[发明专利]连续氧化生产锰酸钾的方法和设备

说明书

本发明属于无机化学中的锰酸盐，具体涉及用锰矿粉生产锰酸钾的方法和设备。

锰酸钾通常是以氢氧化钾和锰矿粉(MnO₂)的混合物与氧气进行氧化反应而得到的产物。

锰酸钾较不稳定，一般多将其进一步氧化为高锰酸钾作为商品。因此它是生产高锰酸钾的重要中间体。

锰酸钾作为一种强氧化剂，也可直接用作消毒剂、媒染剂和精制油类等。

在现有技术中，国内外多采用固相氧化法和液相氧化法制取锰酸钾。有专利文献(1)JP55—85425，于1980年6月27日公开；(2)US5.011,672，于1991年4月30日公开；(3)CN87108396.5，于1989年6月28日公开。其中文献(1)是在0.5—9.5MPa压力，150—310℃温度，MnO₂与KOH重量比(简称锰碱比)为1∶38—52的条件下，在高压釜中通入O₂气氧化来制取锰酸钾的；文献(2)是将锰矿粉与氢氧化钾(具有大约50％W/V的浓度)以KOH/MnO₂摩尔比＝2—3的比例混合后，连续注入第一反应器，继后进入第二反应器，用高温含氧气流(第一反应器400—600℃，第二反应器200—300℃)氧化来生产锰酸钾的；文献(3)是将锰矿粉与KOH混合造粒后装入固定床反应器中通入氧气或空气，在常压—10kg/cm²和240—300℃下进行固相氧化来制取锰酸钾的。在这三件现有技术中，文献(2)是本发明的最相关文件。上述现有技术都是对传统固相法或液相法的改进，但它们都各有自身的缺陷。例如，文献(1)的技术对锰矿粉的质量要求高，用高压釜不能适应大生产要求。文献(2)的技术，要求锰矿中MnO₂丰度达80％，否则转化率达不到预期效果；必须用两个反应器串联分步完成氧化反应，实际上是传统液相法和固相法的结合，设备结构复杂庞大，流程长，投资费用高；第一反应器的含氧气流必须达500±100℃高温，供热条件和能耗高；用两个串联的反应器，而且操作条件苛刻，若因其中一个操作不当出现故障就无法实现连续稳定运行。文献(3)的技术纯属固相法，不仅对锰矿品位要求高，而且仅做小试，难于实现工业化。

本发明的目的在于使用普通的低品位锰矿粉为原料，采用区别于现有技术的物料配比，设备结构和工艺过程，克服上述现有技术的缺陷，用一个氧化反应器在低压下三相连续进料反应，进一步提高MnO₂的转化率，降低能耗和环境污染，生产出消耗低、品质优的锰酸钾。

通过以下四步工艺过程来实现本发明目的。

一、物料混配、预热：

1、将浓度为47—49重量％的KOH溶液预热到225℃温度(简称浓碱)；

2、将锰矿粉(MnO₂≥6 5重量％)，与47—49重量％的KOH溶液，以0.6—1.2∶1的重量比混配(简称混配料)，然后预热到140—130℃温度；

3、将压缩、净化除杂质的空气预热到210—230℃温度。

二、投料反应