氯化钾生产硫酸钾的工艺

一、曼海姆炉法是由氯化钾与非挥发性的硫酸在特制的反应炉内间接加热直接反应制取硫酸钾的方法。该方法所生产的硫酸钾约占世界生产能力的37 % 。该法分二步反应:KCl + H2SO4 KHSO4 + HCl ↑+ 10. 4kJ (1)该反应在较低温度下就能进行,但要氯化钾全部转化成KHSO4 反应温度必须达到120 ℃～140 ℃。温度高低与硫酸浓度和配料有关[5 ] 。第二步反应:KCl + KHSO4 K2SO4 + HCl ↑- 70. 0kJ (2)该反应必须加热到500 ℃左右才能使反应充分进行,由于工业生产中实际情况复杂,所以实际温度需达到500 ℃以上。该生产工艺成熟可靠,产量伸缩性大,产量与产品质量稳定,反应炉可以生产两种以上的硫酸盐产品[4 ] 。但该工艺投资高,对反应炉质量要求高且炉体建造困难,副产品盐酸腐蚀严重易外泻。反应温度高、能耗高、单耗燃料为标准煤700kg/ t K2SO4 (或0. 14t 燃油/ t K2SO4) 。

二、氯化钾与硫酸铵转化制备硫酸钾有工艺简单、操作方便、无腐蚀介质、无三废、能耗低和设备材料易解决等优点[16～19 ] ,使得国内许多厂家和研究设计院进行了比较成熟的工艺设计和生产实践,达到了预期的经济指标。其反应机理如下:
2 (n + 1) KCl + (n + 1) (NH4) 2SO4
　K2SO4·(NH4) 2SO4 + 2n (NH4Cl·KCl) (4)
K2SO4·(NH4) 2SO4 + 2 KCl
　2 K2SO4 + 2NH4Cl (5)
先将氯化钾、硫酸铵各自配制为高温饱和溶液后再混合反应的方法,针对不同原料采用不同工艺进行硫酸钾的生产。工艺一中选用氯化钾与硫酸铵最佳反应配比1∶1. 2 最佳反应温度95 ℃～100 ℃,最佳冷却温度35 ℃,加入催化剂Q 进行催化反应,使钾的收率达到88. 9 %。http://s3/mw690/002l24GLgy6I9tUQtvc82&690