硫酸鉀生產(chǎn)工藝探究

王松雨

硫酸鉀生產(chǎn)工藝探究

王松雨

（囯投新疆羅布泊鉀藍有限責任公司，新疆哈密 839000）

硫酸鉀的應用涉及到國民生產(chǎn)的方方面面，其生產(chǎn)工藝也是在不斷的發(fā)展和進步，越來越多的生產(chǎn)工藝和方法得到了應用。簡要介紹了硫酸鉀的生產(chǎn)工藝方法，如：曼海姆法、締置法、芒硝轉(zhuǎn)化法、石膏轉(zhuǎn)化法、硫酸銨轉(zhuǎn)換法等。每種生產(chǎn)工藝都有其各自的優(yōu)缺點，希望借助介紹的硫酸鉀生產(chǎn)工藝對整個生產(chǎn)行業(yè)提供技術參考。

硫酸鉀；生產(chǎn)；工藝方法

硫酸鉀的使用范圍十分廣泛，在農(nóng)業(yè)中可以作為作物生長的肥料，在醫(yī)學領域可以作為藥物，在制造領域可以作為鉀水玻璃等等，其重要性涉及到生活的方方面面，但我國硫酸鉀由于資源、管理等問題，主要來源是靠進口，為了國家的長久有效發(fā)展，研究硫酸鉀的生產(chǎn)工藝顯得十分重要。

1　我國硫酸鉀工業(yè)的現(xiàn)狀

我國的硫酸鉀生產(chǎn)在1992年以前，沒有一條完整的硫酸鉀生產(chǎn)流程，通過學者專家的不斷努力，在近幾年得到了很好的改觀。我國的硫酸鉀生產(chǎn)流程和其他國家差不多，最主要的生產(chǎn)工藝都是采用曼海姆法和復分解法。

2　硫酸鉀生產(chǎn)工藝簡介

2.1曼海姆法

曼海姆法是一種以氯化鉀和硫酸為原材料生產(chǎn)硫酸鉀的方法，在19世紀由德國著名化學家Mannheim Verein 發(fā)現(xiàn)的。生產(chǎn)流程是將兩者按照一定的比例混合，在低溫下兩者就會發(fā)生如下反應KCl+H2SO4→KHSO4+HCl，然后通過加熱將反應室的溫度上升到268℃ 則開始第二步反應 KHSO4+KCl→K2SO4+HCl，繼續(xù)加熱，當溫度達到600～700℃時，反應結束，得到生成物硫酸鉀，硫酸鉀經(jīng)過冷卻變成固體。這種方法是迄今為止，比較完整的硫酸鉀生產(chǎn)流程，該方法生產(chǎn)效率高，但是能源消耗大，副作用是不能產(chǎn)生效益。

2.2締置法

締置法是我國主導發(fā)現(xiàn)的，原理是利用硫酸根離子和氯根離子與締合劑的親和力不同性。先讓有機締合劑與硫酸根離子結合，當周圍都是氯化鉀時，氯離子會置換出硫酸根離子，硫酸根離子就會與鉀離子結合形成硫酸鉀。締合劑可以使用氨的解離進行循環(huán)使用，不僅能夠循環(huán)使用，還能夠產(chǎn)生氨氯肥。這種方法的好處就在于反應條件溫和，在常壓下就能完成，溫度要求也不是很高，生產(chǎn)過程能夠連續(xù)實現(xiàn)，成本能夠接受并且沒有污染。但是這種方法生產(chǎn)規(guī)模小并且生產(chǎn)存在風險，締合劑很容易中毒造成損失，這也是研究者在積極解決的問題。

2.3芒硝轉(zhuǎn)化法

芒硝轉(zhuǎn)化法是以芒硝和氯化鉀為原材料制取硫酸鉀的一種工藝方法，氯化鈉是這個過程的副產(chǎn)物。此方法有兩個反應化學式：4Na2SO4+6 KCl →3 K2SO4·Na2SO4+6NaCl 和 K2SO4· Na2SO4+2 KCl →2 K2SO4+2NaCl。這種方法的好處就在于流程簡便，生產(chǎn)設備可以擴大，能耗小，成本較低，也沒有什么污染；但也有缺點，其中鉀和鈉的分離不完全，得到的產(chǎn)品質(zhì)量不是很高。

2.4石膏轉(zhuǎn)化法

石膏轉(zhuǎn)換法就是使用氨的飽和溶液，利用溶解度不同原理，K2SO4能夠通過結晶得到，石膏和氯化鉀可以發(fā)生復分解，就能夠得到我們所需硫酸鉀。這其中發(fā)生的反應為CaSO4· 2H2O+2KCl →K2SO4↓+CaCl2+2H2O。采用這種方法的最大好處就是原材料石膏來源廣，我國自然資源儲存量大，不僅是天然的，還可以從磷肥廠中的廢棄物中分離出所需的石膏，并且這種方法的成本較低。

2.5硫酸銨轉(zhuǎn)換法

硫酸銨轉(zhuǎn)化法采用了其他工業(yè)反應中的副產(chǎn)物硫酸銨和氯化鉀，根據(jù)各種反應物的溶解度不同，采用不同溫度不同濃度分離得到硫酸鉀和氯化銨。這種方法中涉及到的反應為（NH4）2SO4+2KCl →K2SO4+2NH4Cl，這種方法在我國由南華集團主導研究，后來又經(jīng)過各方努力得到了完善。

3　結束語

簡要介紹了硫酸鉀生產(chǎn)工藝，根據(jù)不同的資金投入、資源充足與否以及結合實際情況，會選擇不同的生產(chǎn)工藝?？傮w來說，曼海姆法相對比較優(yōu)秀，產(chǎn)品達標率更高，但是所需資金較大，能源消耗也大。締置法的技術比較先進，是大量生產(chǎn)硫酸鉀的重要生產(chǎn)工藝，但是生產(chǎn)操作繁瑣也可能成為制約的條件。其他工藝在特殊的情況下也有不同的應用，生產(chǎn)者應當根據(jù)不同的環(huán)境和狀況進行選擇，總體來說硫酸鉀的生產(chǎn)工藝能夠滿足國民生產(chǎn)生活的基本需求。

［1］ 楊榮華，張恭孝.硫酸鉀的生產(chǎn)方法研究進展及方向［J］.無機鹽工業(yè)，2008.

［2］ 尹成軍，王玉鋒.試析顆粒硫酸鉀生產(chǎn)新工藝［J］.河南科技，2013.

［3］ 李性波，姜子乾.顆粒硫酸鉀生產(chǎn)工藝的研究進展［J］.企業(yè)技術開發(fā)：學術版，2011.

［4］ 李浩，唐中凡，尹新斌，等.利用羅布泊鹽湖鹵水制取硫酸鉀工藝試驗研究［J］.鹽業(yè)與化工，2008，（2）.

Study on Production Technology of Potassium Sulfate

Wang Song-yu

The application of potassium sulfate involves all aspects of national production，and its production process is also in constant development and progress，more and more production processes and methods have been applied.introduces the production process，several potassium sulfate such as Mannheim method，by the association and mirabilite conversion method，conversion method of gypsum，ammonium sulfate conversion method.Each production process has its own advantages and disadvantages，hopes to introduce the production process of potassium sulfate to provide technical reference for the entire production industry.

potassium sulfate；production；process method

X703

A

1003-6490（2016）06-0077-01

2016-06-06

王松雨（1976—），男，河南平頂山人，主要研究方向為無機化工。