CN106587113A - 一种由磷石膏制硫酸钾的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种由磷石膏制硫酸钾的方法，涉及化合物生产方法技术领域，包括如下步骤：S1、制备硫酸氨溶液；S2、制备硫酸钾氨；S3、精制硫酸钾氨；S4、制备硫酸钾；S5、复分解母液浓缩制氯化钾氨；S6、产品成分检测；本发明所公开的由磷石膏制硫酸钾的方法，制取硫酸铵溶液采用固体碳酸氢铵为原料,磷石膏不须处理就能直接使用，工艺流程简单,原料采购与贮运方便,K2O转化率达76％以上，且产品质量好,副产品碳酸钙能全部替代生石灰粉用于混合砂浆,效果良好，副产品氯化钾铵系二元复合肥,可混配成高、中、低浓度三元复肥，硫酸铵溶液制备过程中有少量氨逸出,采用稀硫酸吸收装置加以回收，可进一步提高氮收率。

Description

一种由磷石膏制硫酸钾的方法
技术领域
本发明涉及化合物生产方法技术领域，特别是涉及一种由磷石膏制硫酸钾的方法。
背景技术
随着磷复肥工业的发展，磷石膏的产生量也日益增长，面对磷石膏巨大的排放量，对其的治理越来越得到人们广泛的重视，一些新型的处理技术也在不断的出现，如利用磷石膏一步法制硫酸钾等，把磷石膏这种废物转变成农业上所使用的肥料，这种转变技术是特别有市场价值的，它不仅去除了日益巨增的废物磷石膏，同时产生了有价值的硫酸钾，也符合中国目前的国情，许多硫酸厂都选用硫磺为原料来制取硫酸，这个工艺占地面积小、能耗低并且产量高，但我国是一个硫资源短缺的国家，硫磺主要靠从国外进口，用磷石膏作为硫资源来生产硫酸钾更体现出了工艺路线的优势和竞争力。
发明内容
本发明的目的就是为了克服传统方法需求的硫磺资源短缺的缺陷，设计了一种由磷石膏制硫酸钾的方法，工艺流程简单,产品质量好,副产品的生成可进一步提高氮收率。
本发明所要求解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：
一种由磷石膏制硫酸钾的方法，包括如下步骤：
S1、制备硫酸氨溶液：将循环洗液(或补充水)加入反应器中,开动搅拌，加热至一定温度后，加入磷石膏和需要量的碳酸氢氨反应、过滤得到硫酸氨溶液；
S2、制备硫酸钾氨：将制备的硫酸氨溶液及精制母液加入反应器中加热，按一定配比加入符合工艺要求的氯化钾加热,对生成的料浆进行冷却、结晶,过滤抽干,得到白色的硫酸钾氨结晶；
S3、精制硫酸钾氨：在烧杯中加入定量水、搅拌，加入硫酸钾氨,搅拌反应1～1.5小时，经过滤、抽干，滤饼干燥后即得到精制硫酸钾氨；
S4、制备硫酸钾：将得到的精制硫酸钾氨进行离心分离、干燥，最终获得硫酸钾产品；
S5、复分解母液浓缩制氯化钾氨：将步骤3获得的精制硫酸钾氨加热浓缩、冷却、结晶、过滤，还可以获得白色颗粒状氯化钾铵复肥。
S6、产品成分检测；
所述步骤1中的反应时间为1～2个小时，过滤是在真空环境下进行，过滤剩下的滤饼为碳酸钙，用水洗涤两次，洗液返回反应器循环使用。
所述步骤1中的反应过程会生成CO2气体,易产生泡沫,采用自配消泡剂消泡,效果好，经系统连续循环试验,结果好且稳定，制备的硫酸氨溶液含N为95％～100％，N收率96.2％以上，SO4 2—转化率为93.0％～94.5％。
所述步骤2中加入氯化钾后的加热温度为70～75℃,反应时间为2小时，制备的硫酸钾氨含K2O 40％左右,含N 5％～6％,含Cl 1.5％～3％，K2O转化率77％～78％,如在冬天,冷却水在5～10℃时,K2O转化率达80％以上。
所述步骤3获得的精制母液可以返回复分解反应器循环使用，采用本方法制备的硫酸钾铵结晶母液含K2为38～40g/L,含N 78～80g/L，含溶质35％～37％，主要组分为氯化铵和硫酸铵，约占85％，其次为氯化钾和硫酸钾。
所述步骤5获得的产品组分含量为：K2O 9％～12％，N17.5％～20％，Cl 30％左右,有效养分K2O+N为29％～30％，该过程所得K2O和N收率为99％。
所述步骤6对获得的硫酸钾产品进行检测的结果为：氧化钾含量为47％，大于45％，氯化物含量为1.2％，小于2.5％，水分含量为0.33％，小于3.0％，游离酸含量为0。
由于采用了以上技术方案，本发明具有如下优点：
本发明所公开的由磷石膏制硫酸钾的方法，制取硫酸铵溶液采用固体碳酸氢铵为原料,磷石膏不须处理就能直接使用，工艺流程简单,原料采购与贮运方便,K2O转化率达76％以上，且产品质量好,副产品碳酸钙能全部替代生石灰粉用于混合砂浆,效果良好，副产品氯化钾铵系二元复合肥,可混配成高、中、低浓度三元复肥，硫酸铵溶液制备过程中有少量氨逸出,采用稀硫酸吸收装置加以回收，可进一步提高氮收率。
附图说明
图1为本发明由磷石膏制硫酸钾的工艺流程图；
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
一种由磷石膏制硫酸钾的方法，包括如下步骤：
S1、制备硫酸氨溶液：将循环洗液(或补充水)加入反应器中,开动搅拌，加热至一定温度后，加入磷石膏和需要量的碳酸氢氨反应、过滤得到硫酸氨溶液；
S2、制备硫酸钾氨：将制备的硫酸氨溶液及精制母液加入反应器中加热，按一定配比加入符合工艺要求的氯化钾加热,对生成的料浆进行冷却、结晶,过滤抽干,得到白色的硫酸钾氨结晶；
S3、精制硫酸钾氨：在烧杯中加入定量水、搅拌，加入硫酸钾氨,搅拌反应1～1.5小时，经过滤、抽干，滤饼干燥后即得到精制硫酸钾氨；
S4、制备硫酸钾：将得到的精制硫酸钾氨进行离心分离、干燥，最终获得硫酸钾产品；
S5、复分解母液浓缩制氯化钾氨：将步骤3获得的精制硫酸钾氨加热浓缩、冷却、结晶、过滤，还可以获得白色颗粒状氯化钾铵复肥。
S6、产品成分检测；
步骤1中的反应时间为1～2个小时，过滤是在真空环境下进行，过滤剩下的滤饼为碳酸钙，用水洗涤两次，洗液返回反应器循环使用。
步骤1中的反应过程会生成CO2气体,易产生泡沫,采用自配消泡剂消泡,效果好，经系统连续循环试验,结果好且稳定，制备的硫酸氨溶液含N为95％～100％，N收率96.2％以上，SO4 2—转化率为93.0％～94.5％。
步骤2中加入氯化钾后的加热温度为70～75℃,反应时间为2小时，制备的硫酸钾氨含K2O 40％左右,含N 5％～6％,含Cl 1.5％～3％，K2O转化率77％～78％,如在冬天,冷却水在5～10℃时,K2O转化率达80％以上。
步骤3获得的精制母液可以返回复分解反应器循环使用，采用本方法制备的硫酸钾铵结晶母液含K2为38～40g/L,含N 78～80g/L，含溶质35％～37％，主要组分为氯化铵和硫酸铵，约占85％，其次为氯化钾和硫酸钾。
步骤5获得的产品组分含量为：K2O 9％～12％，N17.5％～20％，Cl 30％左右,有效养分K2O+N为29％～30％，该过程所得K2O和N收率为99％；
步骤6对获得的硫酸钾产品进行检测的结果为：氧化钾含量为47％，大于45％，氯化物含量为1.2％，小于2.5％，水分含量为0.33％，小于3.0％，游离酸含量为0。
本发明所公开的由磷石膏制硫酸钾的方法，制取硫酸铵溶液采用固体碳酸氢铵为原料,磷石膏不须处理就能直接使用，工艺流程简单,原料采购与贮运方便,K2O转化率达76％以上，且产品质量好,副产品碳酸钙能全部替代生石灰粉用于混合砂浆,效果良好，副产品氯化钾铵系二元复合肥,可混配成高、中、低浓度三元复肥，硫酸铵溶液制备过程中有少量氨逸出,采用稀硫酸吸收装置加以回收，可进一步提高氮收率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.一种由磷石膏制硫酸钾的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、制备硫酸氨溶液：将循环洗液(或补充水)加入反应器中,开动搅拌，加热至一定温度后，加入磷石膏和需要量的碳酸氢氨反应、过滤得到硫酸氨溶液；
S2、制备硫酸钾氨：将制备的硫酸氨溶液及精制母液加入反应器中加热，按一定配比加入符合工艺要求的氯化钾加热,对生成的料浆进行冷却、结晶,过滤抽干,得到白色的硫酸钾氨结晶；
S3、精制硫酸钾氨：在烧杯中加入定量水、搅拌，加入硫酸钾氨,搅拌反应1～1.5小时，经过滤、抽干，滤饼干燥后即得到精制硫酸钾氨；
S4、制备硫酸钾：将得到的精制硫酸钾氨进行离心分离、干燥，最终获得硫酸钾产品；
S5、复分解母液浓缩制氯化钾氨：将步骤3获得的精制硫酸钾氨加热浓缩、冷却、结晶、过滤，还可以获得白色颗粒状氯化钾铵复肥。
S6、产品成分检测。
2.根据权利要求1所述一种由磷石膏制硫酸钾的方法，其特征在于：所述步骤1中的反应时间为1～2个小时，过滤是在真空环境下进行，过滤剩下的滤饼为碳酸钙，用水洗涤两次，洗液返回反应器循环使用。
3.根据权利要求1所述一种由磷石膏制硫酸钾的方法，其特征在于：所述步骤1中的反应过程会生成CO2气体,易产生泡沫,采用自配消泡剂消泡,效果好，经系统连续循环试验,结果好且稳定，制备的硫酸氨溶液含N为95％～100％，N收率96.2％以上，SO4 2—转化率为93.0％～94.5％。
4.根据权利要求1所述一种由磷石膏制硫酸钾的方法，其特征在于：所述步骤2中加入氯化钾后的加热温度为70～75℃,反应时间为2小时，制备的硫酸钾氨含K2O 40％左右,含N5％～6％,含Cl 1.5％～3％，K2O转化率77％～78％,如在冬天,冷却水在5～10℃时,K2O转化率达80％以上。
5.根据权利要求1所述一种由磷石膏制硫酸钾的方法，其特征在于：所述步骤3获得的精制母液可以返回复分解反应器循环使用，采用本方法制备的硫酸钾铵结晶母液含K2为38～40g/L,含N 78～80g/L，含溶质35％～37％，主要组分为氯化铵和硫酸铵，约占85％，其次为氯化钾和硫酸钾。
6.根据权利要求1所述一种由磷石膏制硫酸钾的方法，其特征在于：所述步骤5获得的产品组分含量为：K2O 9％～12％，N17.5％～20％，Cl 30％左右,有效养分K2O+N为29％～30％，该过程所得K2O和N收率为99％。
7.根据权利要求1所述一种由磷石膏制硫酸钾的方法，其特征在于：所述步骤6对获得的硫酸钾产品进行检测的结果为：氧化钾含量为47％，大于45％，氯化物含量为1.2％，小于2.5％，水分含量为0.33％，小于3.0％，游离酸含量为0。
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