CN102530996A

CN102530996A - 一种工业化低温连续生产硫酸钾的方法

Info

Publication number: CN102530996A
Application number: CN2011103991549A
Authority: CN
Inventors: 邓秀峰; 潘广珍; 龙谢远; 黄浦; 陈开全
Original assignee: GUANGXI LIYUAN FERTILIZER INDUSTRY TECHNOLOGY AGROCHEMICAL Co Ltd
Current assignee: GUANGXI LIYUAN FERTILIZER INDUSTRY TECHNOLOGY AGROCHEMICAL Co Ltd
Priority date: 2011-11-24
Filing date: 2011-11-24
Publication date: 2012-07-04

Abstract

工业化低温连续生产硫酸钾的方法，包括步骤：1)将纯净水与硫酸在溶钾釜中混合，硫酸与氯化钾按比例将氯化钾加硫酸水溶液中，加热溶钾釜反应后，溶液由下端的出口排到脱氯釜中；2)脱氯釜内设搅拌装置，不断搅拌溶液，脱氯釜内产生的氯化氢及水蒸气通真空排出脱氯釜，氯化氢气体吸收得盐酸，尾气洗净化后排空；3)脱氯后的硫酸钾溶液，从脱氯釜出口排到结晶器，纯净水配成溶液，氢氧化钾将溶液的pH值调至5-6，冷却系统冷却得到硫酸钾结晶体，固液分离后，溶液存放母液罐中循环回用，硫酸钾晶体经流化床干燥，筛分，得到标准的硫酸钾晶体。本发明的工艺脱氯简便易行，脱氯彻底，效果好；生产工艺中的脱氯釜和结晶罐由多个单元组合，可以实现连续化生产。

Description

一种工业化低温连续生产硫酸钾的方法

技术领域

本发明涉及一种硫酸钾的制备方法，具体涉及一种工业化低温连续生产硫酸钾的方法。

背景技术

目前，国内外硫酸钾的生产方法大体可以分为三大类：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份的固体钾矿石制取，其产量占10％左右；三是转化法，即用含硫酸根的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：

1、软钾镁矾与氯化钾在水溶液中进行二段转化，分离得到硫酸钾。

2、海水离子交换法生产硫酸钾；该法发展潜力大，尤其适合钾资源匮乏的国家和地区采用。

3、钾矿石制取硫酸钾；该方法受资源条件的严重制约。

4、曼海姆法生产硫酸钾；这是传统的硫酸钾生产方法。

5、缔置法生产硫酸钾；缔置剂昂贵而且容易失活损失，成本很难过关。

6、复分解法生产硫酸钾；用硫酸铵、硫酸钠、硫酸钙等价廉易得的物料与氯化钾转化分离生产硫酸钾，该方法适用性广，但仍受资源条件的限制。

我国钾资源缺乏，只能采用与国内实际相符合的工艺进行硫酸钾的生产。国内厂家大都采用复分解工艺生产硫酸钾。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的工业化低温连续生产硫酸钾的方法，所要解决的技术问题是使得工艺过程中的反应温度比较低，热损失少，效率高，能耗小；脱氯工艺简便易行，脱氯彻底，效果好；生产工艺中的脱氯釜和结晶罐由多个单元组合，可以实现连续化生产。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种工业化低温连续生产硫酸钾的方法，包括以下工艺步骤：

1)将纯净水与硫酸按1∶1.5～2摩尔比在溶钾釜中混合，硫酸与氯化钾按1∶1.3～1.8摩尔比将氯化钾加入硫酸水溶液中并不断搅拌，采用导热油间壁加热法加热溶钾釜，溶钾釜加热温度控制在80℃～110℃，保持反应溶液不断搅拌，使其受热均匀，釜内压力为常压或微负压。充分反应后，溶液由下端的出口排到脱氯釜中。

2)脱氯釜内设计搅拌装置，不断搅拌溶液，使釜内溶液呈螺旋状转动，加快脱氯速率。脱氯釜内产生的氯化氢及水蒸气通过真空排出脱氯釜，氯化氢气体经过石墨冷却后用水吸收得盐酸，尾气经过碱洗净化后排空。

3)脱氯后的硫酸钾溶液，从脱氯釜下部出口排到结晶器中，用纯净水按摩尔比1∶1.5～2配成溶液，用氢氧化钾把溶液的pH值调至5-6，通过冷却系统冷却得到硫酸钾结晶体，固液分离后，溶液可暂时存放母液罐中循环回用，硫酸钾晶体经过流化床干燥，使其水分降至0.5％以下，通过40目的筛分机筛分，得到优于GB20406-2006标准的硫酸钾晶体。

上述步骤(1)所述的脱氯釜在一条生产线上有多个单元连在一起，整个生产工艺可以无间歇地连续生产。

上述步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)所述的溶钾釜、脱氯釜、搅拌装置和相应的酸溶液(气体)输送管道等设备采用耐酸材料制造而成。

上述步骤(1)、步骤(2)所述的溶钾釜、脱氯釜设计有搅拌装置，提高反应速率。

上述步骤(1)所述的硫酸为质量百分比浓度为98％以上的工业硫酸。

上述步骤(1)所述的硫酸与氯化钾按照按摩尔比1∶1.3～1.8混合。

上述步骤(1)所述的纯净水为符合国家标准(GB/T11446.1-1997)的超纯水。

上述步骤(1)所述的加热方法为导热油夹套加热法或蒸汽加热法。

上述步骤(1)所述的溶钾釜中溶液温度为80℃～110℃不断搅拌，压力为常压或微负压。

上述步骤(2)所述的脱氯釜中脱氯温度控制在110℃～150℃，压力为负压。

上述步骤(2)所述的氯化氢气体用水吸收得盐酸，尾气用碱在吸收后排空。

上述步骤(3)所述的结晶器的数量与反应器相对应。

借由上述技术方案，本发明具有下列优点：

1、工艺过程中的反应温度比较低，热损失少，效率高，能耗小；工艺过程中脱氯工艺简便易行，脱氯彻底，效果好；

2、生产过程中所采用的原材料浓度98％以上的工业硫酸和氯化钾可以在市场上直接采购，价廉易得，原料充足，容易保证生产顺利进行；

3、生产工艺简单可行，涉及设备少，设备投资小，维护成本低，生产成本低；生产工艺中的脱氯釜和结晶罐由多个单元组合，可以实现连续化生产。

附图说明

图1是本发明工业化低温连续生产硫酸钾的方法的整体工艺流程图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明提供的一种工业化连续生产磷酸二氢钾的方法，是通过以下步骤实现的：

2)脱氯釜内温度为110℃～150℃，压力为负压，脱氯釜内设计搅拌装置，不断搅拌溶液，使釜内溶液呈螺旋状转动，加快脱氯速率。脱氯釜内产生的氯化氢及水蒸气通过真空排出脱氯釜，氯化氢气体经过石墨冷却后用水吸收得盐酸，尾气经过碱洗净化后排空。

以下是本发明的工业化低温连续生产硫酸钾的方法的较佳实施例，但本发明并不仅限于以下的实施例。

实施例1

1)将纯净水与硫酸按1∶1.5摩尔比在溶钾釜中混合，硫酸与氯化钾按1∶1.3摩尔比将氯化钾加入硫酸水溶液中并不断搅拌，采用导热油间壁加热法加热溶钾釜，溶钾釜加热温度控制在80℃，保持反应溶液不断搅拌，使其受热均匀，釜内压力为常压或微负压。充分反应30分钟后，溶液由下端的出口排到脱氯釜中。

2)脱氯釜内温度为110℃，压力为负压，搅拌装置不断搅拌溶液，脱氯釜内产生的氯化氢及水蒸气通过真空排出脱氯釜，氯化氢气体经过石墨冷却后用水吸收得盐酸，尾气经过碱洗净化后排空。

3)脱氯后的硫酸钾溶液，从脱氯釜下部出口排到结晶器中，用纯净水按摩尔比1∶1.5配成溶液用氢氧化钾把溶液的pH值调至5-6，，通过冷却系统冷却得到硫酸钾结晶体，固液分离后，溶液可暂时存放母液罐中循环回用，硫酸钾晶体经过流化床干燥，使其水分降至0.5％以下，通过40目的筛分机筛分，得到优于GB20406-2006标准的硫酸钾晶体。

实施例2

1)将氯化钾与超纯水按1∶1.8摩尔比在溶钾釜中溶解，硫酸与氯化钾按照按摩尔比1∶1.6缓缓注入氯化钾溶液中并不断搅拌，采用导热油间壁加热法加热溶钾釜，溶钾釜加热温度控制在110℃，保持反应溶液不断搅拌，使其受热均匀，釜内压力为常压或微负压。充分反应20分钟后，溶液由下端的出口排到脱氯釜中。

2)脱氯釜内温度为150℃压力为负压，搅拌装置不断搅拌溶液，脱氯釜内产生的氯化氢及水蒸气通过真空排出脱氯釜，氯化氢气体经过石墨冷却后用水吸收得盐酸，尾气经过碱洗净化后排空。

3)脱氯后的硫酸钾溶液，从脱氯釜下部出口排到结晶器中，用纯净水按摩尔比1∶1.8配成溶液，用氢氧化钾调溶液pH值至5-6，通过冷却系统冷却得到硫酸钾结晶体，固液分离后，溶液可暂时存放母液罐中循环回用，硫酸钾晶体经过流化床干燥，使其水分降至0.5％以下，通过40目的筛分机筛分，得到优于GB20406-2006标准的硫酸钾晶体。

实施例3

1)将氯化钾与超纯水按1∶2摩尔比在溶钾釜中溶解，硫酸与氯化钾按照按摩尔比1∶1.8缓缓注入氯化钾溶液中并不断搅拌，采用导热油间壁加热法加热溶钾釜，溶钾釜加热温度控制在95℃，保持反应溶液不断搅拌，使其受热均匀，釜内压力为常压或微负压。充分反应25分钟后，溶液由下端的出口排到脱氯釜中。

2)脱氯釜内温度为130℃压力为负压，脱氯釜内产生的氯化氢及水蒸气通过真空排出脱氯釜，氯化氢气体经过石墨冷却后用水吸收得盐酸，尾气经过碱洗净化后排空。

3)脱氯后的硫酸钾溶液，从脱氯釜下部出口排到结晶器中，用纯净水按摩尔比1∶2配成溶液，用氢氧化钾把溶液的pH值调至5-6，通过冷却系统冷却得到硫酸钾结晶体，固液分离后，溶液可暂时存放母液罐中循环回用，硫酸钾晶体经过流化床干燥，使其水分降至0.5％以下，通过40目的筛分机筛分，得到优于GB20406-2006标准的硫酸钾晶体。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种工业化低温连续生产硫酸钾的方法，其特征在于包括以下工艺步骤：

1)将纯净水与硫酸按1∶1.5～2摩尔比在溶钾釜中混合，硫酸与氯化钾按1∶1.3～1.8摩尔比将氯化钾加入硫酸水溶液中并不断搅拌，加热溶钾釜，保持反应溶液不断搅拌，使其受热均匀，充分反应后，溶液由下端的出口排到脱氯釜中；

2)脱氯釜内设计搅拌装置，不断搅拌溶液，脱氯釜内产生的氯化氢及水蒸气通过真空排出脱氯釜，氯化氢气体吸收得盐酸，尾气洗净化后排空；

3)脱氯后的硫酸钾溶液，从脱氯釜下部出口排到结晶器中，用纯净水按摩尔比1∶1.5～2配成溶液，用氢氧化钾将溶液的pH值调至5-6，通过冷却系统冷却得到硫酸钾结晶体，固液分离后，溶液可暂时存放母液罐中循环回用，硫酸钾晶体经过流化床干燥，使其水分降至0.5％以下，通过筛分，得到优于国家标准的硫酸钾晶体。

2.根据权利要求1所述的工业化低温连续生产硫酸钾的方法，其特征在于：所述硫酸为浓度98％以上的硫酸溶液。

3.根据权利要求1所述的工业化低温连续生产硫酸钾的方法，其特征在于：所述溶钾釜、脱氯釜在一条生产线上有多个单元连在一起，整个生产工艺可以无间歇地连续生产。

4.根据权利要求1所述的工业化低温连续生产硫酸钾的方法，其特征在于：所述溶钾釜、脱氯釜、搅拌装置以及相应酸溶液(气体)输送管道采用耐酸材料制造而成。

5.根据权利要求1所述工业化连续生产硫酸钾的方法，其特征在于：所述纯净水为符合国家标准(GB/T11446.1-1997)的超纯水。

6.根据权利要求1所述的工业化低温连续生产硫酸钾的方法，其特征在于：步骤1)中，所述加热溶钾釜的方法为导热油夹套加热法或蒸汽加热法。

7.根据权利要求1所述的工业化低温连续生产硫酸钾的方法，其特征在于：步骤1)中，所述溶钾釜中溶液温度为80℃～110℃不断搅拌，压力为常压或微负压。

8.根据权利要求1所述的工业化低温连续生产硫酸钾的方法，其特征在于：步骤2)中，所述脱氯釜内的脱氯温度控制在110℃～150℃，压力为负压。

9.根据权利要求1所述的工业化低温连续生产硫酸钾的方法，其特征在于：步骤2)中，所述氯化氢气体经过石墨冷却后用水吸收得盐酸，尾气用碱再吸收后排放。

10.根据权利要求1所述工业化连续生产硫酸钾的方法，其特征在于：步骤3)中，所述结晶器数量与溶钾釜、脱氯釜数量分别对应。