[发明专利]曼海姆炉法制造硫酸钾的无返料工艺

说明书

本发明涉及一种制造硫酸钾的工艺，具体涉及一种曼海姆炉法制造硫酸钾的无返料工艺。

对于用氯化钾和硫酸制造硫酸钾的现有技术来说，普遍是采用曼海姆法进行工业化生产。即原料氯化钾(60％ K₂O)和硫酸(98％)经计量控制等当量地连续加入“曼海姆炉”内，加热反应即生产出产品。该法虽然比较成熟，但由于在反应过程中加热不均匀等因素的影响，会使氯化钾反应不完全，硫酸氢钾转化不彻底而形成包裹，产生约占产量50％的高氯硫酸钾(含氯离子1.5-15％)，现有技术中，这部分高氯硫酸钾需作为返料与原料一起再次进入主反应炉重新反应，从而降低该法单台的生产能力，产量受到很大限制。

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，对曼海姆炉法的工艺进行重大改进，将原有的返料工艺改为无返料工艺，从而大幅度地提高生产能力，有效地降低生产成本。

图1是本发明的工艺流程示意图。

本发明的目的是通过一下技术方案来实现：

增设一台简单的反应器加工返料(原工艺中的返料部分不再进原生产系统)，使硫酸钾返料与硫酸混合后，进入该反应器加热反应，近料细度为-10目至-35目，硫酸浓度为98％，用量为反应理论用量的80％-110％，其反应温度为400-600℃之间进行，反应时间为0.3-4小时，反应产物经冷却，破碎后得到合格成品。

反应温度的优选期间是520-580℃；硫酸的最佳用量的100％的理论用量；反应器可为旋转窑或转鼓式直接并流加热式反应器。

本发明的化学反应原理如下：

本发明中使用的硫酸钾返料是硫酸与氯化钾反应得到的，反应分两步进行：

①

②

由于上述两步反应都是非均相反应，反应不可能进行至100％，所以反应中止后产物中含有一定量的H₂SO₄、Kcl、KHSO₄形成返料。

硫酸钾返料的组成为：(重量％)

K₂O:44～55

cl^-:1.5～15

H₂O:0～10

游离H₂SO₄:0～10

本发明构思巧妙，技术方案极其筒单，操作方便，但却有效地解决了曼海姆炉法生产领域中长期以来存在的技术难题，能大幅度地提高生产能力及降低生产成本，可取得显著的社会效益和经济效益，具有良好的推广运用价值。

实施例1:

将一定量的返料(粒度为-16目)与硫酸在室温下加入混合器(1)内混合后，送至反应器(2)中加热反应，硫酸用量为反应理论的100％，反应区温度550～580℃，反应时间为40～45分钟，所得产物经冷却器(3)冷却，破碎机(4)破碎后即制得合格成品。

所用返料的成份分析如下：(重量％)

K₂O:54.77

cl^-:10.38

H₂O:0.026

游离H₂SO₄:2.36

将所得产品按ZBG21006-89测试，结果如下：(重量％)

K₂O:52.68

cl^-:1.42

游离H₂SO₄:0.32

H₂O:0.12

实施例2：

将一定量的返料(粒度为-16目)与硫酸在室温下加入混合器(1)内混合后，送入旋转窑中加热反应，硫酸用量为反应理论的100％，反应区温度520～580 ℃，反应时间为2小时，所得产物经冷却器(3)冷却，破碎机(4)破碎后即制得合格成品。

返料的成份为：(重量％)

K₂O:53.90

cl^-:11.13

H₂O:0.12

游离H₂SO₄:1.94

成品按ZBG21006-89测试，结果如下：(重量％)