专利名称：一种由硝酸磷肥副产品硝酸钙生产硝酸钾的方法
技术领域：
本发明涉及一种硝酸钾的生产方法，特别涉及一种由硝酸磷肥副产品硝酸钙生产 硝酸钾的方法，属于农用硝酸钾肥料的生产技术领域。
背景技术：
硝酸钙为硝酸磷肥工业的副产品，由硝酸分解磷矿取得，其中含硝态氮11.86%， 为低浓度硝态氮肥料。因养分含量过低，单位养分运输成本高。因此作为肥料使用是 不经济的。
硝酸钾是一种极易溶于水的肥料。其中所含的硝酸根和钾离子都能为农作物吸 收，不残留有害物质，是一种优良的氮钾二元复合肥。其中含硝态氮13.85%，氧化 钾46.5跳，均为农作物生长所必需的大量元素，两者间具有良好的协调作用，可互 相促进被作物吸收并促进其它营养元素的吸收；其所含的氮钾比为l:3(—般农作物 都以此比例吸收氮、钾)，可在作物需肥高峰期均衡迅速地被作物吸收利用；且不含 氯化钠，盐指数低；水溶性好但不吸湿，养份含量高，肥效作用迅速。使用硝酸钾可 提高农作物产量，改善品质，提早成熟，增强抗病力，延长保鲜期。广泛用于各种粮 食作物、经济作物；作基肥或追肥施用，特别适用于烟草，蔬菜和水果等经济作物。
因此，提供一种较为廉价和经济的硝酸钾生产方法就成为该技术领域急需解决的 技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种廉价和经济的硝酸钾生产方法。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的-
方案一
一种由硝酸磷肥副产品硝酸钙生产硝酸钾的方法，包括以下步骤 (1)将浓硫酸2和氯化钾1加入硫酸氢钾转化槽3中，反应生成硫酸氢钾溶液 6和氯化氢气体4，氯化氢气体4进入盐酸吸收装置5，被水吸收形成盐酸；所述硫 酸氢钾溶、液6进入硝酸钾反应槽12;
(2 )将硝酸分解磷矿生产磷肥装置25副产的湿硝酸钙晶体27加入硝酸钾反应 槽12中，与步骤(1 )所得的硫酸氢钾溶液6混合、反应，得硝酸钾反应液13，该 硝酸钾反应液13经过滤机14过滤后，得到硝酸钾溶液15和含钾石膏23;(3)步骤(2)所得硝酸钾溶液15经蒸发、浓縮、结晶，得结晶后母液24和湿 硝酸钾19，湿硝酸钾19干燥，得成品硝酸钾21;所得结晶后母液24的一部分返回 硝酸钾反应槽12，另一部分返回硝酸分解磷矿生产磷肥装置25。 方案二
一种由硝酸磷肥副产品硝酸钙生产硝酸钾的方法，包括以下步骤 (1)将浓硫酸2和氯化钾1加入硫酸氢钾转化槽3中，反应生成硫酸氢钾溶液 6和氯化氢气体4，氯化氢气体4进入盐酸吸收装置5，被水吸收形成盐酸；所述硫
酸氢钾溶液6进入硝酸钾反应槽12;
(2 )将硝酸分解磷矿生产磷肥装置25副产的湿硝酸钙晶体27加入硝酸钾反应 槽12中，与步骤(1 )所得的硫酸氢钾溶液6混合、反应，得硝酸钾反应液13，该 硝酸钾反应液13经过滤机14过滤后，得到硝酸钾溶液15和含钾石膏23;
(3) 停止将硝酸分解磷矿生产磷肥装置25副产的湿硝酸钙晶体27加入硝酸钾 反应槽12中，与此同时，将硝酸分解磷矿生产磷肥装置25副产的湿硝酸钙晶体27 加入加热溶解槽28中加热融化，得热浓硝酸钙溶液7;将含钾石膏23加入含钾石膏 萃取槽8中，同时将所得热浓硝酸钙溶液7加入含钾石膏萃取槽8中，混合，微沸萃 取；萃取后，得含少量钾的浓硝酸钙溶液9，将该浓硝酸钙溶液9用过滤机10进行 过滤,得到滤液11，将该滤液11加入硝酸钾反应槽12，与步骤(1)所述硫酸氢钾溶 液6混合、反应，得硝酸钾反应液13，该硝酸钾反应液13用过滤机14过滤，得硝 酸钾溶液15和沉淀滤饼含钾石膏23,所述含钾石膏23返回含钾石膏萃取槽8中；
(4) 步骤(2)或(3)所得硝酸钾溶液15经蒸发、浓縮、结晶，得结晶后母液 24和湿硝酸钾19，湿硝酸钾19干燥，得成品硝酸钾21;所得结晶后母液24的一部 分返回硝酸钾反应槽12，另一部分返回硝酸分解磷矿生产磷肥装置25。
一种优选技术方案，其特征在于所述步骤(3)中所述微沸萃取的温度为80 130°C，萃取时间为2 6小时。
一种优选技术方案，其特征在于所述步骤(3)中，浓硝酸钙溶液的滤液ll中 的硝酸钙与硫酸氢钾溶液6中的硫酸氢钾的摩尔比为0.8 1.2:1，其反应温度为 80 130°C，反应时间为1 4小时。
一种优选技术方案，其特征在于所述步骤(1)中加入浓硫酸2与氯化钾1的 摩尔比为1 1.3:1，其反应温度为120 150°C，反应时间为2 8小时。
一种优选技术方案，其特征在于所述步骤(l)中浓硫酸2的浓度为93% 98%， 氯化钾1为普通肥料级氯化钾。一种优选技术方案，其特征在于所述步骤(2)中，湿硝酸f丐晶体27中的硝酸
钙与硫酸氢钾溶液6中的硫酸氢钾的摩尔比为0.8 1.2 : 1，其反应温度为80 130 °C，反应时间为1 4小时。
一种优选技术方案，其特征在于所述结晶后母液24中的20% 80%(体积％，以 下同)返回硝酸钾反应槽12， 80°/。 20%返回硝酸分解磷矿装置25。结晶后母液中含有 硝酸，返回磷矿分解装置可以回收利用这部分硝酸，母液中还含有未分解的硝酸钾， 返回硝酸钾反应槽可以回收一部分母液中的硝酸钾。
一种优选技术方案，其特征在于所述过滤机10和过滤机14为转盘或转鼓式真 空过滤机。含固料浆进入过滤机后随过滤机转盘或转鼓转动，在真空过滤区形成的滤 饼，依次经过洗涤、吸干、空气反吹或机械刮料，将固体和滤液分开。滤布采用普通 丙纶、涤纶或维纶滤布。
在上面所述的方案一中，步骤(2)得到的含钾石膏23直接废弃或做它用；在 方案二中，将含钾石膏23返回含钾石膏萃取槽8中，用热浓硝酸钙溶液7萃取洗涤 钾离子，以回收含钾石膏23中夹带的少量钾。
本发明方法的原理如下
一般硝酸分解磷矿副产硝酸钙的生产原理为 3Ca3(P04)2 CaF2+20HN03=6H:iP04+10Ca(N03)2+2HF t 3Ca3(P04)2 CaF2+14H3P04=10Ca (H2P04)2+2HF t 3Ca3(P04)2 CaF2+4H3P04=10Ca HP04+2HF t
硝酸分解磷矿粉生成磷酸、磷酸二氢钙或磷酸氢钙等和硝酸钙。通过冷却结晶或 过滤等方式将硝酸钙与含磷部分分离。含磷部分经氨化或直接包装为磷肥。硝酸钙溶 液或含水结晶即为副产品。
氯化钾与浓硫酸在120 15(TC能快速的反应，生成硫酸氢钾和氯化氢，对部分 作物有不良作用的氯根被脱除。
KC1+H2S(^=KHS04+HC1 f 硫酸氢钾与硝酸钙混合，钙离子与硫酸根离子结合生成石膏沉淀，被脱除。溶液 即为硝酸钾和硝酸的混合溶液。
KHS04+Ca (N03) 2+2H20=CaS04 2H20 I +HN03+KN03
硝酸钾被冷却结晶析出，硝酸回收。返回去分解磷矿。 其中有生成钾石膏的副反应K2S04+5CaS04+l. 5H20=K2S04 5CaS04 1. 5H20 I 副反应会造成钾损失，石膏沉淀中会含有2% 5%1(20，需硝酸钙萃取洗涤回收。K2S04 5CaS04 1. 5H20+ Ca(N0》2+10. 5H20 =6CaS04 2H20 I +2KN0:1
根据以上原理，本发明是先通过低温转化制备硫酸氢钾，将氯化钾1和浓硫酸2 通入硫酸氢钾转化槽3，生成的硫酸氢钾溶液6和氯化氢气体4，氯化氢气体经盐酸 吸收装置5吸收形成浓盐酸。硫酸氢钾溶液6经溢流进入硝酸钾反应槽12。
将硝酸分解磷矿生产磷肥装置25制备来的湿硝酸钙晶体27加热溶解为热浓硝酸 钙溶液，热浓硝酸钙溶液7先与返回的含2% 5%K20的石膏沉淀在含钾石膏萃取槽8 中混合萃取，回收石膏沉淀中所含的少量的有用组分钾元素。萃取后的含少量钾的浓 硝酸钙溶液9与硫酸氢钾溶液6在硝酸钾反应槽12中混合，生成硝酸钾溶液和硫酸 钙沉淀。混合液经过滤机14过滤，含钾石膏23 (硫酸钙滤饼)再返回含钾石膏萃取 槽8，用热浓硝酸钙溶液7萃取洗涤钾离子。硝酸钾溶液15进入硝酸钾浓縮装置16， 经硝酸钾冷却结晶分离装置18后，析出湿硝酸钾19晶体。湿硝酸钾19经硝酸钾干 燥装置20，硝酸钾成品包装22，即得成品硝酸钾肥料。结晶后母液24中含有硝酸和 少量硝酸钙，结晶后母液24—部分进入硝酸钾反应槽12，回收利用硝酸钙， 一部分 返回到硝酸分解磷矿生产磷肥装置25，回收硝酸。
根据生产经验结论和以上原理，浓硫酸与氯化钾反应的摩尔比例为1 1.3 : 1; 反应温度为120 150°C，反应时间为2 8小时，氯根脱除率在90%以上；热浓硝酸 钙溶液与含钾石膏反应萃取钾离子的温度为80 130°C;萃取时间为2 6小时，钾 离子的置换萃出率可达85%以上；硫酸氢钾与硝酸钙滤液的反应温度为80 13(TC， 反应时间为1 4小时，此条件下能得到晶粒粗大，易于过滤的石膏沉淀，且转化完 全；硝酸钙与硫酸氢钾的配比为硝酸钙中所含钙离子的摩尔数与硫酸氢钾中所含硫酸 根的摩尔数的比例为0.8 1.2 : 1，随钙离子浓度的升高钾的夹带损失减少，但增加 了装置生产负荷。
有益效果
本发明将硝酸磷肥工业副产的硝酸钙转化为硝酸钾，既解决了硝酸钙副产品处理 的问题，同时生产出优质高浓度的硝酸钾肥料，是一种较为廉价和经济的硝酸钾生产 方法。
下面通过附图和具体实施方式
对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保 护范围的限制。
图1为本发明制备方法的流程示意图。 具体实施方如图1所示，为本发明制备方法的流程示意图。图中，l为氯化钾，2为浓硫酸， 3为硫酸氢钾转化槽，4为氯化氢气体，5为盐酸吸收装置，6为硫酸氢钾溶液，7为 热浓硝酸钙溶液，8为含钾石膏萃取槽，9为含少量钾的浓硝酸钙溶液，IO为过滤机， ll为滤液，12为硝酸钾反应槽，13为硝酸钾反应液，14为过滤机，15为硝酸钾溶 液，16为硝酸钾浓縮装置，17为浓硝酸钾溶液，18为硝酸钾冷却结晶分离装置，19 为湿硝酸钾，20为硝酸钾干燥装置，21为成品硝酸钾，22为硝酸钾成品包装，23为 含钾石膏，24为结晶后母液，25为硝酸分解磷矿生产磷肥装置；26为不含钾的石膏， 废弃或做他用；27为湿硝酸钙晶体；28为加热溶解槽。
实施例1
氯化钾1以10. 6吨/小时速度加入硫酸氢钾转化槽3 ， 93%浓硫酸2以14. 8吨/ 小时同时加入，通入蒸汽维持温度为130°C，反应时间3小时；反应后，氯化氢气体 4进入盐酸吸收系统5，被水吸收为盐酸；硫酸氢钾溶液6溢流至硝酸钾反应槽12。
设备初始开车时，将硝酸分解磷矿生产磷肥装置25副产的湿硝酸钙晶体27以 36.0吨/小时的速度直接加入硝酸钾反应槽12，与硫酸氢钾溶液6混合、反应，同时 通入蒸汽，维持反应温度为IO(TC，反应时间为2小时；硝酸钾反应液13经过滤机 14过滤后，得到硝酸钾溶液15和含钾石膏23;含钾石膏23返回到含钾石膏萃取槽8。
装置运行稳定后，停止将硝酸分解磷矿生产磷肥装置25副产的湿硝酸钙晶体27 加入硝酸钾反应槽12，与此同时将硝酸分解磷矿生产磷肥装置25副产的湿硝酸钙晶 体加入加热溶解槽28中加热融化，然后以36. 0吨/小时的速度加入含钾石膏萃取槽 8，同时通入蒸汽，维持温度为105 110°C，热浓硝酸钙溶液与硝酸钾反应槽12反 应得到的含钾石膏23在萃取槽8中的萃取停留时间为2小时，萃取后含少量钾的浓 硝酸钙溶液9泵送至转鼓式真空过滤机10，含固料浆进入过滤机后随过滤机转鼓转 动，在真空过滤区形成的滤饼，依次经过洗涤、吸干、空气反吹，得到不含钾的石膏 26和含钾的浓硝酸钙滤液11。滤布采用普通丙纶、涤纶或维纶滤布均可。滤液11溢 流至硝酸钾反应槽12。
滤液11是过滤后含少量钾的浓硝酸钙溶液，与硫酸氢钾溶液6混合反应，同时 通入蒸汽，维持反应温度为IO(TC，反应时间为2小时。反应后硝酸钾反应液13经 泵送去转盘式真空过滤机14，硝酸钾反应液13进入过滤机后随过滤机转盘转动，在 真空过滤区形成的滤饼，依次经过洗涤、吸干、机械刮料，将含钾石膏23和硝酸钾 滤液15分开。滤布采用普通丙纶、涤纶或维纶滤布均可。滤饼含钾石膏23返回含钾 石膏萃取槽8，滤液即为硝酸钾溶液15进行蒸发、浓縮，通过硝酸钾冷却结晶分离装置18,结晶析出湿硝酸钾19晶体，离心甩千后，再通过硝酸钾干燥装置20，在 12(TC干燥1小时，得成品硝酸钾21;结晶后母液24的50%返回去硝酸钾反应槽12， 50%返回硝酸分解磷矿装置25。
本工艺方法的产能为13. 6吨/小时，硝酸钾含量为95. 5%。
实施例2
氯化钾1以10. 6吨/小时速度加入硫酸氢钾转化槽3 ， 95%浓硫酸2以14. 2吨/ 小时预热至1CKTC后同时加入，通入蒸汽维持温度为150°C，反应时间6小时；反应 后，氯化氢4去盐酸吸收系统5，被水吸收为盐酸；硫酸氢钾溶液6溢流至硝酸钾反 应槽12。
设备初始开车时，将硝酸分解磷矿生产磷肥装置25副产的湿硝酸钙晶体27以 40.0吨/小时的速度直接加入硝酸钾反应槽12，与硫酸氢钾溶液6混合、反应，同时 通入蒸汽，维持反应温度为130°C，反应时间为1小时；硝酸钾反应液13经过滤机 14过滤后，得到硝酸钾溶液15和含钾石膏23;含钾石膏23返回到含钾石膏萃取槽8。
装置运行稳定后，停止将硝酸分解磷矿生产磷肥装置25副产的湿硝酸钙晶体27 加入硝酸钾反应槽12，与此同时将硝酸分解磷矿生产磷肥装置25副产的湿硝酸钙晶 体加入加热溶解槽28中加热融化，然后以40. 0吨/小时的速度加入含钾石膏萃取槽 8，同时通入蒸汽，维持温度为80 9(TC，与硝酸钾反应槽12反应得到的含钾石膏 23在含钾石膏萃取槽8中混合，萃取停留时间为6小时，萃取后含少量钾的浓硝酸 钙溶液9泵送至转鼓式真空过滤机，含固料浆进入过滤机后随过滤机转鼓转动，在真 空过滤区形成的滤饼，依次经过洗涤、吸干、空气反吹，得不含钾的石膏26和含钾 的浓硝酸钙滤液ll。滤布采用普通丙纶、涤纶或维纶滤布均可。滤液ll溢流至硝酸 钾反应槽12。
滤液11是过滤后含少量钾的浓硝酸钙溶液，与硫酸氢钾溶液6混合反应，同时 通入蒸汽，维持反应温度为130°C,反应时间为1小时。反应后硝酸钾反应液13经 泵送去转盘式真空过滤机14，硝酸钾反应液13进入过滤机后随过滤机转盘转动，在 真空过滤区形成的滤饼，依次经过洗涤、吸干、机械刮料，将含钾石膏23和硝酸钾 滤液15分开。滤布采用普通丙纶、涤纶或维纶滤布均可。
滤饼含钾石膏23返回含钾石膏萃取槽8 ，滤液即为硝酸钾溶液15进行蒸发、浓 縮，通过硝酸钾冷却结晶分离装置18，结晶析出湿硝酸钾19晶体，离心甩干后，再 通过硝酸钾干燥装置20，在12(TC干燥1小时，得成品硝酸钾21;结晶后母液24的 40%返回去硝酸钾反应槽12， 60%返回硝酸分解磷矿装置25。
本工艺方法的产能为13. 2吨/小时，硝酸钾含量为96. 6%。实施例3
氯化钾1以10. 6吨/小时速度加入硫酸氢钾转化槽3 ， 98%浓硫酸2以18. 5吨/ 小时同时加入，通入蒸汽维持温度为12(TC，反应8小时后，氯化氢4去盐酸吸收系 统5，被水吸收为盐酸；硫酸氢钾溶液6溢流至硝酸钾反应槽12。
设备初始开车时，将硝酸分解磷矿生产磷肥装置25副产的湿硝酸钙晶体27以 54.0吨/小时的速度加入硝酸钾反应槽12，与硫酸氢钾溶液6混合、反应，同时通入 蒸汽，维持反应温度为8CTC，反应时间为4小时；硝酸钾反应液13经过滤机14过 滤后，得到硝酸钾溶液15和含钾石膏23;含钾石膏23返回到含钾石膏萃取槽8。
装置运行稳定后，停止将硝酸分解磷矿生产磷肥装置25副产的湿硝酸钙晶体加 入硝酸钾反应槽12，与此同时将硝酸分解磷矿生产磷肥装置25副产的湿硝酸钙晶体 加入加热溶解槽28中加热融化，然后以54. 0吨/小时的速度加入含钾石膏萃取槽8 ， 同时通入蒸汽，维持温度为120 130°C，与硝酸钾反应槽12反应得到的含钾石膏23 在含钾石膏萃取槽8中混合，萃取停留时间为3小时，萃取后含少量钾的浓硝酸钙溶 液9泵送至转鼓式真空过滤机10，含固料浆进入过滤机后随过滤机转鼓转动，在真 空过滤区形成的滤饼，依次经过洗涤、吸干、空气反吹，得不含钾的石膏26和含钾 的浓硝酸钙滤液ll。滤布采用普通丙纶、涤纶或维纶滤布均可。滤液ll溢流至硝酸 钾反应槽12。
滤液11是过滤后含少量钾的浓硝酸钙溶液，与过滤后含少量钾的浓硝酸,丐滤液 ll混合反应，同时通入蒸汽，维持反应温度为8(TC，反应时间为4小时。反应后硝 酸钾反应液13经泵送去转盘式真空过滤机14，硝酸钾反应液13进入过滤机后随过 滤机转盘转动，在真空过滤区形成的滤饼，依次经过洗涤、吸干、机械刮料，将含钾 石膏23和硝酸钾滤液15分开。滤布采用普通丙纶、涤纶或维纶滤布均可。
滤饼含钾石膏23返回含钾石膏萃取槽8 ，滤液即为硝酸钾溶液15进行蒸发、浓 縮，通过硝酸钾冷却结晶分离装置18，结晶析出湿硝酸钾19晶体，离心甩干后，再 通过硝酸钾干燥装置20，在12(TC干燥1小时，得成品硝酸钾21;结晶后母液24的 20%返回去硝酸钾反应槽12， 80%返回硝酸分解磷矿装置25。
本工艺方法的产能为14. 2吨/小时，硝酸钾含量为97. 5%。
实施例4
氯化钾1以10. 6吨/小时速度加入硫酸氢钾转化槽3 ， 95%浓硫酸2以14. 8吨/ 小时同时加入，通入蒸汽维持温度为150°C，反应时间2小时；反应后，氯化氢4去 盐酸吸收系统5，被水吸收为盐酸；硫酸氢钾溶液6溢流至硝酸钾反应槽12。设备初始开车时，将硝酸分解磷矿生产磷肥装置25副产的湿硝酸钙晶体27以 28.5吨/小时的速度直接加入硝酸钾反应槽12，与硫酸氢钾溶液6混合、反应，同时 通入蒸汽，维持反应温度为ll(TC，反应时间为3小时；硝酸钾反应液13经过滤机 14过滤后，得到硝酸钾溶液15和含钾石膏23;含钾石膏23返回到含钾石膏萃取槽8。
装置运行稳定后，停止将硝酸分解磷矿生产磷肥装置25副产的湿硝酸钙晶体加 入硝酸钾反应槽12，与此同时将硝酸分解磷矿生产磷肥装置25副产的湿硝酸钙晶体 加入加热溶解槽28中加热融化，然后以28. 5吨/小时的速度加入含钾石膏萃取槽8 ， 同时通入蒸汽，维持温度为110 115°C，与硝酸钾反应槽12反应得到的含钾石膏23 在含钾石膏萃取槽8中混合，萃取停留时间为4小时，萃取后含少量钾的浓硝酸钙溶 液9泵送至转鼓式真空过滤机10，含固料浆进入过滤机后随过滤机转鼓转动，在真 空过滤区形成的滤饼，依次经过洗涤、吸干、空气反吹，得不含钾的石膏26和含钾 的浓硝酸钙滤液ll。滤布采用普通丙纶、涤纶或维纶滤布均可。滤液ll溢流至硝酸 钾反应槽12。
滤液11是过滤后含少量钾的浓硝酸钙溶液，与过滤后含少量钾的浓硝酸钙滤液 ll混合反应，同时通入蒸汽，维持反应温度为ll(TC，反应时间为3小时。反应后硝 酸钾反应液13经泵送去转盘式真空过滤机14，硝酸钾反应液13进入过滤机后随过 滤机转盘转动，在真空过滤区形成的滤饼，依次经过洗涤、吸干、机械刮料，将含钾 石膏23和硝酸钾滤液15分开。滤布采用普通丙纶、涤纶或维纶滤布均可。
滤饼含钾石膏23返回含钾石膏萃取槽S ，滤液即为硝酸钾溶液15进行蒸发、浓 縮，通过硝酸钾冷却结晶分离装置18，结晶析出湿硝酸钾19晶体，离心甩干后，再 通过硝酸钾干燥装置20，在12(TC干燥1小时，得成品硝酸钾21;结晶后母液24的 80%返回去硝酸钾反应槽12， 20%返回硝酸分解磷矿装置25。
本工艺方法的产能为12, 5吨/小时，硝酸钾含量为93. 5%。
实施例5
氯化钾1以10. 6吨/小时速度加入硫酸氢钾转化槽3 ， 95%浓硫酸2以14. 8吨/ 小时同时加入，通入蒸汽维持温度为120°C，反应时间5小时；反应后，氯化氢4去 盐酸吸收系统5，被水吸收为盐酸；硫酸氢钾溶液6溢流至硝酸钾反应槽12;
同时将硝酸分解磷矿生产磷肥装置25副产的湿硝酸钙晶体27加热融化(加热溶
解槽12)，以28.0吨/小时的速度，直接加入硝酸钾反应槽12中，通入蒸汽，维持
反应温度为110'C，反应时间为3小时。反应后硝酸钾反应液13经泵送去转盘式真
空过滤机14，硝酸钾反应液13进入过滤机后随过滤机转盘转动，在真空过滤区形成
的滤饼，依次经过洗涤、吸干、机械刮料，将含钾石膏23和硝酸钾滤液15分开。滤布采用普通丙纶、涤纶或维纶滤布均可。
滤饼含钾石膏23直接废弃，滤液即为硝酸钾溶液15进行蒸发、浓縮，通过硝酸 钾冷却结晶分离装置18，结晶析出湿硝酸钾19晶体，离心甩干后，再通过硝酸钾干 燥装置20，在12(TC干燥1小时，得成品硝酸钾21;结晶后母液24的80%返回去硝 酸钾反应槽12， 20%返回硝酸分解磷矿装置25。
本工艺方法的产能为12. 0吨/小时，硝酸钾含量为93. 6%。
权利要求
1、一种由硝酸磷肥副产品硝酸钙生产硝酸钾的方法，包括以下步骤(1)将浓硫酸和氯化钾加入硫酸氢钾转化槽中，反应生成硫酸氢钾溶液和氯化氢气体，氯化氢气体进入盐酸吸收装置，被水吸收形成盐酸；所述硫酸氢钾溶液进入硝酸钾反应槽；(2)将硝酸分解磷矿生产磷肥装置副产的湿硝酸钙晶体加入硝酸钾反应槽中，与步骤(1)所得的硫酸氢钾溶液混合、反应，得硝酸钾反应液，该硝酸钾反应液经过滤机过滤后，得到硝酸钾溶液和含钾石膏；(3)步骤(2)所得硝酸钾溶液经蒸发、浓缩、结晶，得结晶后母液和湿硝酸钾，湿硝酸钾干燥，得成品硝酸钾；所得结晶后母液的一部分返回硝酸钾反应槽，另一部分返回硝酸分解磷矿生产磷肥装置。
2、 一种由硝酸磷肥副产品硝酸钙生产硝酸钾的方法，包括以下步骤(1) 将浓硫酸和氯化钾加入硫酸氢钾转化槽中，反应生成硫酸氢钾溶液和氯化 氢气体，氯化氢气体进入盐酸吸收装置，被水吸收形成盐酸；所述硫酸氢钾溶液进入 硝酸钾反应槽；(2) 将硝酸分解磷矿生产磷肥装置副产的湿硝酸钙晶体加入硝酸钾反应槽中， 与步骤(1 )所得的硫酸氢钾溶液混合、反应，得硝酸钾反应液，该硝酸钾反应液经 过滤机过滤后，得到硝酸钾溶液和含钾石膏；(3) 停止将硝酸分解磷矿生产磷肥装置副产的湿硝酸钙晶体加入硝酸钾反应槽 中，与此同时，将硝酸分解磷矿生产磷肥装置副产的湿硝酸钙晶体加入加热溶解槽中 加热融化，得热浓硝酸钙溶液；将含钾石膏加入含钾石膏萃取槽中，同时将所得热浓 硝酸钙溶液加入含钾石膏萃取槽中，混合，微沸萃取；萃取后，得含少量钾的浓硝酸 钙溶液，将该浓硝酸钙溶液用过滤机进行过滤，得到滤液，将该滤液加入硝酸钾反应 槽，与步骤(1)所述硫酸氢钾溶液混合、反应，得硝酸钾反应液，该硝酸钾反应液用过滤机过滤，得硝酸钾溶液和沉淀滤饼含钾石膏，所述含钾石膏返回含钾石膏萃取 槽中；(4) 步骤(2)或(3)所得硝酸钾溶液经蒸发、浓縮、结晶，得结晶后母液和 湿硝酸钾，湿硝酸钾干燥，得成品硝酸钾；所得结晶后母液的一部分返回硝酸钾反应 槽，另一部分返回硝酸分解磷矿生产磷肥装置。
3、 根据权利要求2所述的由硝酸磷肥副产品硝酸钙生产硝酸钾的方法，其特征在于所述步骤(3)中所述微沸萃取的温度为80 13(TC，萃取时间为2 6小时。
4、 根据权利要求2所述的由硝酸磷肥副产品硝酸钙生产硝酸钾的方法，其特征 在于所述步骤(3)中，浓硝酸钙溶液的滤液中的硝酸钙与硫酸氢钾溶液中的硫酸 氢钾的摩尔比为0.8 1.2 : 1，其反应温度为80 13(TC，反应时间为1 4小时。
5、 根据权利要求1-4中任一项所述的由硝酸磷肥副产品硝酸钙生产硝酸钾的方 法，其特征在于所述步骤(1)中加入浓硫酸与氯化钾的摩尔比为1 1.3:1，其 反应温度为120 150°C，反应时间为2 8小时。
6、 根据权利要求5所述的由硝酸磷肥副产品硝酸钙生产硝酸钾的方法，其特征 在于所述步骤(1)中浓硫酸的浓度为93% 98%，氯化钾为普通肥料级氯化钾。
7、 根据权利要求6所述的由硝酸磷肥副产品硝酸钙生产硝酸钾的方法，其特征 在于所述步骤(2)中，湿硝酸钙晶体中的硝酸钙与硫酸氢钾溶液中的硫酸氢钾的 摩尔比为0.8 L2 : 1，其反应温度为80 130。C，反应时间为1 4小时。
8、 根据权利要求7所述的由硝酸磷肥副产品硝酸钙生产硝酸钾的方法，其特征 在于所述结晶后母液中的20% 80%(体积％，以下同)返回硝酸钾反应槽，80°/。 20% 返回硝酸分解磷矿装置。
9、 根据权利要求8所述的由硝酸磷肥副产品硝酸钙生产硝酸钾的方法，其特征 在于所述过滤机为转盘或转鼓式真空过滤机。
全文摘要
本发明涉及一种由硝酸磷肥副产品硝酸钙生产硝酸钾的方法，包括在硫酸氢钾转化槽中加入浓硫酸和氯化钾，反应生成硫酸氢钾溶液和氯化氢；硫酸氢钾溶液进入硝酸钾反应槽；将硝酸磷肥副产品硝酸钙加热融化，与含钾石膏混合，微沸萃取；萃取后的含少量钾的浓硝酸钙溶液经过滤与硫酸氢钾溶液混合、反应，生成硝酸钾溶液和沉淀滤饼含钾石膏，含钾石膏返回、回收夹带的少量钾；硝酸钾滤液经蒸发、浓缩、结晶、干燥即为成品硝酸钾肥料。本发明既解决了硝酸磷肥工业副产的硝酸钙副产品处理的问题，同时生产出优质高浓度的硝酸钾肥料，是一种较为廉价和经济的硝酸钾生产方法。
文档编号C05C5/02GK101565330SQ20091008579
公开日2009年10月28日 申请日期2009年6月1日 优先权日2009年6月1日
发明者李香红, 王金铭, 郑秀兴, 凯 马, 马培华 申请人:中国-阿拉伯化肥有限公司