硫酸钾生产方法综述
我国硫酸钾的生产工艺现状概述
我国硫酸钾的生产工艺现状概述摘要：硫酸钾是我国现代农业常用的无氯钾肥之一，目前世界生产硫酸钾主要有曼哈姆法、缔置法和复分解法等。
本文对我国硫酸钾的主要生产工艺的现状进行阐述。
关键词：硫酸钾生产工艺曼哈姆法缔置法复分解法硫酸钾是我国现代农业常用的无氯钾肥之一，并且在世界钾肥市场中占有很大的份额，硫酸钾被广泛地用于忌氯农作物的养分补充。
由于现代农业对硫酸钾的大量需求，农业专家不断地研究其生产方法。
目前世界生产硫酸钾主要有曼哈姆法、缔置法和复分解法等，笔者多年从事无氯钾肥研究工作，现对我国目前生产无氯钾肥之硫酸钾主要方法作出阐述。
一、使用硫酸法制取硫酸钾1.曼哈姆法曼哈姆法是我国目前生产硫酸钾的主要方法之一，用到的主要生产原料为氯化钾和硫酸，将两种原料在曼哈姆炉混合并使其产生反应，再将两者反应的产物硫酸氢钾经过高温加热使其继续与氯化钾充分反应，最终生成硫酸钾；目前我国以氯化钾和硫酸为原料生产硫酸钾还有一种比较成熟的方法：将两者混合在反应炉内，使用1000~1100摄氏度的高温对反应炉进行加热，将两者反应后的产经过物冷却、中和便可得到硫酸钾，使用这种方法生产硫酸钾的同时，还有盐酸作为副产品产生。
该方法生产硫酸钾的优点是：生产出的硫酸钾品位很高，并且生产过程无损失，缺点在于这种方法生产能力低，并且生产的过程中产生的盐酸对反应炉有一定的腐蚀破坏。
2.缔置法缔置法生产硫酸钾的主要原料为氯化钾、硫酸和有机溶剂，三者经过一系列化学反应后产生硫酸钾。
使用缔置法生产硫酸钾过程中，有机溶剂的选择直接影响着硫酸钾的产量，有研究表明，使用高沸点的有机溶剂可以大大提高硫酸钾的产量。
与曼哈姆法相比，缔置法具有更多的优点，缔置法生产硫酸钾能耗小，并且产生周期短，因此，使用缔置法生产硫酸钾的经济效益更高，但是缔置法还不属于是一种成熟的方法，生产硫酸钾所用的有机溶剂一般都具有一定的毒性。
二、复分解法制取硫酸钾1.硫酸铵法硫酸铵法是将硫酸铵作为生产硫酸钾的原料之一，使硫酸铵与其他原料之间产生复分解反应，从而获得硫酸钾的方法。
硫酸钾生产工艺
硫酸钾生产工艺曼海姆法生产硫酸钾，虽然工艺成熟，但其明显缺陷是设备使用寿命短，一次性投资大，生产过程有大量的副产品盐酸产生，有一定的环境和销售负担。
而目前开发的硫酸镁转化法、芒硝转化法、硫酸转化法、光卤石分解法、硫酸铵转化法等新工艺，不仅投资小、收率高、产品质量优，而且设备使用寿命长（20年），无副产品盐酸产生。
和曼海姆相比具有明显优势。
一、硫酸钾产品介绍1、物理与化学性质硫酸钾，分子式K2SO4，分子量174.27，外观为白色结晶状固体（工业品多呈灰白色）。
理论氧化钾含量54.06%，在自然界中成单体分子的极为少见。
不溶于乙醇、丙酮和二硫化碳。
它在水中的溶解度因硫酸铵和氯化钾的存在而降低，实际上不溶于后两种化合物的饱和溶液中。
2、用途硫酸钾的用途主要作肥料施用，尤宜用于忌氯作物，也用来制钾明矾、钾水玻璃和碳酸钾等。
硫酸钾在军工行业中用于炮弹的消烟剂，农业上用作化学肥料，是制造钾盐的原料。
染料工业用于制中间体，玻璃工业用作澄清剂，香料工业用作助剂，医药上用作缓泻剂，食品工业用作通用添加剂。
还用于血清蛋白生活检验。
我国土地84%缺钾，同时我国又是一个钾资源十分匮乏的国家，因而限制了钾肥的开发利用和发展。
致使农作物土壤主要养分氮磷钾的比例严重失调。
钾肥的主要品种有氯化钾、硫酸钾、硝酸钾，由于忌氯作物不能施用氯化钾，硝酸钾价格昂贵，且为炸药，施用受到限制。
而硫酸钾同时也可提供作物需要的钾和硫，价格便宜。
因此无氯钾肥以硫酸钾为主。
3、市场供求状况：2013年以来，我国农肥行业，尤其是复合肥行业对氯化钾的需求急剧增长，目前处供不应求状态。
市场价位在3500元/t上下。
二、工艺介绍1、硫酸镁转化法制备硫酸钾（1）工艺原理：硫酸镁转化法是国外重要的硫酸钾制备方法之一，但由于受资源条件的限制，我国采用此法的甚少。
以硫酸镁和氯化钾为原料制备硫酸钾是通过两个工艺过程来实现的，其工艺原理是：以相图分析为依据，首先将硫酸镁和氯化钾按规定量与水及循环的部分软钾镁矾母液混合并在一定条件下反应，生成软钾镁矾。
硫酸钾生产方法综述
硫酸钾生产方法综述摘要：文章主要是分析了硫酸钾进行生产的几种工艺技术方法，同时讲解了其的特点以及主要工艺技术，望能为有关人员提供到一定的参考和帮助。
关键字：硫酸钾；工艺；综述1、前言硫酸钾是我国农业上重要的无氯钾肥，也是当前农作物中需要硫重要的补充来源。
硫元素能有效提升到我国农作物的产量，还能明显改善到其的品质，由此可知硫酸钾中的硫也是农作物生产中所需要的重要营养元素。
2、硫酸钾生产工艺的现状目前国内外生产硫酸钾的方法大体可分为三大类:一类是从硫酸盐型海湖盐卤水和地下卤水中提取,其产量约占10%～15%;二是用天然硫酸钾矿石或复杂组分的固体钾矿石制取,其产量占10%左右;三是转化法,即用含硫酸根物料与氯化钾转化制取硫酸钾,其产量约占75%。
目前主要有以下几种工艺。
2.1、海湖盐卤水和地下卤水制取硫酸钾海湖盐卤水制取硫酸钾早期主要有高温盐法和苦卤蒸发—浮选法以及离子交换法等方法。
2.1.1、高温盐法制取硫酸钾此工艺是以盐化工厂氯化钾生产中的副产物高温盐为原料,将高温盐与氯化钾进行一段转化后,得到钾镁矾与氯化钠的混合物。
然后向物料中加入脂肪酸胺盐类捕收剂和萜烯醇类起泡剂及系统所产矾母液制成浆料,送入浮选机内进行浮选分离得到软钾镁矾和工业盐。
软钾镁矾再与氯化钾在水溶液中进行二段转化分离得到硫酸钾。
本方法存在投资较高,设备费用较大,流程长,浮选药剂对产品的质量有一定的影响等缺点。
另外此方法由于还要使用艺产出的氯化钾作为原料投入,造成不必要的重复工作,增加了生产成本。
2.1.2、苦卤蒸发浮选法此工艺是高温盐法制取硫酸钾工艺的进一步改进:用系统自产的光卤石与苦卤掺兑分离出苦盐后进行蒸发浓缩,蒸发至固相为NaCl、水合硫酸镁(MgSO4?H2O)、无水钾镁矾(K2SO4?2MgSO4)、光卤石和氯化钾的混合物,然后从混合盐中分离出纯净的无水钾镁矾和水合硫酸镁,再将其在15℃～66℃下转化为软钾镁矾(K2SO4?MgSO4?6H2O):2(K2SO4?2MgSO4)+2KCl+18H2O3(K2SO4?MgSO4?6H2O)+MgC l22(MgSO4?H2O)+2KCl+4H2OK2SO4?MgSO4?6H2O+MgCl2固液分离后的粗矾主要是软钾镁矾、KCl和NaCl的混合物。
转化法生产硫酸钾硝酸钾技术
转化法生产硫酸钾、硝酸钾技术一、硫酸铵一氯化钾转化法制硫酸钾铵和氯化铵钾硫酸钾是一种白色结晶化合物，化学式为K2sO4,分子量为174.255,结晶为斜方晶型，固体溶解在水中形成中性溶液，pH值约为7.0，纯的硫酸钾中含K2O为54.06%，由于硫酸钾具有吸湿性小，不易结块的优点，因此易于储藏及运输。
硫酸钾中硫也是植物所需的中量营养元素，近年来由于硫酸铵用量减少，土壤中硫含量也减少，使有些地方开始有缺硫的征兆，需要适当的补充硫，因而硫酸钾被认为是一种较理想的肥料。
硫酸钾是一种施用最多的无氯钾肥。
无氯钾肥主要用于忌氯作物如烟叶和某些品质好的马铃薯、柑橘、葡萄、花卉等经济作物的施肥，它不但能提高作物的产量，而且大大改善了作物的质量。
硫酸钾、硝酸钾主要用氯化钾制得，天然来源很少。
硫酸铵一氯化钾转化法生产硫酸钾铵是基于NH4+-K+-C1- -SO：--H2O体系中有硫酸钾一硫酸铵、氯化铵一氯化钾固熔体存在这一物理化学现象：2 (n+1) KC1+ (n+1) (NH)2s04f 吟SO4_ (NH4)2SO4+2(n NH4 Cl KC1)通过配料的溶解，在一定的稳定下转化析出硫酸钾铵结晶，转化料浆液固分离、洗涤，既得硫酸钾铵产品。
滤洗液经蒸发结晶，分离出氯化钾按。
滤出的母液返回转化器或蒸发器。
该法制得的主产物为85% K2sO4和15%的(NH?2sO,固熔体。
联产物为氯化铵钾。
生产流程氯化钾、硫酸铵（或硫酸铵溶液）分别经计量后加入转化槽，在系统中循环的循环液也加入转化槽，在一定的条件进行转化结晶。
转化料浆经过液固分离和洗涤，得到的固体物料（或经干燥后）即为硫酸钾产品。
滤、洗液经蒸发结晶分离出氯化铵钾，滤出的母液即为循环液，返回转化槽，或继续蒸发结晶。
原料和产品规格原料：（1）氯化钾含 KCl<95%,NaCl<1.2%,水份<1.5%。
（2）硫酸铵含（NH4）2SO4<98%,水份<1.5%,无可见的煤焦油等杂质。
用复分解法生产硫酸钾工艺分析
用复分解法生产硫酸钾工艺分析本文主要从硫酸钾概述、芒硝法工艺分析、硫酸镁法工艺分析、注意事项等方面对复分解法生产硫酸钾工艺进行了分析。
标签：复分解法；硫酸钾；生产工艺一、前言科技改变生活，硫酸钾作为一种无氯钾肥越来越受到重视，本文主要从芒硝法以及硫酸镁法等方面对复分解法生产硫酸钾工艺进行了探讨。
二、硫酸钾概述目前，世界硫酸钾总生产能力为400万吨/年，消费量为278万吨硫酸钾/年，占世界K2O总消费量的5%。
硫酸钾生产方法有两种：一种是从矿石或卤盐中提取，另一种由KCI转化而来。
其中50%来自矿石，37%由KCI转化，13%写取自盐湖和卤水。
世界硫酸钾总生产能力的一半集中在西欧，其它还有美国、南朝鲜、台湾等。
硫酸钾是一种无色结晶体，分子式K2SO4，分子量174.24，理论含K2O54.06%，密度2.662t/m3，味苦咸，易溶于水，水溶液呈生理酸性，不溶于乙醇、丙酮和二硫化碳，吸湿性小，不易结块。
硫酸钾是无氯钾肥主要品种，约占世界钾肥总产量的5%，主要用于烟草、甜菜、甘蔗、马铃薯、葡萄、柑桔、西瓜、茶叶、菠罗等喜钾忌氯作物及海产养殖，不但能提高产量，而且还能提高农产品质量，如烟草的可燃性，葡萄、西瓜的糖度，薯类的淀粉含量等。
在干旱地区施用硫酸钾能够避免对作物有害的氯化物积累，保持稳产高产。
硫酸钾还可用来制造过硫酸钾、钾明矾、钾水玻璃和碳酸钾，在医药、染料、玻璃、炸药等行业也有广泛用途。
农业用硫酸钾K2O含量一般在50%左右，盐指数（即SO2-4含量）低，只有46.1，不会损伤作物，不吸潮结块，便于保管、运输和使用。
特别是近年来大量使用尿素、碳铵、磷铵，导致不少地区土壤中缺硫，硫酸钾已逐渐成为硫的主要补充来源，就此而言，硫酸钾具有双重肥效作用，不但其中的钾为作物所必需的常量营养元素，硫也是作物所需要的中量营养元素。
所以，尽管硫酸钾中所含的氧化钾比氯化钾中折合的氧化钾低近10%，但其价格远比氯化钾高，硫酸钾中氧化钾几乎为氯化钾中同量氧化钾价格的两倍，国际市场上硫酸钾吨价比氯化钾高出100美元左右（据资料介绍，进口氯化钾离岸价85～90美元/t，到岸价110～120美元/t）。
硫酸钾生产工艺简介
硫酸钾生产工艺简介1 工艺流程简述硫酸钾化肥装置主体部分为干气工序、反应炉工序、氯化氢吸收工序和盐酸解吸工序。
1）干气工序来至炼厂催化干气经压力、流量调节后，进入稳压罐，压力保持在0.10～0.20MPa。
稳压罐干气一部分进入气拒储存备用，其余干气又经过压力调节后进入缓冲罐，压力保持在0.004～0.006MPa.缓冲罐干气经阀门控制进入反应炉燃烧器。
2）反应炉工序氯化钾由料仓送入螺旋输送机，并由此控制流量，经电子皮带称计量，进入反应炉布料器落到炉床中部，浓硫酸由高位槽按规定的流量不断加入至反应炉布料器，从布料器洒入炉床中部。
氯化钾与浓硫酸经安装在转臂上的耙齿不断搅拌混合，并由燃烧器间接加热，在炉内进行反应，同时不断被推向炉腔周边，反应完成后硫酸钾经出料口进入冷却器。
经冷却后的硫酸钾进入埋刮板输送机，按一定流量加入石灰调节酸度后，进入振动筛、粉碎机，经除尘后运至成品料仓，经过包装秤包装即为正式产品。
反应中产生的氯化氢气体被风机引至氯化氢吸收工序，并保持炉内一定的负压。
3）氯化氢吸收工序反应炉产生的氯化氢气体由风机抽出，经过冷却洗涤器，洗涤塔用循环水间接冷却及浓盐酸洗涤后，使其降温并除去杂质，净化后的气体经降膜吸收器吸收为浓盐酸。
浓盐酸一部分做洗涤用，其余送至脱吸工序进行脱吸，尾气中未吸收的氯化氢气体经回收塔与清洗塔用软化水吸收后，使HCl含量≤80PPm，然后经过风机排空。
吸收之稀酸与解吸稀酸作为降膜吸收器的吸收液之用。
4）盐酸解吸工序由吸收工序送来的浓盐酸经流量控制进入解吸塔顶部，与再沸器来的约120℃氯化氢气液混合物进行热量交换，浓盐酸中的氯化氢气体解吸出来由塔顶进入冷凝器，冷却器，除去大部分水后，进入浓盐酸分离器，进一步除去酸雾后，得到高纯的氯化氢气体经缓冲罐送至外网。
分离出来的浓酸又加入至解吸塔。
解吸塔流出的稀盐酸一部分进入再沸器作解吸之用，其余打入1#、2#冷却器，进行冷却降温后送至吸收工序降膜吸收器作为吸收液。
钾肥--硫酸钾生产工艺
（1）原料氯化钾自吊斗除尽杂物， 由电动葫芦吊至高位料 仓， 经计量调速螺旋输送器送入氯化钾加料管至旋转 氯化钾布料匀速进入反应床以达到与 98%硫酸充分 反应之目的。
（2）原料 硫酸储罐维持补充中间槽液位，由酸泵自中 间槽吸入，连续送入 98%硫酸高位计量槽，维持高位 计量槽恒定液面， 多余酸量经溢流口由回流管回至中 间槽， 计量槽内硫酸经计量装置定量送入硫酸加料管 至反应室内旋转硫酸分布器， 由分酸导槽均匀送入反 应床以达到与原料氯化钾充分反应之目的。 6、 煤气输送、燃烧。空气、烟道气的鼓入、引出及换热：
（1）反应室生成之氯化氢气体，出口温度高达 400 余度， 需进行热换热降温至≤50℃以利于硫酸气的洗涤和 盐酸的制备， 该过程在碳精冷却器内进行。 因氯化氢 气体内尚含有微量之尘杂物， 为防止碳精冷却器之堵 塞， 伴有混酸洗涤之流程， 洗涤液自酸洗泵出口顺氯 化氢气体流程回至硫酸气洗涤塔， 冷却水自下而上由 水分布器回至回水斗，采用二段冷却。 （2）自反应室排出这氯化氢气体中伴有少量硫酸气(主要 为三氧化硫)及物料微粒。为制取高品质之盐酸将三 氧化硫微粒洗涤净很为必要， 此一过程在硫酸气洗涤 塔内进行， 混酸吸收液控制一定的波美度连续移出至 混酸中间槽， 稀盐酸补充有尾气回收系统送来， 经洗 涤后的氯化氢气体则进入制酸系统。 为防止出口气体 带液专设一填料分布器，将截留之酸滴回酸洗塔。 3、 酸的制备： 洗涤后的氯化氢气体与来自盐酸吸收塔В的稀硫酸顺 流进入盐酸吸收塔А完成降膜吸收过程，浓盐酸控制波美 度 18-19 送至盐酸中间槽。未被吸收之氯化氢气体进入盐 酸吸收塔В（填料塔）与加入该塔之清净水逆流接触完成 吸收过程。氯化氢尾气进入尾气回收塔（1 号） ，清净水由 高位制酸水桶经计量装置连续投入并控制适量水量，吸收 液借位差流入盐酸吸收塔А。制酸工艺采用三套并联装置，
一种生产硫酸钾新方法
一种生产硫酸钾新方法一、硫酸钾的重要性1. 硫酸钾在农业上可是个大明星呢。
咱们种庄稼的时候啊，它能让土壤变得更肥沃，农作物吸收了硫酸钾之后啊，就像人吃了补药一样，长得特别壮实。
像咱们爱吃的那些水果啊，蔬菜啊，要是施了硫酸钾肥，那口感都能变得更好，甜度可能会增加，营养也更丰富。
2. 在工业上，硫酸钾也有着不小的作用。
它可以用于制造玻璃、陶瓷这些东西。
就拿玻璃来说吧，要是没有硫酸钾，可能玻璃的质量就没那么好，透明度、硬度什么的都会受影响。
二、传统生产硫酸钾的方法及局限1. 传统的生产硫酸钾的方法有好几种呢。
有一种是用硫酸和氯化钾反应来制取。
这种方法虽然能得到硫酸钾，但是它有不少问题。
比如说啊，这个反应过程可能会产生一些对环境不太友好的物质，而且反应的条件有时候比较苛刻，需要高温高压之类的，这就意味着要消耗更多的能源，成本也就跟着上去了。
2. 还有一种方法是从一些天然的矿物中提取硫酸钾。
不过这种方法的产量往往比较低，而且受到矿物资源分布的限制。
如果那个地方没有这种矿物，那想靠这种方法生产硫酸钾就不行了。
三、新的生产硫酸钾的方法1. 这个新方法啊，是利用一种特殊的微生物。
这种微生物可神奇了，它能够在比较温和的条件下，把一些含钾的物质和含硫的物质转化成硫酸钾。
就像是微生物在自己的小世界里开了一个小小的硫酸钾工厂一样。
2. 这种微生物生产硫酸钾的过程中，不需要高温高压，也不会产生太多对环境有害的物质。
而且啊，这种微生物还很容易培养，可以大量繁殖，这样就能提高硫酸钾的产量了。
3. 另外呢，这种新方法所需要的原料也比较容易获取。
不像传统方法那样，对某些特定的原料依赖很大。
比如说，一些工业废料中就含有微生物所需要的含钾和含硫的物质，把这些废料利用起来，既解决了废料处理的问题，又能生产硫酸钾，简直是一举两得啊。
四、新方法的发展前景1. 从环保的角度来看，这个新方法有着巨大的优势。
现在全球都在提倡环保，这种对环境友好的生产方法肯定会受到欢迎的。
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硫酸钾生产方法综述
摘要：文章主要是分析了硫酸钾进行生产的几种工艺技术方法，同时讲解了其的特点以及主要工艺技术，望能为有关人员提供到一定的参考和帮助。
关键字：硫酸钾；工艺；综述
1、前言
硫酸钾是我国农业上重要的无氯钾肥，也是当前农作物中需要硫重要的补充来源。
硫元素能有效提升到我国农作物的产量，还能明显改善到其的品质，由此可知硫酸钾中的硫也是农作物生产中所需要的重要营养元素。
2、硫酸钾生产工艺的现状
目前国内外生产硫酸钾的方法大体可分为三大类:一类是从硫酸盐型海湖盐卤水和地下卤水中提取,其产量约占10%～15%;二是用天然硫酸钾矿石或复杂组分的固体钾矿石制取,其产量占10%左右;三是转化法,即用含硫酸根物料与氯化钾转化制取硫酸钾,其产量约占75%。
目前主要有以下几种工艺。
2.1、海湖盐卤水和地下卤水制取硫酸钾
海湖盐卤水制取硫酸钾早期主要有高温盐法和苦卤蒸发—浮选法以及离子交换法等方法。
2.1.1、高温盐法制取硫酸钾
此工艺是以盐化工厂氯化钾生产中的副产物高温盐为原料,将高温盐与氯化钾进行一段转化后,得到钾镁矾与氯化钠的混合物。
然后向物料中加入脂肪酸胺盐类捕收剂和萜烯醇类起泡剂及系统所产矾母液制成浆料,送入浮选机内进行浮选分离得到软钾镁矾和工业盐。
软钾镁矾再与氯化钾在水溶液中进行二段转化分离得到硫酸钾。
本方法存在投资较高,设备费用较大,流程长,浮选药剂对产品的
质量有一定的影响等缺点。
另外此方法由于还要使用艺产出的氯化钾作为原料投入,造成不必要的重复工作,增加了生产成本。
2.1.2、苦卤蒸发
浮选法此工艺是高温盐法制取硫酸钾工艺的进一步改进:用系统自产的光卤石与苦卤掺兑分离出苦盐后进行蒸发浓缩,蒸发至固相为NaCl、水合硫酸镁(MgSO4・H2O)、无水钾镁矾(K2SO4・2MgSO4)、光卤石和氯化钾的混合物,然后从混合盐中分离出纯净的无水钾镁矾和水合硫酸镁,再将其在15℃～66℃下转化为软钾镁矾(K2SO4・MgSO4・6H2O):2(K2SO4・2MgSO4)+2KCl+18H2O3(K2SO4・MgSO4・6H2O)+MgCl22(MgSO4・H2O)+2KCl+4H2OK2SO4・MgSO4・6H2O+MgCl2固液分离后的粗矾主要是软钾镁矾、KCl和NaCl的混合物。
浮选出其中的NaCl,再加入按25℃K+、Mg2+//Cl-、SO2-4-H2O相图计算出的KCl和H2O的量,使之充分反应后,分离所得固相即为硫酸钾:K2SO4・MgSO4・6H2O+2KCl2K2SO4+MgCl2+6H2O此法减少了高温盐法制取硫酸钾工艺的操作步骤,系统不再产出氯化钾而是在工艺过程中用光卤石直接兑卤,从而简化了工艺流程,减少了工艺损失,提高了收率。
同时将原兑卤法生产氯化钾改为生产硫酸钾,提高了产品的价值。
但此工艺仍不可避免地存在由于浮选而带来的缺陷。
2.1.3、离子交换法
本项技术的工艺流程为:将海水通过装有天然吸附剂的交换柱,使钾离子吸附在离子交换剂上;再将系统的循环液通过离子交换进行叠加吸附;在高温下用热饱和卤水对交换柱中的钾离子进行洗脱,得到富钾淋洗液和循环液;将富钾淋洗液返回兑老卤,调整组成后进行一段蒸发,当达到氯化钠较大析出而无水钾镁矾接近饱和时,分离出固相并用富钾淋洗液洗涤、分离、干燥从而得到精盐;清液继续蒸发至无水钾镁矾析出较完全而氯化钾又不析出时结束蒸发;将蒸发完成液保温沉降,清液冷却制得光卤石和老卤;光卤石用统自产硫酸钾母液分解得到氯化钾和分解液,浆料通过浮选方法将硫镁矾与氯化钠分离,硫镁矾加水与氯化钾反应后分离得到硫酸钾和硫酸钾母液。
本方法解决了在卤水制取硫酸钾过程中的如下问题:(1)由于卤水中钾离子和硫酸根不平衡而造成需添加氯化钾的问题;(2)由于本法可以
直接从海水中提取硫酸钾,因此为彻底解决我国硫酸钾资源紧缺问题,以及为我国钾肥的自给开辟了一条新途径。
2.2、钾盐矿石制取硫酸钾
该法是利用含钾硫酸盐的矿石(如杂卤石K2SO4・4MgSO4・2CaSO4・2H2O)、钾盐镁矾矿(K2SO4・MgSO4・3H2O)、明矾石(K2SO4・Al2(SO4)3・2Al2O3・6H2O 等经一系列的物理、化学变化获取硫酸钾的方法。
我国的钾盐矿石制取硫酸钾技术虽都经过技术鉴定,但形成规模生产的仅有浙江温州化工厂。
我国由于可利用的钾矿资源较少、品位低、分布具有地域性,以及工艺具有分离处理难度大、产品质量差、收率不高等缺陷,致使钾盐矿石制取硫酸钾,不能得到广泛的推广和应用。
2.3、氯化钾转化法
根据使用含硫酸根原料的不同,氯化钾转化法又可分为以下几种:
2.3.1、曼海姆法
19世纪末期德国的MannheimVereim首创了以氯化钾和硫酸为原料制得硫酸钾的方法,即曼海姆法,该法目前生产工艺最为成熟,其主要反应式
为:2KCl+H2SO4(浓)K2SO4+2HCl从反应机理看,实际上该反应分两步进行:第一步是在较低温度下进行的硫酸分解氯化钾的放热反应,2KCl+H2SO4(浓)KHSO4+HCl+Q 第二步是在高温下硫酸氢钾与氯化钾的吸热反应,KHSO4+KClK2SO4+HCl-Q该法的优点是:所得产品硫酸钾的品位较高(W(K2O)50%～51%),而且几乎没有损失,钾的收率也比较高。
该法的缺点是:由于在高温强酸的条件下进行反应,故设备腐蚀严重,单炉生产能力的提高比较困难,维修量较大,投资费用较高,并且副产盐酸,市场难以畅销。
2.3.2、缔置法
该法是我国自行研究开发的,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亲和力不同的性质来制取硫酸钾。
首先用不溶于水的有机缔合剂硫酸缔合;其次
在氯化钾溶液中,利用氯离子将缔合剂上的硫酸根置换下来,从而获取硫酸钾溶液;最后此溶液进入结晶系统产出硫酸钾。
为了使有机缔置剂能够循环利用,需要用
氨进行解缔,使氨与缔合剂上的氯结合生成氯化氨,解缔后的母液返回循环使用。
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,而且生长过程中缔合剂有损失,甚至“中毒”,材料选择要求高,因此使生产很不理想。
2.3.3、复分解法
复分解法是利用各种含硫酸钾的可溶性盐类与氯化钾进行复分解反应制取硫酸钾的生产方法,按照其中可溶性硫酸盐种类的不同,复分解法又可以分为以下几种类型:
2.3.3.1、硫酸氢钾法
硫酸氢钾法是指加碱中和硫酸氢钾的方法,即通过在氯化钾和硫酸反应的过
程中移走生成的氯化氢气体的同时加入一种碱性物质以破坏KHSO4结构的方法直接制得硫酸钾。
该反应在常温常压下水体系中进行,一般以氨为最佳的碱性物质,并且氨还能使硫酸钾在水中的溶解度急剧降低而以较纯的结晶态析出。
反应式为:Cl+H2SO4KHSO4+HCl↑KHSO4+KCl+NH3・H2OK2SO4+NH4Cl+H2O硫酸氢钾法反应
温度低、能耗小、对设备腐蚀小、设备使用寿命得以延长;反应完全、快速、工
艺简单、成本低;钾的收率高、产品含量低、纯度高、质量好,可适于各种规模、不同规格的硫酸钾的生产。
2.3.3.2、硫酸铵—氯化钾法
硫酸铵—氯化钾法是利用硫酸铵和氯化钾在溶液中的离子反应和反应产物的溶解度差异,通过控制反应物的浓度和反应温度,从而分离制取硫酸钾和氯化铵的方法。
3、硫酸钾生产新工艺
本工艺是利用沸石作为离子交换剂,将海水通过沸石柱,海水中的钾离子在常温下被吸附到沸石上,沸石由Na+型沸石转化为K+型沸石;用硫酸铵溶液作为洗脱剂,在一定温度通入沸石柱,溶液中的NH+4与沸石上的K+进行离子交换,沸石转化为NH+4型沸石,截取流出液中K+浓度较高的部分作为富钾液;用饱和氯化钠溶液再生沸石柱,沸石被再生成Na+型沸石,重新具有吸附钾离子的能力。
如此沸石不停地循环转换,收集流出的富钾溶液,用合适的析晶剂在一定条件下让硫酸钾充分析出,从而制得较纯净的硫酸钾晶体。
主要反应式如下:NaZ+K+(海水)=KZ+Na+(吸后海水)2KZ+(NH4)2SO4=K2SO4+2NH4ZNH4Z+NaCl=NaZ+NH4Cl本工艺可应用于对海水、卤水、盐湖水中K+进行提取,技术适用性强,工艺简单,无三废排出,且副产氨水。
氨水可与硫酸反应生成硫酸铵以节约成本。
1.
结束语
由上可知，在选择硫酸钾生产工艺时应当选取因地制宜的生产工艺，利用到一些较为获取的生产原料来制取硫酸钾，同时还可以采用到一些反应条件较为温和，对反应设备腐蚀较小的工艺流程进行生产，从而有效提升到其的经济效益。
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