专利名称：硫酸钾的制造方法
一种涉及硫酸钾的制造方法。
在已有技术中，生产硫酸钾的方法，比较成熟的是冷冻法。如美国专利U.S.P.4215100所述，在水溶液中，由硫酸钠和氯化钾生成钾芒硝(3K2SO4·Na2SO4)，然后用氯化钾水溶液来分解钾芒硝而得到硫酸钾和硫酸钾母液，硫酸钾母液返回到第一转化工序。钾芒硝母液通过冷冻工序，冷到+3～-8℃，形成芒硝(Na2SO4·10H2O)和一种氯化钠的溶液。后者通过蒸发得到氯化钠和一种浓缩的氯化钠溶液，最后这种浓缩的氯化物溶液与芒硝混合，形成悬浮物，被送往第一转化工序，在那里与硫酸钠和氯化钾一起进行转化。这个方法能充分利用返回溶液，生成高质量的硫酸钾，但是这个方法需要冷冻工序，消耗大量的能源。
本发明的目的是为了简化工艺流程，省略了冷冻工序，用第一母液直接蒸发得氯化钠及第二母液，使操作更简便，减少了物料的机械损失，第三母液返回一转反应循环使用作为生产硫酸钾的原料，这样不但能节省冷冻量，而且还可以降低生产成本。
用硫酸钠和氯化钾通过复分解来制取硫酸钾的方法有二段转化法、蒸发法、冷冻法、氨法，无论哪一种方法，不同的是对系统中一段转化母液的处理。因此合理地利用转化母液是硫酸钠转化氯化钾生产硫酸钾的关键。
硫酸钠转化氯化钾生产硫酸钾的理论基础是以K+Na+∥Cl-1、SO-24四元水盐体系溶解度数据为依据，反应过程是利用生成溶解度低的复盐和提高钾的收率。硫酸钠和氯化钾在水盐交互体系中生成钾芒硝，钾芒硝再与氯化钾反应生成纯度较高的硫酸钾。
本发明是采用二次转化、一次蒸发的工艺流程，使硫酸钠和氯化钾转化成硫酸钾和氯化钠。
硫酸钠、氯化钾和系统循环母液一转反应生成钾芒硝和第一母液。一转反应的温度是10～60℃，转化时间10～60分钟，料浆含固率5～25%。
第一母液的物料组成(重量百分比)是氯化钾KCl5～15硫酸钠 Na2SO41～10氯化钠NaCl10～20水 H2O 余量或K+2.6～7.9Na+4.3～11.1Cl-19.1～19.3SO-240.7～6.8H2O 余量最佳的一转反应生成的第一母液的物料组成(重量百分比)是氯化钾KCl7.4～11.5硫酸钠 Na2SO42.2～6.4
氯化钠NaCl16.8～19.5水 H2O 余量或K+3.9～6.1Na+7.4～9.8Cl-113.8～17.3SO-241.5～4.4H2O 余量然后用氯化钾水溶液来分解钾芒硝，二转反应生成硫酸钾和第二母液，二转反应的温度是10～60℃，转化时间10～60分钟，料浆含固率20～40%。
第二母液的物料组成(重量百分比)是氯化钾KCl20～20.9硫酸钠 Na2SO41.6～2.0氯化钠NaCl5.0～6.5水 H2O 余量或K+9.5～11.0Na+2.0～3.2Cl-112.5～13.9SO-241.0～1.4H2O 余量一转反应生成的第一母液直接进行蒸发，之后在80～110℃液固分离，析出氯化钠和第三母液，料浆含固率10～25%。
第三母液的物料组成(重量百分比)是氯化钾KCl12～17硫酸钠 Na2SO42.0～5.6氯化钠NaCl15～19.
水 H2O 余量或K+6.2～8.9Na+6.5～9.3Cl-114.7～19.7SO-241.3～3.8H2O 余量蒸发完成后经液固分离的第三母液和二转反应后经液固分离生成的第二母液一起返回硫酸钠和氯化钾生成钾芒硝的转化工序。
通过本发明二次转化、一次蒸发的工艺流程是有效组分无排放工艺，产品硫酸钾品位＞96.8%，经过洗涤达到98%以上，副产氯化钠品位＞98%。
本发明工艺流程简单，与传统的冷冻法相比，省掉了冷冻工序，使操作简便，减少了物料的机械损失，每吨硫酸钾产品可节省冷冻量480千焦耳，达到了降低生产成本的目的。
本说明书的附图
是硫酸钠、氯化钾转化生成硫酸钾，采用二次转化、一次蒸发的工艺流程。
图中一转反应(1)，分离器(2)，二转反应(3)，分离器(4)，蒸发器(5)，分离器(6)，第二母液(A)，每一母液(B)，第三母液(E)，产品KeSO4(P)，副产品NaCl(S)，Na2SO4加料口(7)，KCl加料口(8)，H2O加料口(9)，KCl加料口(10)，H2O加料口(11)。
下面是
具体实施例方式实施例1，先把硫酸钠168克、氯化钾13克和第二母液A595克、第三母液1380克、水10克一起进入一转反应。反应温度25℃，转化时间60分钟，料浆含固率10%，得钾芒硝211克及第一母液B1945克。
然后用氯化钾162克、水430克分解钾芒硝211克进行二转反应。反应温度25℃，转化时间60分钟，经液固分离后得硫酸钾208克和第二母液A595克。
再用一转反应生成的第一母液B1945克直接在100℃蒸发和液固分离后得氯化钠湿基135克及第三母液E1380克。
最后第二母液A和第三母液E返回至一转工序。
按ZBG21006-89、GB6549-86测试，产品硫酸钾的品位96.8%，经过洗涤达到98.1%以上。副产氯化钠品位98.1%。
实施例2，先把硫酸钠163克、氯化钾30克和第二母液A537克，第三母液656克、水52克一起进入一转反应。反应温度25℃，转化时间30分钟，得钾芒硝203克及第一母液B1234克。
然后用氯化钾142克、水392克分解上述钾芒硝，经液固分离得硫酸钾200克和第二母液A537克。
再用一转反应生成的第一母液B1234克进行蒸发去水，在100℃下液固分离，得氯化钠湿基134克及第三母液E656克。
按ZBG21006-89、GB6549-86测试，产品硫酸钾的品位96.7%，经过洗涤达到98.1%以上。副产氯化钠品位98%。
实施例3，先把硫酸钠165克、氯化钾8克和第二母液A580克、第三母液1406克、水27克一起进入一转反应，反应温度25℃，转化时间50分钟，得钾芒硝216克及第一母液B2020克。
然后用氯化钾160克、水408克分解钾芒硝216克进行二转反应，反应温度25℃，转化时间50分钟，经液固分离后得硫酸钾200克和第二母液A630克。
再用一转反应生成的第一母液B2020克直接蒸发和在90℃液固分离后得氯化钠湿基132克及第三母液E1406克。
最后第二母液A和第三母液E返回至一转工序。
按ZBG21006-89、GB6549-86测试，产品硫酸钾的品位96.7%，经过洗涤达到98.1%以上，副产氯化钠品位98.2%。
权利要求
1.一种硫酸钾的制造方法，包括在水溶液中，硫酸钠和氯化钾-转反应，生成钾芒硝(3K2SO4·Na2SO4)及第一母液，再用氯化钾水溶液来分解钾芒硝，得硫酸钾及第二母液，其特征在于一转反应生成的第一母液直接蒸发，在80～110℃液固分离得氯化钠及第三母液，第二母液和第三母液返回硫酸钠和氯化钾生成钾芒硝的转化工序，所述的一转反应生成的第一母液的物料组成(重量百分比)是氯化钾 KCl 5～15硫酸钠 Na2SO41～10氯化钠 NaCl10～20水 H2O 余量或K+2.6～7.9Na+4.3～11.1Cl-19.1～19.3SO4-20.7～6.8H2O 余量
2.据权利要求1所述的硫酸钾制造方法，其特征在于最佳的一转反应生成的第一母液的物料组成(重量百分比)是氯化钾KCl7.4～11.5硫酸钠 Na2SO42.2～6.4氯化钠NaCl16.8～19.5水 H2O 余量或K+3.9～6.1Na+7.4～9.8Cl-113.8～17.3SO-241.5～4.4H2O 余量
全文摘要
本发明涉及一种硫酸钾制造的新工艺，是为了简化工艺流程，使操作更简便，减少物料的机械损失，这样不但能节省冷冻量，而且还可以降低生产成本。
文档编号C01D5/06GK1080617SQ9210848
公开日1994年1月12日 申请日期1992年7月2日 优先权日1992年7月2日
发明者胡秀元 申请人:化学工业部上海化工研究院