專利名稱：硫酸銨氯化鉀循環(huán)復(fù)分解生產(chǎn)硫酸鉀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種利用硫酸銨氯化鉀采用循環(huán)復(fù)分解生產(chǎn)硫酸鉀的方法。
硫酸鉀是無(wú)氯鉀肥的主要品種，又含有農(nóng)作物所需要的硫元素，廣泛施用于忌氯作物，如煙草、柑桔、茶葉、葡萄、甜菜等。目前，利用硫酸銨、氯化鉀生產(chǎn)硫酸鉀的方法有幾種，德國(guó)專利Ger.offen2142114(1973)是采用在過(guò)量5-10%(摩爾)的硫酸銨溶液中加入固體氯化鉀不斷攪拌，使呈懸浮狀態(tài)，即有多量硫酸鉀結(jié)晶出來(lái)，再在15-40℃通氨到懸浮溶液中直到飽和，使進(jìn)一步結(jié)晶出硫酸鉀。分離出硫酸鉀后的溶液蒸發(fā)出氨，循環(huán)使用。蒸發(fā)并冷卻留下的溶液得到氯化銨。該工藝中硫酸鉀在氨的飽和溶液中結(jié)晶并分離，對(duì)提高產(chǎn)品硫酸鉀的純度有利，但因采用氨在生產(chǎn)工藝中循環(huán)，不僅要增加氨回收設(shè)備使流程復(fù)雜化，還不可避免地要消耗一定數(shù)量的氨，而且將使生產(chǎn)操作環(huán)境和衛(wèi)生及安全條件惡化。日本專利(日)特許公報(bào)昭48-22907是采用NH4/K＝1(摩爾比)的28.52%的硫酸銨溶液中在100℃以下加氯化鉀攪拌反應(yīng)，10℃結(jié)晶，粗品用含硫酸銨少許的50%甲醇水溶液處理，母液再用甲醇處理回收硫酸鉀，得產(chǎn)品含K2O53-53.6%，K2O回收率90%以上，但采用有毒甲醇進(jìn)行處理，條件惡劣。在專利申請(qǐng)?zhí)枮?9106858.9的磷酸二氫鉀、硫酸鉀的生產(chǎn)方法及申請(qǐng)?zhí)枮?0105324.4的硝酸鉀、磷酸二氫鉀、硫酸鉀的生產(chǎn)方法中公開(kāi)了一種硫酸鉀的生產(chǎn)方法，其方法是首先配制含硝酸鈉的循環(huán)溶液，加熱此循環(huán)溶液與肥料氯化鉀作用析出氯化鈉，分離氯化鈉后的母液冷卻降溫析出氯化鉀，分離氯化鉀后的母液與硫酸銨作用生產(chǎn)硫酸鉀，母液循環(huán)使用。在此方法中，需要首先制出中間物，然后再通過(guò)中間物制備硫酸鉀，工藝過(guò)程復(fù)雜。
本發(fā)明的目的就是提供一種以硫酸銨、氯化鉀為原料，以水為溶劑生產(chǎn)硫酸鉀的工藝方法，不僅可以穩(wěn)定地生產(chǎn)出優(yōu)等品硫酸鉀，而且可以得到能直接使用的副產(chǎn)品固態(tài)氮鉀肥，同時(shí)，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單易行，實(shí)現(xiàn)了母液循環(huán)。
本發(fā)明的解決方案是，以硫酸銨、氯化鉀為原料，以水為溶劑，具體方法及工藝條件是在每升水(或循環(huán)溶液)含氮80-90克的硫酸銨溶液中，于70-100℃在不斷攪拌下緩慢投入固體氯化鉀，其用量按氮氯比N/cl(摩爾比)為1.02-1.15計(jì)算，并在此溫度下反應(yīng)30-60分鐘，冷至15-40℃，過(guò)濾得粗產(chǎn)品及母液Ⅰ，粗產(chǎn)品再與含氯化鉀2.5～15%的溶液(1公斤粗產(chǎn)品用1～1.25升氯化鉀溶液)在15～40℃反應(yīng)10-60分鐘，分離得濕產(chǎn)品及母液Ⅲ，濕產(chǎn)品經(jīng)干燥得硫酸鉀，母液Ⅰ經(jīng)濃縮并冷至5～10℃，離心分離得固態(tài)氮鉀肥和母液Ⅱ，母液Ⅱ和母液Ⅲ混合后循環(huán)使用，或者僅有母液Ⅲ循環(huán)使用，母液Ⅱ與母液Ⅰ混合后濃縮、冷析、分離得固態(tài)氮鉀肥。其流程見(jiàn)附圖
在上述過(guò)程中，硫酸銨和氯化鉀的反應(yīng)方程式為
2(m l)kcl+(m+l)(NH4)2SO4＝ml2SO4·(NH4)2SO4+2(mNH4cl·Kcl)冷卻、過(guò)濾得粗產(chǎn)品及母液Ⅰ，粗產(chǎn)品再與氯化鉀反應(yīng)，其反應(yīng)方程式為mK2SO4·(NH4)2SO4+2kcl＝(m+l)k2SO4+2NH4cl分離得濕產(chǎn)品及母液Ⅲ，濕產(chǎn)品經(jīng)干燥得符合國(guó)家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2BG21006-89規(guī)定的優(yōu)等品硫酸鉀(K2O≥50.0%，cl≤1.5%，H2O≤1.0%)，母液Ⅰ經(jīng)濃縮，冷析，離心分離得母液Ⅱ和固態(tài)氮鉀肥，固態(tài)氮鉀肥可直接使用，有復(fù)混肥裝置的企業(yè)可用于生產(chǎn)三元復(fù)混肥，效益更佳。母液Ⅱ和液液Ⅲ混合后循環(huán)使用，實(shí)現(xiàn)了母液的循環(huán)，當(dāng)所用的原料硫酸銨或氯化鉀純度不高時(shí)，母液Ⅱ不參加循環(huán)，僅用母液Ⅲ循環(huán)，在加大蒸發(fā)量之后所剩的少量母液Ⅱ與母液Ⅰ混合，然后進(jìn)行濃縮、冷析、分離得固態(tài)氮鉀肥，這樣對(duì)保證硫酸鉀的純度有利。肥料資源不損失，全部過(guò)程無(wú)“三廢”排放，勞動(dòng)衛(wèi)生及安全條件好。
本發(fā)明提供的硫酸銨、氯化鉀循環(huán)復(fù)分解生產(chǎn)硫酸鉀與現(xiàn)有技術(shù)比較工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，易行，后處理只需加入氯化鉀溶液進(jìn)行反應(yīng)即可穩(wěn)定地生產(chǎn)出符合國(guó)家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)等品硫酸鉀供農(nóng)用或出口，無(wú)需通過(guò)中間物再產(chǎn)生，并以水為溶劑，不需要其它輔助原材料，如氨、甲醇，因此全部過(guò)程無(wú)“三廢”排放，勞動(dòng)衛(wèi)生及安全條件好，實(shí)現(xiàn)了母液循環(huán)，肥料資源不損失，副產(chǎn)品為固態(tài)氮鉀肥，可直接使用，或用于生產(chǎn)三元復(fù)混肥，效益更佳。本發(fā)明的推廣應(yīng)用將改變我國(guó)硫酸鉀幾乎全靠進(jìn)口的局面，也將緩解硫酸鉀的需求矛盾，還可以節(jié)約大量外匯，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
實(shí)施例1在500毫升母液Ⅱ及母液Ⅲ的混合液中，投硫酸銨83.7克，氯化鉀81.8克，不斷攪拌，90℃下反應(yīng)30分鐘，冷至30℃，分離并洗滌得粗產(chǎn)品101.7克(K2O 45.26%、cl 1.53%、H2O 3.00%)及母液1400毫升，取95克硫酸鉀粗產(chǎn)品經(jīng)與118毫升12.5%kcl溶液在30℃反應(yīng)40分鐘并分離干燥后得優(yōu)等品硫酸鉀85.5克(K2O 50.55%、cl 0.94%、H2O 0.10%)，同時(shí)得母液Ⅲ125毫升，母液Ⅰ濃縮后冷至10℃，分離得氮鉀肥75.8克及母液Ⅱ210毫升。母液Ⅱ、Ⅲ和水混合液500毫升進(jìn)入新的循環(huán)。
實(shí)施例2，母液Ⅱ和母液Ⅲ的混合液1500升，投入硫酸銨289公斤，氯化鉀258公斤，在不斷攪拌下于95℃反應(yīng)半小時(shí)，冷至30℃分離，得硫酸鉀粗產(chǎn)品290公斤(K2O 43.95%、cl 2.10%、H2O 2.90%)及母液Ⅰ1660升，粗產(chǎn)品經(jīng)加入360升12.8%氯化鉀水溶液在30℃反應(yīng)40分鐘后，分離干燥得優(yōu)級(jí)品硫酸鉀260公斤(K2O 50.85%、cl 0.95%、H2O 0.50%)及母液Ⅲ280升，母液Ⅰ經(jīng)濃縮后冷至10℃，分離得氮鉀肥336公斤(
～15%，K2O～017%，H2O≤3.0%和母液Ⅱ1220升。母液Ⅱ和母液Ⅲ混合后進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。
權(quán)利要求
1.硫酸銨、氯化鉀循環(huán)復(fù)分解生產(chǎn)硫酸鉀，本發(fā)明的特征是以硫酸銨、氯化鉀為原料，以水為溶劑，具體方法及工藝條件是在每升水(或循環(huán)溶液)含氮80-90克的硫酸銨溶液中，于70-100℃在不斷攪拌下緩慢投入固體氯化鉀，其用量按氮氯比8/Cl(摩爾比)為1.02-1.15計(jì)算，并在此溫度下反應(yīng)30-60分鐘，冷至15-40℃，過(guò)濾得粗產(chǎn)品及母液Ⅰ，粗產(chǎn)品再與含氯化鉀2.5～15%的溶液(1公斤粗產(chǎn)品用1～1.25升氯化鉀溶液)在15～40℃反應(yīng)10-60分鐘，分離得濕產(chǎn)品及母液Ⅲ，濕產(chǎn)品經(jīng)干燥得硫酸鉀，母液Ⅰ經(jīng)濃縮并冷至5～10℃，離心分離得固態(tài)氮鉀肥和母液Ⅱ，母液Ⅱ和母液Ⅲ混合后循環(huán)使用，或者僅有母液Ⅲ循環(huán)使用，母液Ⅱ與母液Ⅰ混合后濃縮、冷析、分離得固態(tài)氮鉀肥。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種利用硫酸銨和氯化鉀采用循環(huán)復(fù)分解生產(chǎn)硫酸鉀的方法，其特點(diǎn)是在硫酸銨水溶液中投入氯化鉀，冷卻分離得粗產(chǎn)品和母液I，將粗產(chǎn)品加入氯化鉀水溶液進(jìn)行后處理，分離得母液III和濕產(chǎn)品，經(jīng)干燥得硫酸鉀，母液I經(jīng)濃縮、冷析、分離得母液II和固態(tài)氮鉀肥，母液II、III混合后循環(huán)使用。本工藝方法簡(jiǎn)單易行，產(chǎn)品硫酸鉀為優(yōu)等品，無(wú)“三廢”排放，衛(wèi)生安全條件好，并得副產(chǎn)品固態(tài)氮鉀肥可直接使用，實(shí)現(xiàn)了母液循環(huán)，原料無(wú)損失。
文檔編號(hào)C05G1/10GK1091112SQ9311046
公開(kāi)日1994年8月24日 申請(qǐng)日期1993年2月20日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月20日
發(fā)明者王文德, 聶同仁, 馮勇, 鄒濟(jì)民, 周炳炎, 彭珊珊, 樊碧, 辜曉舜, 李志忠, 黃柳 申請(qǐng)人:湖南省化肥工業(yè)公司