[發明專利]一種低氯硫酸鉀的生產方法

有效

• 申請號: 202010411344.7
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN112158862B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 孫新德;姜杰;劉偉偉;劉紅磊
• 申請（專利權）人: 青島堿業鉀肥科技有限公司
• 主分類號: C01D5/02
• 分類號: C01D5/02
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司 11223
• 代理人: 王明霞

本發明公開了一種低氯硫酸鉀的生產方法，包括如下步驟：1)將第一曼海姆爐生產的硫酸鉀產物進行篩分，收集篩下物為合格產品，取篩上物粉碎；2)將粉碎后的篩上物與濃硫酸混合；3)將混合后的物料加入第二曼海姆爐進行加熱反應；4)反應結束后冷卻得到合格產品；所述的合格產品為氯含量小于等于0.5％的硫酸鉀。本發明對一般曼海姆法生產的硫酸鉀產品進行篩分，篩下物直接收集，篩上物在另外一臺曼海姆爐中進一步處理，使所得硫酸產品中的氯含量不高于0.5％，采用曼海姆爐處理篩上物，充分利用原有生產設備，節省了成本投資。

技術領域

本發明屬于無機化工技術領域，具體地說，涉及一種低氯硫酸鉀的生產方法。

背景技術

現有技術中，硫酸鉀的工業化生產多采用曼海姆法，以氯化鉀和濃硫酸為原料，按一定的配比連續投入曼海姆爐中進行反應，生成硫酸鉀。具體的反應過程包括以下兩步：

KCl+H₂SO₄→KHSO₄+HCl

KCl+KHSO₄→K₂SO₄+HCl

以上兩步反應均為非均相反應，受到反應過程中加熱不均勻等因素的影響，硫酸氫鉀會包覆在氯化鉀表面，造成反應不完全。對于曼海姆爐生產的硫酸鉀，在剛剛出爐子，沒有加中和劑的情況下，氯含量在1.5％時，硫酸含量一般在3％；氯含量在1.0％時，硫酸含量一般在4.5％。若要生產氯含量在0.5％的硫酸鉀，則需要對出爐冷卻后的硫酸鉀進行篩分，取篩下物，其氯含量可以達到0.5％以下。

在上述生產方式中，為對篩上物進行處理，現有生產方法中采用如下方案。對生產硫酸鉀產品(K₂O≥52％)出爐的產物進行篩分，收集篩下物作為低氯(0.5％)硫酸鉀產品(K₂O≥52％)，將分離出的大顆粒返料至普通硫酸鉀產品(K₂O≥50％)的生產設備中，作為普通硫酸鉀產品(K₂O≥50％)的原料。一般情況下，曼海姆爐出料中大顆粒的質量占比約為18-22％，取22％進行計算，則每生產1t低氯(0.5％)硫酸鉀產品(K₂O≥52％)，同時就會產生大顆粒產物0.282t。

硫酸鉀產品(K₂O≥52％)與普通硫酸鉀產品(K₂O≥50％)的市場價格分別為3050元/t和2950元/t，由于兩種產品的價格差異產生的成本增加為：0.282×(3050-2950)＝28.2元。大顆粒返料與最終制得的普通硫酸鉀產品(K₂O≥50％)的質量比為5:120，那么為消耗0.282t大顆粒返料，最終會制得6.77t普通硫酸鉀產品(K₂O≥50％)。在采用大顆粒返料生產普通硫酸鉀產品(K₂O≥50％)期間，會將每臺曼海姆爐提酸10L/h左右，以降低氯含量，從而為返料預留空間，但是曼海姆爐提酸后出料中酸含量會增加，中和劑中需用部分純堿代替石粉降低成品中的酸含量。每噸產出料中會添加20kg～30kg純堿代替等量的的石粉。純堿添加量取中間數25kg，市面上純堿價格為2000元/t，石粉價格為350元/t。因而添加純堿增加的成本為：6.77×0.025×(2000-350)＝279元。每小時10L硫酸增加量折算后相當于每噸硫酸鉀增加硫酸14kg，中和劑的總用量不變，市面上硫酸價格為200元/t，因此增加硫酸帶來的利潤為：6.77×[14×(350-200)÷1000]＝14.2元。

綜合考慮以上因素，每生產1t低氯(0.5％)硫酸鉀產品(K₂O≥52％)，相比于生產游離酸含量小于等于3％，氯含量小于等于1.5％的硫酸鉀產品(K₂O≥52％)，共增加成本費用293元。同時，每生產1000t低氯硫酸鉀，就要生產25000t的普通硫酸鉀產品(K₂O≥50％)來消耗所產生的篩上物，降低了硫酸鉀產品(K₂O≥52％)所占的生產比例。