CN109650947A

CN109650947A - 一种工业废硫酸生产硫酸氢钾肥的方法

Info

Publication number: CN109650947A
Application number: CN201910115552.XA
Authority: CN
Inventors: 夏念冉; 曹辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-02-15
Filing date: 2019-02-15
Publication date: 2019-04-19

Abstract

本发明公开了一种工业废硫酸生产硫酸氢钾肥的方法，采用卤素行业产生的较低浓度工业废硫酸或者其他基础化学行业产生的不含有机物和有害杂质的工业废硫酸为原料，和氯化钾低温反应制得硫酸氢钾料浆，再加入定量的氧化镁原料中和过量的硫酸生成少量硫酸镁，混合料浆经冷却、结晶，离心分离得到一种含K、含Mg、含S的硫酸氢钾肥。实现了可以工业废硫酸为主要原料经济的制取硫酸氢钾产品，既可以用做肥料生产的原料，也可以直接用于农业生产，可以直接施用的全水溶的微酸性硫酸氢钾肥，尤其适用于碱性土壤施用的技术效果。

Description

一种工业废硫酸生产硫酸氢钾肥的方法

技术领域

本发明具体是一种工业废硫酸生产硫酸氢钾肥的方法，属于危险废物综合利用和化肥生产技术领域。

背景技术

卤素生产行业在生产过程中产生大量工业废硫酸，因浓度较低，且含有一定的氯化物，其他行业难以综合利用，国家危险废物名录为列为危险废物HW34。

农业生产用的硫酸氢钾分子式为KHSO4，是一种含K，含S的肥料，因其为全水溶，且水解后为微酸性，尤其适用于碱性土壤施用。硫酸氢钾可以用硫酸和氯化钾反应制取，现有的生产技术和专利采用浓硫酸与氯化钾在低温条件下反应生成硫酸氢钾，反应逸出的氯化氢吸收后副产盐酸。为保证反应的有效进行，硫酸为过量添加，反应所得物料为含有残余硫酸的硫酸氢钾料浆，为强酸性物料，不能直接作为硫酸氢钾肥料，因此一般作为一种中间过程原料，与磷酸混合溶解后，再加氨中和，得到含N、P、K的三元硫基复合肥料。

发明内容

本发明提供一种工业废硫酸生产硫酸氢钾的方法，可以工业废硫酸为主要原料经济的制取硫酸氢钾产品，既可以用做肥料生产的原料，也可以直接用于农业生产，可以直接施用的全水溶的微酸性硫酸氢钾肥，尤其适用于碱性土壤施用。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种工业废硫酸生产硫酸氢钾肥的方法，包含如下步骤：

（1）制备硫酸氢钾料浆；将浓度≥70%工业废硫酸和氯化钾在搅拌反应槽内反应，控制温度110-140℃，KCl和H2SO4的摩尔比1:1.1-1:1.2；反应生成的氯化氢采用多级水吸收方式生产盐酸副产品；

（2）稀释；将步骤（1）制备的硫酸氢钾料浆加入部分热水稀释，控制硫酸氢钾重量浓度50-60%，制得稀释硫酸氢钾料浆；

（3）中和；将步骤（2）制备的稀释硫酸氢钾料浆，按过量硫酸对应的比例加入少量氧化镁搅拌反应，控制温度60-80℃，中和去除硫酸氢钾料浆中的过量硫酸，得到含有硫酸镁盐的硫酸氢钾料浆；

（4）冷却结晶；将步骤（3）所得的含有硫酸镁盐的硫酸氢钾料浆冷却至30-35℃，析出硫酸氢钾结晶和一水硫酸镁或七水硫酸镁结晶；

（5）分离；将步骤（4）所得的含有硫酸氢钾结晶和一水硫酸镁或七水硫酸镁结晶的晶浆，通过离心机过滤分离，得到最终含少量一水硫酸镁或七水硫酸镁的晶体态硫酸氢钾肥。

进一步的，其中步骤（1）中所述的浓度≥70%工业废硫酸，采用的是卤素行业的≥70%工业废硫酸或其他基础化学工业的不含有机物和有害杂质的≥70%工业废硫酸。

进一步的，其中步骤（4）所述，冷却结晶采用自然降温或间接换热方式进行冷却。

进一步的，其中步骤（2）中使用的热水来自步骤（5）分离所得含硫酸氢钾和硫酸镁的滤液。

上述步骤的主要反应为：

KCl + H₂SO₄ = KHSO₄ + HCl

H₂SO₄ + MgO = MgSO₄ + H₂O

发明具有以下有益技术效果：

采用其他行业难以再利用的工业废硫酸为原料生产硫酸氢钾肥，可大量处置利用危险废物名录中的工业废硫酸，如此生产的硫酸氢钾肥原料费用基本为零，经济优势明显；采用添加少量氧化镁中和过量硫酸方式，消除强酸性，最终制取可以直接用于农业生产的含K、含Mg、含S的全水溶晶体态硫酸氢钾肥。本生产方法所得硫酸氢钾肥，典型组分1：K2O：23.50%，MgO：4%，S：19.4%；典型组分2：K2O：26.50%，MgO：4.5%，S：22%；典型组分3：K2O：25.00%，MgO：4.4%，S：20.5%；亦有典型组分之间的不同养分组合。

具体实施方式

下面结合具体实例进一步说明本发明。

实施例一：

一种工业废硫酸生产硫酸氢钾肥的方法，采用卤素行业产生的较低浓度工业废硫酸或者其他基础化学行业产生的不含有机物和有害杂质的工业废硫酸为原料，和氯化钾低温反应制得硫酸氢钾料浆，再加入定量的氧化镁原料中和过量的硫酸生成少量硫酸镁，混合料浆经冷却、结晶，离心分离得到一种含K、含Mg、含S的硫酸氢钾肥。

进一步的，上述工业废酸生产硫酸氢钾肥的方法包含如下步骤：

（1）制备硫酸氢钾料浆。将浓度≥70%的的工业废硫酸和氯化钾在搅拌反应槽内反应，控制温度120℃，KCl和H2SO4的摩尔比1:1.1。反应生成的氯化氢采用多级水吸收方式生产盐酸副产品。

（2）稀释。将步骤（1）制备的硫酸氢钾料浆加入部分热水稀释（连续生成时加入离心分离返回的滤液），控制硫酸氢钾重量浓度55%，制得稀释硫酸氢钾料浆。

（3）中和。将步骤（2）制备的稀释硫酸氢钾料浆，按过量硫酸对应的比例加入少量氧化镁搅拌反应，控制温度70℃，中和去除硫酸氢钾料浆中的过量硫酸，得到含有硫酸镁盐的硫酸氢钾料浆。

（4）冷却结晶。将步骤（3）所得的硫酸氢钾料浆冷却至33℃，析出硫酸氢钾结晶和一水硫酸镁或七水硫酸镁结晶。

（5）分离。将步骤（4）所得的含有硫酸氢钾结晶和一水硫酸镁或七水硫酸镁结晶的晶浆，通过离心机过滤分离，得到最终含有少量一水硫酸镁或七水硫酸镁的晶体态硫酸氢钾肥。过滤所得滤液中溶解有硫酸氢钾和硫酸镁，返回补充做步骤（2）做稀释液用。

上述步骤的主要反应为：

KCl + H2SO4 = KHSO4 + HCl

H2SO4 + MgO = MgSO4 + H2O

典型组分1：K2O：23.50%，MgO：4%，S：19.4%；典型组分2：K2O：26.50%，MgO：4.5%，S：22%；典型组分3：K2O：25.00%，MgO：4.4%，S：20.5%；亦有典型组分之间的不同养分组合。

Claims

1.一种工业废硫酸生产硫酸氢钾肥的方法，其特征在于包含如下步骤：

（5）分离；将步骤（4）所得的含有硫酸氢钾结晶和一水硫酸镁或七水硫酸镁结晶的晶浆，通过离心机过滤分离，得到最终含有少量一水硫酸镁或七水硫酸镁的晶体态硫酸氢钾肥。

2.如权利要求1的一种工业废硫酸生产硫酸氢钾肥的方法，其特征在于：步骤（1）中所述的浓度≥70%工业废硫酸，采用的是卤素行业的≥70%工业废硫酸或其他基础化学工业的不含有机物和有害杂质的≥70%工业废硫酸。

3.如权利要求1的一种工业废硫酸生产硫酸氢钾肥的方法，其特征在于：步骤（4）所述，冷却结晶采用自然降温或间接换热方式进行冷却。

4.如权利要求1的一种工业废硫酸生产硫酸氢钾肥的方法，其特征在于：步骤（2）中使用的热水来自步骤（5）分离所得含硫酸氢钾和硫酸镁的滤液。