一种全水溶晶体硫酸钾生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种全水溶性硫酸钾生产工艺，包括以下方法步骤：（1）全水溶硫酸钾中间原料一：采用硫酸钾矿或含钾卤水制得硫酸钾；全水溶硫酸钾中间原料二：采用曼海姆法制得硫酸钾；（2）将全水溶硫酸钾中间原料一和全水溶硫酸钾中间原料二混合，溶解，萃取过滤除去杂质，得到硫酸钾中间溶液；（3）将硫酸钾中间溶液冷却结晶，即得全水溶硫酸钾。本发明专利技术的全水溶性硫酸钾的生产工艺，结合了现有技术中两种不同的硫酸钾原料的制备方案，可以在全水溶性硫酸钾的制备过程中直接结合于现有技术中的硫酸钾生产工艺线，升级改造过程平缓，改造成本低，有利于提高企业的经济效益，而且硫酸钾产品结晶均匀粗大，全溶于水，可作为喷滴灌肥使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种硫酸钾生产工艺，特别涉及一种全水溶性的硫酸钾生产工艺，属于化工领域钾肥加工技术。
技术介绍
钾肥是农作物生长发育必需的三大营养因素之一，钾元素直接参与植物体内多种酶的活动，如果植物缺少钾肥，那么植物体内物质的运输、营养成分的合成都将受到严重的影响。最直观的表现就是植物生长缓慢，茎叶变得羸弱，易倒伏，易受虫害，使得正常种植的植物无法达到预期的生长状况。在农业上，硫酸钾是主要的无氯钾肥，也是农作物补充所需硫元素的重要来源。因为硫元素能够提高农作物的产量，并改善农产品的品质，所以硫酸钾在化肥中的应用十分重要。目前国内硫酸钾生产工艺有两种：一种为硫酸钾矿或含钾卤水经溶解结晶制得硫酸钾产品，该工艺生产出的硫酸钾产品中杂质高，结晶细小，水溶性差，不能满足国内生产水溶复合肥的原料要求，更无法直接作为喷滴灌使用。另一种为曼海姆法将氯化钾经高温反应制得硫酸钾产品，该产品中氯离子含量高，产品结晶细小，水溶性差。现有技术中两种方法制备得到的硫酸钾均难以满足现代化农业对于喷灌、滴灌中化肥应用的要求标准，亟需制备全水溶性硫酸钾的工艺方法，满足现代化农业种植作业的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中，硫酸钾生产工艺制备的硫酸钾难以实现全水溶的特性，无法应用于喷灌、滴灌中的问题，提供一种全水溶硫酸钾生产工艺。本专利技术制备的全水溶的硫酸钾肥具有良好的水溶特性，可以实现无不溶物的残留的效果，对于现代化的农业生产中的料液的溶解具有突出的作用。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种全水溶性硫酸钾生产工艺，包括以下方法步骤：(1)全水溶硫酸钾中间原料一：采用硫酸钾矿或含钾卤水制得硫酸钾。全水溶硫酸钾中间原料二：采用曼海姆法制得硫酸钾。(2)将全水溶硫酸钾中间原料一和全水溶硫酸钾中间原料二混合，溶解，萃取过滤除去杂质，得到硫酸钾中间溶液。(3)将硫酸钾中间溶液冷却结晶，即得全水溶硫酸钾。本专利技术的全水溶性硫酸钾的生产工艺，结合了现有技术中两种不同的硫酸钾原料的制备方案，可以在全水溶性硫酸钾的制备过程中直接结合于现有技术中的硫酸钾生产工艺线，升级改造过程平缓，改造成本低，有利于提高企业的经济效益。同时，本专利技术制备的硫酸钾产品属于全水溶性的硫酸钾产品，而且属于全水溶结晶体硫酸钾成分，纯度高。在喷灌、滴灌中应用的时候，化肥的溶解特性好，不堵塞喷头/滴灌喷嘴，对于现代化自动化农业生产具有重要意义。由于全水溶硫酸钾是结晶型的全水溶硫酸钾，还可以进一步的应用于其他精细化工领域作为原料使用。更进一步的，作为复合肥的混合制备原料应用，也具有极大的潜力。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1.本专利技术的工艺将现国内采用以硫酸钾矿或含钾卤水制得的硫酸钾和曼海姆法制得的硫酸钾进一步经溶解、萃取除杂提纯，所生产出的晶体硫酸钾中K2O≥52％，且产品结晶均匀粗大，全溶于水。2.本专利技术工艺生产制备得到的硫酸钾具有纯度极高的特点，相应的产品既可作为喷滴灌肥直接使用，也可作为水溶肥生产原料。附图说明：图1是本专利技术的工艺流程示意图。具体实施方式下面结合更具体的分析说明，解释本专利技术的技术方案在应用中可以具有的某些特性，便于本领域技术人员理解本专利技术的技术方案，也同时提出本专利技术技术方案的部分变形/优选的实施方式。本专利技术的全水溶性硫酸钾生产工艺，在步骤(1)中，采用硫酸钾矿或含钾卤水制得硫酸钾中间原料一的时候，具体的制备工艺如下：如果选用硫酸钾矿，按照常规方法进行硫酸钾的加工制备全水溶硫酸钾中间原料一；如果选用含钾卤水，则将如含钾卤水加入硫酸盐，浓缩，析出晶体，得到全水溶硫酸钾中间原料一。进一步，具体的在步骤(1)中，当选用硫酸钾矿的时候，将硫酸钾矿溶解，分散，过滤，收集滤液作为全水溶硫酸钾中间原料一。进一步，所述的含钾卤水是指液态含钾资源，如井盐苦卤、富钾盐湖卤水或海盐苦卤，可以是以上三种之一，也可以是多种的混合液。进一步，所述的全水溶硫酸钾中间原料一的钾含量≥48％(以K2O计)。硫酸钾中间原料一的来源主要是基于一般的硫酸钾矿或者含钾卤水制备得到的，其中钾元素的含量有限，控制基本的钾含量水平在48％以上，既保证加工过程中原料的易处理和可实现特性，并保证加工过程中原料的消耗量控制在适宜的水平之内。进一步，所述生产工艺，在步骤(1)中，采用曼海姆法制备硫酸钾中间原料二的时候，使用的原料是浓硫酸和氯化钾，其中浓硫酸的浓度≥98％，控制硫酸与氯化钾的摩尔比例为1.02-1.1：1。保证浓硫酸的摩尔量略微过量，促进反应的进行与转化，提高反应的转化率，避免反应中的氯离子混入硫酸钾中间原料二。优选的，可以在制备得到硫酸钾中间原料二以后向其中加入碳酸盐中和多余的硫酸、硫酸氢根离子，得到硫酸钾纯品。进一步，所述的全水溶硫酸钾中间原料二的钾含量≥50％(以K2O计)。曼海姆法制备的硫酸钾中间原料二具有较高的纯度，在加工处理的过程中，控制反应的工艺参数，可以更好的提高原料的纯度，为制备全水溶性的硫酸钾提高更好的保障条件。进一步，所述的步骤(2)中，萃取过滤除去杂质时，加入的试剂A进行萃取，该试剂可以萃取除去硫酸钾中大部分的杂质成分，避免杂质成分混合在硫酸钾溶液中，提高溶液的纯净度，也促进后续的结晶析出，提高结晶析出产品的品质等级。所述的试剂A是(2-乙基己基)磷酸、(2-乙基己基)膦酸单(2-乙基己基)脂和环烷酸中的任意一种或几种组成的混合物。其中，(2-乙基己基)膦酸单(2-乙基己基)脂也写作2-乙基己基膦酸单2-乙基己基脂。(2-乙基己基)磷酸也写作：2-乙基己基磷酸。最好是上述的试剂A中含有重量份比例的以下成分组成：1-3份(2-乙基己基)磷酸，1-5份(2-乙基己基)膦酸单(2-乙基己基)脂和1-3份环烷酸。进一步，所述的步骤(2)中，过滤时使用的是压滤机进行过滤，优选使用高精度加压压滤机。过滤能够实现固液的高效分离，达到除去杂质成分，不但包括了混合在硫酸钾中的杂质，还包括了制备硫酸钾过程中引入的干扰性的固体杂质。进一步，所述的步骤(3)中，冷却结晶的过程中加入晶种，促进硫酸钾结晶。所述的晶种是硫酸钾晶体，优选微型硫酸钾结晶颗粒，能够有效的促进硫酸钾的结晶体生成，加快硫酸钾晶体的生成，提高效率。进一步，所述的钾矿为明矾石矿。明矾石矿中一般富含明矾石成分，主要是以含钾、钠、铝硫酸盐矿物为主要组分的非金属矿产，一般经过简单的浮洗法加工即可制备得到硫酸钾肥，并伴生硫酸铝。进一步，所述的全水溶性硫酸钾中，水不溶物≤0.05％，优选水不溶物≤0.03％。进一步，所述的全水溶性硫酸钾中，氯根≤0.1％，优选氯根≤0.05％。进一步，所述的全水溶性硫酸钾中，水份≤3％，优选水分≤1％。进一步，步骤(1)中，全水溶硫酸钾中间原料二具体的制备方法可以优选以下方案：硫酸和氯化钾，在曼海姆反应炉中升温到510-560℃反应，最好是520-550℃反应，制备得到硫酸钾中间原料二。优选其中钾含量：K2O≥50％。进一步，步骤(2)中，硫酸钾中间原料一和硫酸钾中间原料二混合后，加热到100-120℃，使物料溶解。适当的升温促进物料的溶解反应，有利于加快反应的速度，提高生产效率，也可以使得物料混合得更加的充分可靠，得到的料浆的品质更佳。下面结合试验例及具体实施方式对本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全水溶性硫酸钾生产工艺，包括以下方法步骤：（1）全水溶硫酸钾中间原料一：采用硫酸钾矿或含钾卤水制得硫酸钾；全水溶硫酸钾中间原料二：采用曼海姆法制得硫酸钾；（2）将全水溶硫酸钾中间原料一和全水溶硫酸钾中间原料二混合，溶解，萃取过滤除去杂质，得到硫酸钾中间溶液；（3）将硫酸钾中间溶液冷却结晶，即得全水溶硫酸钾。

【技术特征摘要】
1.一种全水溶性硫酸钾生产工艺，包括以下方法步骤：（1）全水溶硫酸钾中间原料一：采用硫酸钾矿或含钾卤水制得硫酸钾；全水溶硫酸钾中间原料二：采用曼海姆法制得硫酸钾；（2）将全水溶硫酸钾中间原料一和全水溶硫酸钾中间原料二混合，溶解，萃取过滤除去杂质，得到硫酸钾中间溶液；（3）将硫酸钾中间溶液冷却结晶，即得全水溶硫酸钾。2.如权利要求1所述全水溶性硫酸钾生产工艺，其特征在于，在步骤（1）中，采用硫酸钾矿或含钾卤水制得硫酸钾中间原料一的时候，具体的制备工艺如下：如果选用硫酸钾矿，按照常规方法进行硫酸钾的加工制备全水溶硫酸钾中间原料一；如果选用含钾卤水，则将如含钾卤水加入硫酸盐，浓缩，析出晶体，得到全水溶硫酸钾中间原料一。3.如权利要求1所述全水溶性硫酸钾生产工艺，其特征在于，在步骤（1）中，当选用硫酸钾矿的时候，将硫酸钾矿溶解，分散，过滤，收集滤液作为全水溶硫酸钾中间原料一。4.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹家勇，彭凌云，周先花，
申请(专利权)人：四川蓥峰实业有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51