[发明专利]一种低氯硫酸钾的生产方法

说明书

本发明公开了一种低氯硫酸钾的生产方法，包括如下步骤：1)将第一曼海姆炉生产的硫酸钾产物进行筛分，收集筛下物为合格产品，取筛上物粉碎；2)将粉碎后的筛上物与浓硫酸混合；3)将混合后的物料加入第二曼海姆炉进行加热反应；4)反应结束后冷却得到合格产品；所述的合格产品为氯含量小于等于0.5％的硫酸钾。本发明对一般曼海姆法生产的硫酸钾产品进行筛分，筛下物直接收集，筛上物在另外一台曼海姆炉中进一步处理，使所得硫酸产品中的氯含量不高于0.5％，采用曼海姆炉处理筛上物，充分利用原有生产设备，节省了成本投资。

技术领域

本发明属于无机化工技术领域，具体地说，涉及一种低氯硫酸钾的生产方法。

背景技术

现有技术中，硫酸钾的工业化生产多采用曼海姆法，以氯化钾和浓硫酸为原料，按一定的配比连续投入曼海姆炉中进行反应，生成硫酸钾。具体的反应过程包括以下两步：

KCl+H₂SO₄→KHSO₄+HCl

KCl+KHSO₄→K₂SO₄+HCl

以上两步反应均为非均相反应，受到反应过程中加热不均匀等因素的影响，硫酸氢钾会包覆在氯化钾表面，造成反应不完全。对于曼海姆炉生产的硫酸钾，在刚刚出炉子，没有加中和剂的情况下，氯含量在1.5％时，硫酸含量一般在3％；氯含量在1.0％时，硫酸含量一般在4.5％。若要生产氯含量在0.5％的硫酸钾，则需要对出炉冷却后的硫酸钾进行筛分，取筛下物，其氯含量可以达到0.5％以下。

在上述生产方式中，为对筛上物进行处理，现有生产方法中采用如下方案。对生产硫酸钾产品(K₂O≥52％)出炉的产物进行筛分，收集筛下物作为低氯(0.5％)硫酸钾产品(K₂O≥52％)，将分离出的大颗粒返料至普通硫酸钾产品(K₂O≥50％)的生产设备中，作为普通硫酸钾产品(K₂O≥50％)的原料。一般情况下，曼海姆炉出料中大颗粒的质量占比约为18-22％，取22％进行计算，则每生产1t低氯(0.5％)硫酸钾产品(K₂O≥52％)，同时就会产生大颗粒产物0.282t。

硫酸钾产品(K₂O≥52％)与普通硫酸钾产品(K₂O≥50％)的市场价格分别为3050元/t和2950元/t，由于两种产品的价格差异产生的成本增加为：0.282×(3050-2950)＝28.2元。大颗粒返料与最终制得的普通硫酸钾产品(K₂O≥50％)的质量比为5:120，那么为消耗0.282t大颗粒返料，最终会制得6.77t普通硫酸钾产品(K₂O≥50％)。在采用大颗粒返料生产普通硫酸钾产品(K₂O≥50％)期间，会将每台曼海姆炉提酸10L/h左右，以降低氯含量，从而为返料预留空间，但是曼海姆炉提酸后出料中酸含量会增加，中和剂中需用部分纯碱代替石粉降低成品中的酸含量。每吨产出料中会添加20kg～30kg纯碱代替等量的的石粉。纯碱添加量取中间数25kg，市面上纯碱价格为2000元/t，石粉价格为350元/t。因而添加纯碱增加的成本为：6.77×0.025×(2000-350)＝279元。每小时10L硫酸增加量折算后相当于每吨硫酸钾增加硫酸14kg，中和剂的总用量不变，市面上硫酸价格为200元/t，因此增加硫酸带来的利润为：6.77×[14×(350-200)÷1000]＝14.2元。

综合考虑以上因素，每生产1t低氯(0.5％)硫酸钾产品(K₂O≥52％)，相比于生产游离酸含量小于等于3％，氯含量小于等于1.5％的硫酸钾产品(K₂O≥52％)，共增加成本费用293元。同时，每生产1000t低氯硫酸钾，就要生产25000t的普通硫酸钾产品(K₂O≥50％)来消耗所产生的筛上物，降低了硫酸钾产品(K₂O≥52％)所占的生产比例。