分含量。
最后，将脱水后的硫酸钾送入石膏反应器中进行反应。
硫酸钾与石膏反应生成硫酸钙，并以氯化钾为副产物。
整个生产过程中，需要注意控制各个环节的温度、压力和物料的流量，以确保每个步骤都达到预期的反应效果和产品质量。
此外，还需要进行废气处理，以减少对环境的影响。
在完成钾肥生产后，产品需要进行包装和储存，以保证日后使用的质量和安全性。
总结而言，钾肥的生产工艺包括原料准备、反应、过滤、脱水和废气处理等环节。
严格控制每个步骤的参数和条件，可以获得符合标准要求的优质钾肥产品。
这对于农作物的生长和发展起着至关重要的作用，同时也为农民提供了一种高效的肥料选择。
钾肥的生产和应用
钾肥的生产和应用钾元素是植物最需要的营养元素之一，而钾肥则是供应植物钾元素的重要途径。
钾肥的生产和应用已经成为了一个国家农业发展的重要因素，本文将针对钾肥的生产和应用进行探讨。
一、钾肥的生产钾肥的生产主要有以下几种形式：1. 硫酸钾生产法硫酸钾生产法是一种以含有钾氯化物的矿石为原料，在加入一定量的硫酸后，进行反应得到硫酸钾的技术，该技术生产出的硫酸钾含钾量高，同时还有一定的添加物质，可以使得植物吸收更加方便。
2. 氯化钾生产法氯化钾生产法是以矿物钾盐为原料，经过洗涤、浸出贡、结晶等工艺过程，得到颗粒状或片状的氯化钾。
这种钾肥行业通过细节设计的生产流程，使得氯化钾的含钾量很高，但氯化钾中含有的氯元素过多，所以钾肥使用应该适当控制。
3. 硝酸钾生产法硝酸钾生产法是一种以钾硝石为原料，经过化学过程后得到硝酸钾的生产方式。
硝酸钾质量优良，有良好的营养效果，不影响土壤化学性质，对于钾元素状态精细调节的东西，所以在农业生产中应用较为广泛。
二、钾肥的应用钾肥的应用是将钾肥投入到土壤中，让植物吸收其中的钾元素，提高植物的钾元素含量。
1. 钾肥施用量钾肥的施用量可以根据不同农作物与肥料产品而定，过多过少都不利于植物的正常成长。
一般而言，在施打钙肥、有机肥等弱碱性肥料2/3之后，在施用氮、磷、钾复合肥或碱性肥料1/3之前用钾肥分次施肥为宜，以便有效地提高农作物的产量和甜度。
2. 钾肥的施用方法喷施法：将钾肥与水混合在一起，通过喷头向农田上方喷洒。
束肥法：将钾肥包裹在材料中，在农田上方散布，水分从空气中渗入，将钾元素逐渐释放到土壤中。
沟施法：将钾肥沿着植物生长方向的排列方式撒播，同时与基肥混合。
3. 钾肥的使用注意事项钾肥应该适当控制使用量，过多过少都不利于植物的生长，影响生长质量和植物的健康。
另外，钾肥也应该适时适量，不能一下子全部施打，要分几次施打，这样可以保证植物吸收充分。
同时，钾肥与其他肥料的混合使用，也需要适当掌握，否则会产生化学反应，影响肥料的营养效果。
钾肥生产的工艺流程分析
钾肥生产的工艺流程分析钾肥生产是一种高技术含量的化工生产过程，根据钾资源的不同，钾肥的工艺流程也不同，但基本步骤相似。
本文将以钾盐为原料为例，对钾肥生产的工艺流程进行详细分析。
一、原料准备钾肥的主要原料是钾盐，主要分为天然钾盐和人工合成钾盐。
我国主要的钾盐资源是锂镁钾盐和卤水中含有的卤化钾，其中以锂镁钾盐为主。
钾盐作为化肥原料是不直接可以使用的，需要进行预处理。
主要包括破碎、筛分、磨碎、浸提等工艺。
其中，磨碎是重点，要求钾盐的粒度越小越好，以便后续生产工艺的实施。
二、化学反应钾盐经过预处理后，需要进行化学反应，生成钾肥。
根据反应条件不同，钾盐与酸类、碱类、氯气等物质反应，可以得到不同的钾肥产品。
以下将介绍几种常用的化学反应及其原理。
1. 氯化钾制氯化钾肥氯化钾经加热蒸发水分后，得到压缩性氯化钾，再在氯气的作用下，化学反应生成氯化钾肥。
氯化钾制氯化钾肥是一种直接反应，反应物和产物之间没有中间反应物的形成。
2. 碳酸钾制碳酸钾肥碳酸钾经热解、碳酸钠水溶液吸收二氧化碳、酸碱中和等化学反应后，可以得到碳酸钾肥。
3. 氢氧化钾制氢氧化钾肥氢氧化钾是一种强碱性物质，可以和酸产生酸碱反应生成盐和水，氢氧化钾制氢氧化钾肥主要是利用了这种化学反应原理。
三、产品制备经过化学反应后，得到的产物还需要经过一系列的工艺处理，制成符合国家标准的钾肥产品。
1. 过筛和冷却钾肥的颗粒大小直接关系到肥效的高低，所以需要对产物进行过筛，筛去大颗粒不符合要求的产品。
同时还需要对产品进行冷却处理，将其冷却到室温以下，以便后续的包装和销售。
2. 涂层和包装涂层是保证钾肥在运输、储存和使用中的免潮、不团的一项重要工艺。
常用的涂层剂有脂肪酸镁、硅酸铝、树脂等。
将钾肥颗粒均匀涂层后，再进行包装，通常采用复合塑料袋或纸袋。
四、环保问题钾肥生产过程中直接排放的污染物主要有氯化氢、氯化钾、二氧化硫等，速生树种在吸收污染物方面效果显著。
此外，工艺条件的优化和精细化管理，也可以大量减少废气和废水的排放。
钾肥工业生产工艺流程
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青海柴达木盆地有盐湖75个，以钾、钠、镁、硼、锂为主体的盐类资源总储量达3283亿t，虽然近几年来正在逐步形成具有较大规模的资源综合利用项目，但目前仍以钾资源的开采为主。
在钾肥生产中，以反浮选一冷结晶工艺为主导生产工艺，工艺流程图见图1。
钾肥生产所采用的工艺技术以及生产设施设备在生产运行中存在的主要危险因素有哪些，如何采取技术措施控制危险因素，是钾肥生产中必须解决的问题。
青海盐湖工业集团股份有限公司在多年实践中，摸索出钾肥生产过程中的一套安全管理办法，取得较好成效。
2我国无氯钾肥生产现状2. 1硫酸钾在农业上,硫酸钾是主要的无氯钾肥,也是农作物所需硫的重要补充来源。
其氧化钾含量一般在45% ~50%,硫含量约18%。
另外,其盐碱地指数仅为氯化钾的40%左右。
由于硫元素不仅能提高农产品产量,还能改善其品质,所以硫酸钾中的硫也是植物生长所需的重要营养元素。
对于那些只能施用硫酸钾、硝酸钾和磷酸二氢钾等无氯钾肥的忌氯作物来讲,硫酸钾是目前应用最多的一种,主要有以下几种生产方法。
2. 1. 1曼海姆法[3]曼海姆法是我国主要生产硫酸钾方法,它是将氯化钾和硫酸置于高温曼海姆炉中,在500℃~600℃条件下转化制备,副产品氯化氢洗涤吸收得到35%的盐酸。
硫酸和氯化钾的反应分以下两步进行:第一步: KCl+H2SO4KHSO4+HCl+12. 56kJ(低温进行)第二步: KHSO4+KCl K2SO4+HCl-71. 18kJ(高温进行)由于第一步反应速度很快,生成的酸性硫酸盐包裹在KCl的表面,形成了一层不渗透的膜,阻止反应的继续进行,致使反应在常温下无法进行,只有将KCl和H2SO4置于高温曼海姆炉中,才能转化制备。
该工艺生产技术成熟可靠,产量质量稳定,品位高,流程简单,钾收率高。
不足的是由于在高温强酸下进行,故能耗高,设备腐蚀严重,投资费用高,副产品盐酸易受销路制约。
2. 1. 2芒硝法[4]芒硝法是以Na+, K+∥Cl-, SO2-4—H2O四元水盐体系相图为工艺指导,通过两步反应生成硫酸钾,副产氯化钠。
两步反应式如下:第一步反应: 4Na2SO4+6KCl 3K2SO4·Na2SO4+6NaCl第二步反应: 3K2SO4·Na2SO4+ 2KCl4K2SO4+2NaCl该法具有较高的转化率,设备腐蚀性小,能耗低、成本低、无污染。
不足之处是流程太长,工序繁琐,副产品氯化钠用途价值不大。
2. 1. 3缔置法缔置法是以氯化钾、硫酸和氨为原料,经缔合、置换和解缔等反应生产硫酸钾的方法。
其基本的工艺原理是:利用有机溶剂对盐酸和硫酸的亲和力不同的性质来制取硫酸钾。
缔合:用不溶于水的有机缔合剂与硫酸缔合,生成硫酸胺盐, SO2-4被缔合在缔合剂上。
置换:氯化钾溶液中Cl-将缔合剂上的SO-4置换下来,从而获取硫酸钾溶液,此溶液进入结晶系统产出硫酸钾。
解缔:用氨进行解缔,使氨与缔合剂上的Cl-结合生成氯化铵,解缔后缔置剂循环利用。
该法是在常压下操作,反应温度低,腐蚀性小,设备寿命长,产品质量较高,投资少,成本低且无污染,副产品氯化铵也是很好的肥料。
但该法在工业化进程中遇到的一些难题仍未解决,比如工厂的规模都偏小,而且生产过程中缔合剂有损失,甚至“中毒”,材料选择要求高,另外再生剂氨的损耗很大。
除此之外,还有钾盐矿石制取硫酸钾,硫酸与氯化钾有机溶剂法制硫酸钾,硫酸镁法制硫酸钾,硫酸铵法制硫酸钾,石膏法制硫酸钾,由于资源分布、技术与经济等原因,至今工业化进展不大。
2. 2硝酸钾硝酸钾不仅是一种重要的工业原料,而且还是一种重要的无氯氮钾复合肥,可作为液体肥料,用于叶面施肥,含氮钾总量达60%,具有广泛的适用性,被誉为硫酸钾之后的“第三代钾肥”。
我国在20世纪90年代中期以后,硝酸钾应用领域才开始由过去单一的工业领域拓展应用于农业肥料。
目前主要有以下几种生产方法。
2. 2. 1硝酸铵与氯化钾复分解法[5]该法由硝酸铵和氯化钾复分解反应生成硝酸钾和副产物氯化铵,是我国目前主要生产硝酸钾方法, 国内生产厂大多采用此种技术生产。
反应式如下: NH4NO3+KCl KNO3+NH4Cl反应后溶液是由氯化钾、硝酸铵、硝酸钾、氯化铵4种物质组成,根据K+,NH+4∥Cl-,NO-3—H2O 43四元体系相图,选择适宜的工艺条件,使溶液中硝酸钾和氯化铵分别结晶析出。
经过多年的生产实践, 张建策[6]提出了三步循环法生产硝酸钾的生产工艺,并提出了如下生产工艺条件:KC:l NH4NO3=1∶1. 5(摩尔比),浓度为55% ~58%,KNO3结晶温度为15℃~20℃, NH4Cl蒸发浓度为70% ~75%,NH4Cl结晶温度为55℃~70℃。
该法蒸发能耗低,原料利用率高,氯化铵回收容易,环境污染小,投资少;但产品外观、质量稍差。
2. 2. 2离子交换法[7]离子交换法是以硝酸铵和氯化钾为原料,以阳离子交换树脂为交换媒介,进行吸钾和洗钾过程得硝酸钾溶液和氯化铵溶液,然后再经蒸发、冷却、结晶、分离、干燥得所需产品。
其吸附和洗脱过程为: R—SO3NH4+KCl R—SO3K+NH4ClR—SO3K+NH4NO3R—SO3NH4+KNO3式中:R代表强酸阳离子交换树脂。
该法优点是工艺流程短,设备简单,投资少,产品质量好,可连续操作。
缺点是回收氯化铵所需设备要求较高,需用钛材、钛钼镍合金或其它合成材料,蒸发耗能高,生产成本高,而成品氯化铵的售价低;如果排放将造成污染,浪费资源。
2. 2. 3硝酸转化法(硝酸钾与氯化镁联产工艺)[8]硝酸转化法以氯化钾、硝酸和菱苦土为原料,通过反应生产硝酸钾,副产品为氯化镁。
总反应式如下:MgO+2HNO3+2KCl+5H2O 2KNO3+MgCl2·6H2O首先在硝酸溶液中,缓慢加入菱苦土,搅拌溶解,化学反应如下:MgO+2HNO3Mg(NO3)2+H2O然后加入氯化钾,溶液过滤除杂后冷却降温,随着温度降低,硝酸钾溶解度显著降低,硝酸钾晶体大量析出。
主要反应如下:Mg(NO3)2+2KCl 2KNO3(固相)+MgCl2最后溶液过滤除杂后进行蒸发结晶,保温沉降,析出MgCl2·6H2O晶体。
该法原料廉价易得,成本低,产品质量好。
不足之处是硝酸因其易挥发与分解给环境造成污染,氯化镁经济价值不大。
除此之外,我国硝酸钠和氯化钾复分解反应生成硝酸钾工艺,因资源紧张,成本高,现已基本停产。
正在研究开发硝酸与氯化钾低温萃取法制取硝酸钾,硝酸(或硝酸铵)与氯化钾连续离子交换法制取硝酸钾,目前尚处于开发阶段,还没有工业化生产。
2. 3磷酸二氢钾在农业上,磷酸二氢钾是一种高浓度的高效磷钾复合肥,因其具有营养成分高(P,K有效成分>90% ),化学性质稳定,无嗅、无味、无毒,易溶于水,不结块,因而适用于各种土壤和作物,加之它施用量少,能广泛用于浸种、浸根、药物拌种、浇灌和叶面喷施,对农作物在加速灌浆、促进代谢、抵御干热风和防止倒伏等方面均有显著效果。
目前,我国磷酸二氢钾主要用于工业方面,用作农肥量较少,主要有以下几种生产方法。
2. 3. 1中和法[9]中和法是用苛性钾或碳酸钾中和磷酸,再经蒸发浓缩制取磷酸二氢钾,其化学反应如下:H3PO4+KOH KH2PO4+H2O2H3PO4+K2CO32KH2PO4+CO2↑+H2O该法产品纯度高、工艺简单、投产容易,但所用原料昂贵、能耗大、生产成本高,限制了大规模生产。
2. 3. 2萃取法萃取法是利用不同的有机溶剂对不同的化合物具有不同的溶解特性,将某物质从混合物中分离出来的方法。
反应方程式可表示为(S为有机溶剂):S·H3PO4+KCl KH2PO4+S·HCl萃取法生产磷酸二氢钾,是以结晶法为基础,有机溶剂为萃取剂,从而制得纯度较高的磷酸二氢钾。
一般的萃取剂为甲醇、异丁醉、苯和二丁基亚矾等。
由于有机溶剂用量大、价格昂贵,还需考虑有机溶剂的回收,其应用受到限制。
2. 3. 3离子交换法离子交换法是以氯化钾和磷酸为原料,通过阳离子或阴离子交换树脂的吸附和再生过程来生成磷酸二氢钾和氯化铵溶液。
以国产001#强酸型苯乙烯阳离子交换树脂为例,说明其生产过程。
反应可分为如下两步:R—SO3NH4+KCl R—SO3K+NH4ClR—SO3K + NH4H2PO4R—SO3NH4+KH2PO4产品可达到工业级磷酸二氢钾标准,但树脂价格昂贵,一次性投资较大,在生产过程中,树脂还容易中毒需要全部更换,给生产带来很大麻烦,蒸发能44盐业与化工第36卷第2期耗高。
2. 3. 4复分解法[10]复分解法是将氯化钾中的钾离子与正磷酸盐(磷酸二氢钠或磷酸二氢铵)中的磷酸二氢根通过复分解反应生成磷酸二氢钾。
(1)磷酸二氢钠复分解法:反应方程式如下:Na2CO3+2H3PO42NaH2PO4+CO2+H2ONaH2PO4+KCl KH2PO4+NaCl该法生产设备简单,反应条件平和,操作方便,没有污染,质量可靠,是比较理想的工艺,但不足之处是副产品氯化钠价值太低。
(2)磷酸二氢铵复分解法反应方程式如下:NH3H2PO4+KCl KH2PO4+NH4Cl或NH4HCO3+H3PO4+KCl KH2PO4+NH4Cl+CO2+H2O直接利用第一个反应式,反应不能进行到底,从相图上也找不到理想的分离途径,该反应的研究进展缓慢;焦作大学王东头等人提出了以碳酸氢铵、磷酸和氯化钾生产磷酸二氢钾的方法,该方法先用碳酸氢铵与磷酸反应生成磷酸二氢铵,磷酸二氢铵与氯化钾以100∶65的比例在60℃~100℃下反应,反应后将磷酸二氢钾的母液蒸发浓缩到一定程度,然后冷却到30℃以下,即能得到符合标准的磷酸二氢钾产品。
该法磷酸二氢钾收率可达到95%,且副产氯化铵,具有应用价值。
除此之外,还有磷酸与氯化钾直接复分解法,以湿法磷酸、硫酸钾和石灰石为原料复分解反应制取磷酸二氢钾的工艺路线。
3无氯钾肥新工艺本工艺是以天然斜发沸石为离子交换剂,以海水和铵盐为原料,采用吸附、洗脱、蒸发、结晶等操作制备无氯钾肥。
首先,将海水常温下通过Na型沸石柱进行离子交换,沸石由Na型沸石转化为K型沸石,经盐水洗脱沸石由K型又转换成Na型;然后,洗脱后溶液通入NH4型沸石柱进行钾离子吸附,沸石柱由铵型转换成钾型,再用铵盐溶液在一定温度下通入沸石柱,从沸石柱流出的溶液中含有钾、铵和钠离子,该混合溶液被称为富钾液,同时沸石由钾型转换为铵型。
如此沸石不停地循环转换。
收集流出的富钾液,用适当的方法在一定条件下让溶质充分析出,从而制得高效无氯的含钾复合肥。
主要反应如下:NaZ+K+(海水) KZ+Na+(吸后海水)KZ+Na+(盐水) NaZ+K+(溶液)NH4Z+K+(溶液) KZ+NH+4(含铵液)KZ+NH+4(铵盐溶液) NH4Z+K+(富钾液)本工艺技术适用性强,工艺简捷,原料来源广泛,无三废排出,可应用于对海水、卤水、盐湖水中K 进行提取,工业化前景十分广阔。