一种冷盐析循环法硫酸钾生产工艺制造技术

本发明专利技术是一种冷盐析循环法硫酸钾生产工艺，主要是通过将氯化钾加入母液Ⅱ中产出硫酸钾，取得的母液Ⅰ中加入硫酸铵，经冷冻冷盐析结晶取出氯化铵，取得母液Ⅱ循环返回反应工艺过程，使钾离子转化利用率提高至９０％以上，便于进行超大规模硫酸钾生产和改造原有二步法复分解工艺。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种冷盐析循环法硫酸钾生产工艺本专利技术属化学工业制造领域，特别涉及采用硫酸铵，氯化钾为原料液相反应制取硫酸钾的生产方法。硫酸钾生产中由于采用硫酸铵，氯化钾液相反应生产方法生产设备投入较曼海姆法，室素法及氯化铵升华法少，产品杂质对质量影响较芒硝、硫酸镁等小，生产过程比采用多元醇胺蒂置转化法简，设备腐蚀较硫酸，氯化钾溶液反应的一段或二段氨中和生产方式小而受到大量应用，目前国内采用硫酸铵、氯化钾液相反应的装置均采用反应取得的母液进行浓缩结晶生产氯化钾，氯化铵二元混肥，反应采用二段复分解较为普遍。由于硫酸铵与氯化钾在等量条件下，液相复分解反应单程转化率在65％左右，采用两段复分解反应第一步生成硫酸钾铵，母液I用于生产二元肥，第二步硫酸钾铵再与氯化钾反应，取得硫酸钾，母液II再与硫酸铵，氯化钾反应。该方法由于反应需两步进行，氯化钾总转化率仍只能达到78％，母液I需浓缩蒸发除去全部工艺用水，氯化铵热腐蚀很严重，只能采用塘瓷反应壶蒸发，由于塘瓷反应壶无法大型或巨型化，故而目前采用硫酸铵，氯化钾液相复分解法进行硫酸钾生产均以0.5万吨以下规模占多数，最大规模也仅2万吨以下，无法实现规模化生产，工艺用水依赖蒸发除去平衡，能耗消耗高，二元肥产出，钾离子转化利用率低。本专利技术针对硫酸铵、氯化钾液相复方解反应制备工艺的各种缺陷，经过对在PH＝6.8～10的，35～-5℃(NH4)2+、K22+、∥、So42-、cl22-、-H2O体系相图研究的设计试验验证，并通过取得-->的相图对硫酸铵、氯化钾液相反应中的工艺路线进行改进，利用在PH＝6.8～10时，控制氯化钾单程转化率60～65％，氯化钾高浓度的钾离子盐析效应，可促使硫酸钾选择性盐析，硫酸铵反应生成硫酸钾转化率＞95％，在PH＝6.8～10，5～-5℃时，硫酸钾、铵矾溶于硫酸铵溶液中时，溶解度大于氯化铵，由于硫酸铵的铵离子对氯化铵有盐析效应，可单独被盐析结晶沉出；在35％及5～-5℃反应及盐析后，溶液密度变化较大，可通过密度变化反应出反应及盐析程度，对工艺进行监控，从而实现了冷盐析循环法硫酸钾生产工艺。本专利技术的工艺免除了原硫酸铵、氯化钾液相复分解工艺用水蒸发除去工艺过程，反应只需一段反应和盐析过程，简化了工艺步骤，钾离子转化利用率提高，生产能耗低，超大规模应用时，冷盐析采用纯碱联碱冷盐析装置完全可满足防腐和生产要求，无需开发研制专用设备。本专利技术是这样实现的：按硫酸铵(摩尔)∶氯化钾(摩尔)＝1∶0.7～0.8配成密度0℃ρ≥1.1700溶液，通入氨，使PH＝6.8～10，即得母液II；25～35℃时加入氯化钾于母液II中，氯化钾加入量(摩尔)∶冷盐析硫酸铵加入量(摩尔)＝1.9～2.2∶1，搅拌反应1-5小时，反应液相密度35℃ρ≤1.1340即可，过滤取出滤饼和PH＝6.8～10，密度35℃ρ≤1.1340的母液I；滤饼经加入硫酸钾≥8％，cl-≤3％溶液再浆洗涤，过滤取出湿硫酸钾，经干燥得产品硫酸钾，洗滤液备用；母液I中加入硫酸铵，冷盐析硫酸铵加入量(摩尔)∶氯化钾加入量(摩尔)＝1∶1.9～2.2，经冷冻至5～-5℃，搅拌1～5小时，溶液PH＝6.8～10，密度0℃ρ≥1.1700，过滤结品物，取出PH＝6.8～10，密度0℃ρ≥1.1700的母液II，滤出结晶物经干燥后得产品氯化铵；将洗滤液-->一部分加入母液II中补充产物滤出带走工艺用水，另一部分洗滤液经加入水、硫酸钾、氯化钾调整为硫酸钾≥8％，cl-≤3％的溶液；再加入氯化钾于母液II，加入计量方法如前所述，从而实现工艺循环。溶液PH值控制，调整由向反应器中加入氨实现。说明书附图说明：将母液II加入反应器，加入洗滤液，加入氯化钾进行反应，反应结束后晶浆经过滤I过滤，取得滤饼和母液I，母液I送入冷盐析器加入硫酸铵，冷盐析出晶浆III经过滤III，取得湿氯化铵和母液II，母液II送往反应器，晶浆I过滤取得的滤饼送往再浆器洗涤后晶浆II经过滤II分离取得洗滤液，一部分洗滤液送往反应器补充工艺用水。一部分洗滤液进入调液池加入硫酸钾、氯化钾、水调整后用于下次洗涤，过滤II分离取得湿硫酸钾和过滤III取得湿氯化铵分别干燥，制取出硫酸钾、氯化铵两种产品。需调整控制PH值时，通过向反应器中加入氨实现。实施例：取硫酸铵115g、氯化钟85g、17％氨水15ml、水295ml配成共溶液，向共溶液中加入氯化钾121g，在35℃时搅拌反应2小时，过滤出滤饼待用，取得母液I，(35℃ρ≤1.1300 PH＝6.8～10)将硫酸铵115g加入母液I中，边搅拌边降温，冷冻至5～-5℃，滤取结晶，干燥后得氯化铵，滤取母液II(0℃ρ≥1.1700 PH＝6.8～10)；再将原取得滤饼用含硫酸钾≥8％，cl-≤3％的溶液300ml进行再浆，过滤得湿硫酸钾，过滤的洗滤液50ml加入至母液II中，余下部分加入水、硫酸钾、氯化钾调至原状态，母液II加温至35℃，用于再加入氯化钾121g反应制硫酸钾，往复循环，湿硫酸钾干燥后得硫酸钾，多次循环后，每次循环产出物平均值为硫酸钾(K2O≥47％，cl-≤1％)145g，氯化铵N≥25.35％ 96g。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷盐析循环法硫酸钾生产工艺方法，其特征是将氯化钾加入冷冻盐析氯化铵取得的母液ＩＩ中；反应取出硫酸钾后的母液Ｉ经加入硫酸铵后冷冻盐析氯化铵，过滤取出氯化铵的母液ＩＩ经循环加入氯化钾和洗涤滤液反应生产硫酸钾。２、如权利要求１所述，其特征是氯化钾直接加入母液ＩＩ时控制反应温度２５～３５℃，氯化钾加入量（摩尔）∶冷盐析硫酸铵加入量（摩尔）＝１．９～２．２∶１。

【技术特征摘要】
1、一种冷盐析循环法硫酸钾生产工艺方法，其特征是将氯化钾加入冷冻盐析氯化铵取得的母液II中；反应取出硫酸钾后的母液I经加入硫酸铵后冷冻盐析氯化铵，过滤取出氯化铵的母液II经循环加入氯化钾和洗涤滤液反应生产硫酸钾。2、如权利要求1所述，其特征是氯化钾直接加入母液II时控制反应温度25～35℃，氯化钾加入量(摩尔)∶冷盐析硫酸铵加入量(摩尔)＝1.9～2.2∶1。3、如权利要求1、2所述，其特征是硫酸铵直接加入母液I时冷冻盐析温度5～-5℃，冷冻盐析硫酸铵加入量(摩尔)∶氯化钾加入量(摩尔)＝...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓绍齐，
申请(专利权)人：邓绍齐，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]