專利名稱：用重力分離法生產(chǎn)硫酸鉀的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硫酸鉀的生產(chǎn)方法，特別是一種用硫酸銨和氯化鉀經(jīng)復(fù)分解反應(yīng)后再用重力法分解硫酸鉀的方法。
由于硫酸鉀是一種高效生理性肥料，既可用作基肥，又可用作追肥，尤其是鉀離子容易被植物吸收利用，因此適用于各種農(nóng)作物，特別適用于甘蔗、茶葉、馬玲薯、煙草、西瓜、果樹等農(nóng)作物，它可以提高農(nóng)作物的品質(zhì)，使果實(shí)味道鮮甜，故硫酸鉀作為鉀肥施用遠(yuǎn)比氯化鉀更具有優(yōu)越性能。另外，硫酸鉀除大部分用作鉀肥外，還有少部分用于制造潔凈劑、肥皂、化學(xué)藥品，以及用于紡織染色、玻璃、陶瓷等工業(yè)領(lǐng)域。
由于硫酸鉀的產(chǎn)量低，需要量大，因此，是世界性的短缺物資。當(dāng)前我國硫酸鉀產(chǎn)量約10萬噸／年，與需要量相比，更為短缺。僅就廣西而言，僅甘蔗一項(xiàng)年需要量就達(dá)17萬噸，云南省內(nèi)硫酸鉀產(chǎn)量只為3萬噸／年，而需要量(僅煙草、甘蔗、西瓜)就達(dá)28萬噸／年，缺口25萬噸?？梢娙珖笨谥?。90年及94年我國從國外進(jìn)口硫酸鉀119．8萬噸，耗資2．4億美元。但由于是世界性短缺物資，進(jìn)口數(shù)量也受到控制。
生產(chǎn)硫酸鉀可用氯化鉀和硫酸鹽或硫酸加工制得，也可從含硫酸鹽的鉀資源中制得，還可用草木灰制得。工業(yè)上制取的方法比較多，如利用不同物質(zhì)在同一溶劑中溶解度的差別，以及各種物質(zhì)的溶解度隨溫度的改變而變化的程度不同，采用分涉結(jié)晶分離法，分別得到硫酸鉀和氯化銨，但這種方法工藝流程長，設(shè)備多，投資大，費(fèi)時費(fèi)力，不利于降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。再如重力分離法生產(chǎn)硫酸鉀，這種方法雖工藝流程短，設(shè)備少，投資小，但容易使硫酸鉀中混有氯化銨，既不能夠徹底將硫酸鉀與氯化銨完全分開，使硫酸鉀的品質(zhì)以及產(chǎn)出率受到影響，因此，不利于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足提供一種工藝流程短，設(shè)備投資少，品質(zhì)好，產(chǎn)出率高的硫酸鉀生產(chǎn)方法。
本發(fā)明根據(jù)硫酸鉀與氯化銨比重不相同的特點(diǎn)，采用重力方法對它們進(jìn)行分離。即由于硫酸鉀的密度為2．662，氯化銨的密度為1．527，兩者的密度差為1．135，因此，可用一種密度介于兩者之間的中間物質(zhì)將它們徹底分開。
本發(fā)明的技術(shù)方案包括下列工藝過程混料反應(yīng)，重力分離，過濾，產(chǎn)品烘干及包裝，母液回收，其特征在于在重力分離過程中加入粒徑為1-3mm，密度介于氯化銨和硫酸鉀密度之間，即密度為1．7-2．5的球狀浮選劑，用于使硫酸鉀與氯化銨完全分離。
所述球狀浮選劑可用聚乙烯和滑石粉混合后加溫，并在聚乙烯的熔點(diǎn)下制成球狀顆粒，其聚乙烯和滑石粉的需要量根據(jù)下列方程式求出aX+bY=m(X+Y)X+Y=1其中，X為聚乙烯需要量(單位為體積)，Y為滑石粉需要量(單位為體積)，a為聚乙烯密度，b為滑石粉密度，m為已知浮選劑的密度。
本發(fā)明的具體工藝方法是1，將硫酸銨投入水中加熱至使之全部溶解；2，當(dāng)溫度升為75-85℃時，按硫酸銨∶氯化鉀=1∶1．1的配比，緩慢加入氯化鉀，攪拌使它們進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，其反應(yīng)式為
繼續(xù)加溫濃縮該混合液至108-112℃，使大部分硫酸鉀結(jié)晶析出，同時伴有少部分氯化銨也結(jié)晶析出；3，攪拌并冷卻該混合物，使氯化銨結(jié)晶析出，當(dāng)冷卻至35-45℃時，按硫酸鉀產(chǎn)量的1／3-1／2的量加入浮選劑；4，繼續(xù)攪拌至結(jié)晶物全部析出，靜置10-30分鐘后，物料按不同的比重分層，分別進(jìn)行過濾后得硫酸鉀產(chǎn)品和氯化銨副產(chǎn)品；
5，分離出來的浮選劑回收再用，母液回收循環(huán)使用。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和積極效果本發(fā)明根據(jù)物質(zhì)比重的不同通過中間分離層即浮選劑將硫酸鉀產(chǎn)品及氯化銨副產(chǎn)品完全分離并回收，在設(shè)備簡單、工藝流程短、投資小、能耗低的條件下，即可生產(chǎn)出品質(zhì)好、純度高、性能穩(wěn)定、價(jià)格便宜的產(chǎn)品，且使用的浮選劑可回收再次利用，母液可循環(huán)使用，因此，生產(chǎn)成本低，另本發(fā)明不產(chǎn)生工業(yè)污染物。


圖1為本發(fā)明的工藝流程方框圖，本發(fā)明生產(chǎn)過程均在常壓下進(jìn)行。
實(shí)施例11，將硫酸銨投入裝有水的反應(yīng)器中，加熱并攪拌使之全部溶解；2，當(dāng)加熱溫度為75℃時，按硫酸銨∶氯化鉀＝1∶1．1的配比，緩慢加入氯化鉀，攪拌使它們進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，生成硫酸鉀和氯化銨，繼續(xù)加溫并濃縮使硫酸鉀首先結(jié)晶析出，加熱至108℃，使大部分硫酸鉀和少部分氯化銨結(jié)晶析出；3，在攪拌中將兩種結(jié)晶物和溶液放入重力分離槽中進(jìn)行冷卻，使氯化銨繼續(xù)結(jié)晶析出，當(dāng)冷卻至35℃時，按硫酸鉀產(chǎn)量的1／3的量加入浮選劑，選擇浮選劑的密度為2，所用聚乙烯密度為0．95，滑石粉密度為2．73，則列出下列方程；0．95X+2．73Y=2(X+Y)X+Y=1解方程得X＝0．41立方米(即聚乙烯的量)Y=0．59立方米(即滑石粉的量)在聚乙烯的熔點(diǎn)下，將上述兩種物質(zhì)加熱混合并制成粒徑為2mm的球狀顆粒即可；4，繼續(xù)攪拌至結(jié)晶物全部析出，靜置10分鐘后，物料按不同的比重分層，上層是氯化銨及飽和溶液，中層是浮選劑，下層是硫酸鉀，將中層和上層分離出來，置入過濾器中，回收濾網(wǎng)上的浮選劑，濾網(wǎng)下的氯化銨和溶液經(jīng)離心分離器分離出氯化銨和母液，得氯化銨副產(chǎn)品；下層硫酸鉀經(jīng)水洗后進(jìn)入離心分離器中分離后，經(jīng)烘干得硫酸鉀產(chǎn)品；5，分離出來的浮選劑回收再用，母液送反應(yīng)器循環(huán)使用。
實(shí)施例21，將硫酸銨投入裝有水的反應(yīng)器中，加熱并攪拌使之全部溶解；2，當(dāng)加熱溫度為80℃時，按硫酸銨∶氯化鉀=1∶1．1的配比，緩慢加入氯化鉀，攪拌使它們進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，生成硫酸鉀和氯化銨，繼續(xù)加溫并濃縮使硫酸鉀首先結(jié)晶析出，加熱至110℃，使大部分硫酸鉀和少部分氯化銨結(jié)晶析出；3，在攪拌中將兩種結(jié)晶物和溶液放入重力分離槽中進(jìn)行冷卻，使氯化銨繼續(xù)結(jié)晶析出，當(dāng)冷卻至40℃時，按硫酸鉀產(chǎn)量的1／3的量加入浮選劑，選擇浮選劑的密度為1．8，所用聚乙烯密度為0．94，滑石粉密度為2．8，則列出下列方程；0．94X＋2．8Y=1．8(X+Y)X+Y=1解方程得X=0．54立方米(即聚乙烯的量)Y=0．46立方米(即滑石粉的量)在聚乙烯的熔點(diǎn)下，將上述兩種物質(zhì)混合并制成粒徑為3mm的球狀顆粒即可；4，繼續(xù)攪拌至結(jié)晶物全部析出，靜置20分鐘后，物料按不同的比重分層，上層是氯化銨及飽和溶液，中層是浮選劑，下層是硫酸鉀，將中層和上層分離出來，置入過濾器中，回收濾網(wǎng)上的浮選劑，濾網(wǎng)下的氯化銨和溶液經(jīng)離心分離器分離出氯化銨和母液，得氯化銨副產(chǎn)品；下層硫酸鉀經(jīng)水洗后進(jìn)入離心分離器中分離后，經(jīng)烘干得硫酸鉀產(chǎn)品；5，分離出來的浮選劑回收再用，母液送反應(yīng)器循環(huán)使用。
實(shí)施例31，將硫酸銨投入裝有水的反應(yīng)器中，加熱并攪拌使之全部溶解；2，當(dāng)加熱溫度為85℃時，按硫酸銨∶氯化鉀=1∶1．1的配比，緩慢加入氯化鉀，攪拌使它們進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，生成硫酸鉀和氯化銨，繼續(xù)加溫并濃縮使硫酸鉀首先結(jié)晶析出，加熱至112℃，使大部分硫酸鉀和少部分氯化銨結(jié)晶析出；3，在攪拌中將兩種結(jié)晶物和溶液放入重力分離槽中進(jìn)行冷卻，使氯化銨繼續(xù)結(jié)晶析出，當(dāng)冷卻至45℃時，按硫酸鉀產(chǎn)量的1／2的量加入浮選劑，選擇浮選劑的密度為2．2，所用聚乙烯密度為0．96，滑石粉密度為2．7，則列出下列方程；0．96X+2．7Y=2．2(X+Y)X+Y=1解方程得X=0．29立方米(即聚乙烯的量)Y=0．71立方米(即滑石粉的量)在聚乙烯的熔點(diǎn)下，將上述兩種物質(zhì)混合并制成粒徑為1．5mm的球狀顆粒即可；4，繼續(xù)攪拌至結(jié)晶物全部析出，靜置30分鐘后，物料按不同的比重分層，上層是氯化銨及飽和溶液，中層是浮選劑，下層是硫酸鉀，將中層和上層分離出來，置入過濾器中，回收濾網(wǎng)上的浮選劑，濾網(wǎng)下的氯化銨和溶液經(jīng)離心分離器分離出氯化銨和母液，得氯化銨副產(chǎn)品；下層硫酸鉀經(jīng)水洗后進(jìn)入離心分離器中分離后，經(jīng)烘干得硫酸鉀產(chǎn)品；5，分離出來的浮選劑回收再用，母液送反應(yīng)器循環(huán)使用。
權(quán)利要求
1，一種重力分離法生產(chǎn)硫酸鉀的方法，包括下列工藝過程混料反應(yīng)，重力分離，過濾，產(chǎn)品烘干及包裝，母液回收，其特征在于在重力分離過程中加入粒徑為1-3mm，密度介于氯化銨和硫酸鉀密度之間，即密度為1．7-2．5的球狀浮選劑，用于使硫酸鉀與氯化銨完全分離。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述球狀浮選劑可用聚乙烯和滑石粉混合后加溫，并在聚乙烯的熔點(diǎn)下制成球狀，其聚乙烯和滑石粉的需要量根據(jù)下列方程式求出aX+bY=mX+YX+Y=1其中，X為聚乙烯的需要量(體積)，Y為滑石粉的需要量(體積)，a為聚乙烯的密度，b為滑石粉的密度，m為已知浮選劑的密度。
3，根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于采用下列工藝步驟A，將硫酸銨投入水中加熱至使之全部溶解；B，當(dāng)溫度升為75-85℃時，按硫酸銨∶氯化鉀=1∶1．1的配比，緩慢加入氯化鉀，攪拌使它們進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，其反應(yīng)式為繼續(xù)加溫濃縮該混合液至108-112℃，使大部分硫酸鉀結(jié)晶析出，同時伴有少部分氯化銨也結(jié)晶析出；C，攪拌并冷卻該混合物，使氯化銨結(jié)晶析出，當(dāng)冷卻至35-45℃時，按硫酸鉀產(chǎn)量的1／3-1／2的量加入浮選劑；D，繼續(xù)攪拌至結(jié)晶物全部析出，靜置10-30分鐘后，物料按不同的比重分層，分別進(jìn)行過濾后得硫酸鉀產(chǎn)品和氯化銨副產(chǎn)品；E，分離出來的浮選劑回收再用，母液回收循環(huán)使用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種重力分離法生產(chǎn)硫酸鉀的方法,包括混料反應(yīng),重力分離,過濾,產(chǎn)品烘干及包裝,母液回收等過程,其特征在于在重力分離過程中加入粒徑為1—3mm,密度介于氯化銨和硫酸鉀密度之間的球狀浮選劑,用于使硫酸鉀與氯化銨完全分離。在設(shè)備簡單、工藝流程短、投資小、能耗低的條件下,即可生產(chǎn)出品質(zhì)好、純度高、性能穩(wěn)定、價(jià)格便宜的產(chǎn)品,且使用的浮選劑可回收再次利用,母液可循環(huán)使用,因此,生產(chǎn)成本低。另本發(fā)明不產(chǎn)生工業(yè)污染。
文檔編號C01D5/08GK1290655SQ9911518
公開日2001年4月11日 申請日期1999年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月30日
發(fā)明者鄧杰華, 梁秀姣 申請人:鄧杰華, 梁秀姣