专利名称：硫酸钾及氮、磷、钾三元复合肥的制造方法
技术领域：
本发明涉及硫酸钾及氮磷钾三元复合肥的制造方法。
目前，硫酸钾生产工艺有三种。一种为直接法，也称曼海姆(Nannbeia)法。硫酸和氯化钾在高温炉中(500～700℃)条件下进行反应而得硫酸钾，该法温度高、能耗大、腐蚀严重，操作技术难度大，但产品纯度高；另一种方法是复分解转化法，即氯化钾与硫酸盐进行复分解反应，而得硫酸钾，该法简单，过程腐蚀小，但母液量大，产品纯度低；第三种为溶剂萃取法，该法产品纯度高，反应可在低温下进行，但操作过程繁杂，生产成本较高。CN1078226A也公开了一种生产硫酸钾型三元复合肥的生产方法，CN10600084A公开了一种磷酸二氢钾、硫酸钾的生产方法。但成本都高。
本发明的目的是提供一种经济实用灵活的硫酸钾及氮磷钾三元复合肥的制造方法，所用原料为硫酸、氨、氯化钾。
本发明的目的是这样实现的首先配制含NH4CL+KCL的循环溶液；用此循环溶液将浓硫酸配成硫酸溶液，硫酸与氯化钾混合于反应器中进行反应，得硫酸氢钾固体，氯化氢气体用水吸收，制得工业盐酸；其次硫酸氢钾溶液经氨化反应生成硫酸钾和硫酸铵，控制溶液中游离氨浓度，再加氯化钾肥料，在氨介质下氯化钾和硫酸铵经复分解反应，硫酸铵进一步转化为硫酸钾，分离即得无氯钾肥硫酸钾；再者，分离后的母液经浓缩、冷却、分离出以氯化铵为主的氢钾复肥，此时可配入相应磷素和微量元素肥料而得复合肥。
本发明的详细步骤说明如下1、配制工艺所需的循环溶液将自来水、肥料氯化铵、氯化钾按下列重量配比，加热溶解，得循环溶液水1000份+NH4CL270～360份+KCL60～100份2、硫酸氢钾的制备因循环溶液稀释浓硫酸，配制硫酸浓度为50～85％的溶液。H2SO4∶KCL摩尔比为0.9～1.4∶1，反应温度控制在80～120℃，在搅抖情况下，连续反应0.5～1.5hr，可得硫酸氢钾固体，反应效出的氯化氢气体，用水吸收制成盐酸。
3、硫酸氢钾的氨化将硫酸氢钾在搅拌的情况下配成饱和溶液，通入氨气或加入氨水溶液进行氨化处理。
反应时间为0.5～1.0hr，反应温度20～50℃反应结束后溶液中游离氨浓度为3～10％。
4、硫酸铵的转化NH3
在氨介质下硫酸和氯化钾快速转化为硫酸钾，工艺条件为(NH4)2SO4∶K2CL2摩尔比为0.9～1.1∶1，反应温度20～80℃，反应时间为0.5～1.1hr，其中溶液中硫酸铵含量为25～35％(wt)5、分离氨化转化结束后，对固液进行分离，可得符合ZB621006-89规定的农用一级品硫酸钾(含有少量硫酸铵)，经水洗精制，可得优级品硫酸钾或者工业品硫酸钾，水溶液返回系统再利用。
6、含氯三元复合肥的制备分离硫酸钾后的母液经浓缩至33～45％(wt)，冷却至室温，析出以氯化铵为主的氮钾复肥，此时，按不同三元复合肥配比要求，配入磷素，微量元素可得含氯N、P、K三元复合肥和专用肥。
综上所述，本发明有如下优点1、可生产无氯钾肥硫酸钾2、可生产含氯W、P、K三元复合肥3、反应速度快、温度低、耗能少4、制造成本低，经济效益十分显著，仅转化工序可使K2SO4吨利润增长200元。
5、工艺操作灵活、简便、可靠。
下面通过实施例进一步详述实施例1、配制循环溶液将肥料氯化铵(含NH4CL95％)，肥料氯化钾(含KCL95％)，自来水按下列重量比混合，加热溶解配成生产所需的循环溶液。
氯化铵87g+氯化钾25.5g+水300g2、硫酸氢钾生产将浓硫酸(98％)130ml加入到80g循环溶液中，得浓度为75％的硫酸溶液，然后按H2SO4∶KCL摩尔比为1.2∶1加入氯化钾150g，反应温度为90g，在搅拌的情况下反应1br，得含少量游离酸的硫酸氢钾，反应过程放出的氯化氢气体用水吸收成盐酸溶液。
3、硫酸氢钾的氨化在搅拌的情况下将剩余的循环溶液(332.5g)与硫酸氢钾混合，之后加入300g氨水溶液(含NH325％)，反应温度为室温，反应时间1个小时。
4、硫酸铵的转化硫酸氢钾氨化完全后，制作反应体系温度为40g，加入氯化钾240g，此时溶液中的硫酸铵被转化为硫酸钾，搅拌反应1个小时，过滤分离得温硫酸钾产品。
5、硫酸钾产品处理将4中分离而得的湿硫酸钾在60℃以下烘干，称重，得409.3g农用一级品硫酸钾产品。产品质量为含K2SO492.5％，含CL-≤1％。4中分离而得的湿硫酸钾，加入约200ml水洗涤，可得农用优级品硫酸钾，再加水洗涤精制可得工业品硫酸钾。
6、复合肥生产分离硫酸钾后的母液浓缩至45％(wt)，冷却至室温，分离可得的氯化铵为主的固溶体NH4CL，KCL，在60℃以下烘干，得138.8g氯化铵产品。产品质量为含NH4cl91.2％，含K2O5.4％。此时按需要可配入其它营养元素，生产含氯三元复合肥和专用肥。分离氯化铵后的母液循环使用。
权利要求
1.一种硫酸钾及氮、磷、钾三元复合肥的制造方法，其特征在于首先配制含NH4CL+KCL的循环溶液；用此循环溶液将浓硫酸配成硫酸溶液，硫酸与氯化钾混合于反应器中进行反应，得硫酸氢钾固体，氯化氢气体用水吸收，制得工业盐酸；其次硫酸氢钾溶液经氨化反应生成硫酸钾和硫酸铵，控制溶液中游离氨浓度，再加氯化钾肥料，在氨介质下氯化钾和硫酸铵经复分解反应，硫酸铵进一步转化为硫酸钾，分离即得无氯钾肥硫酸钾；再者，分离后的母液经浓缩、冷却、分离出以氯化铵为主的氢钾复肥，此时可配入相应磷素和微量元素肥料而得复合肥。
2.根据权利要求1所述的硫酸钾及氮、磷、钾三元复合肥制造方法，其特征在于含NH4CL+KCL的循环溶液是用下列化学物质与重量配比，加热溶解而配制成的自来水1000份，肥料氯化铵270～360份，肥料氯化钾60～100份。
3.根据权利要求1所述的硫酸钾及氮、磷、钾三元复合肥制造方法，其特征在于硫酸氢钾的制备是用循环溶液稀释浓硫酸，配制浓度为50～85％的硫酸溶液，H2SO4∶KCL摩尔比为0.9～1.4∶1，反应温度控制在80～120℃，在搅拌情况下连续反应0.5～1.5hr，可得硫酸氢钾固体，反应放出的氯化氢气体，用水吸收制成盐酸。
4.根据权利要求1所述的硫酸钾及氮磷钾三元复合肥的制造方法，将权利要求3中所得固体硫酸氢钾配成饱和溶液，用氨水或氨气对其进行氨化处理，工艺条件的反应时间0.5～1.0hr，反应浓度为20～60℃，反应结束后溶液中游离氨含量为3～10％。
5.根据权利要求1所述的硫酸钾及氮磷钾三元复合肥的制造方法，硫酸铵与氯化钾转化工序中，其特征在于反应时间0.5～1.0hr，反应温度20～80℃，(NH4)2SO4∶K2CL2摩尔比为0.9～1.1∶1，其中溶液中硫酸铵含量为25～35％。
6.根据权利要求1所述的硫酸钾及氮磷钾三元复合肥的制造方法，其特征在于分离出农用一级品硫酸钾后，母液经浓缩至33～45％(wt)，冷却至室温，析出以氯化铵为主的固溶体NH4CL、KCL氮钾复肥，按需要加入磷素，微量元素可制得含氯氮、磷、钾三元复合肥和专用肥。
7.根据权利要求1所述的硫酸钾及氮磷钾三元复合肥的制造方法，其特征于农用一级品硫酸钾加水精制可得优级品硫酸钾，水溶液返回系统再利用。
全文摘要
本发明是以氯化钾和硫酸为原料,采用氯化——转化方法生产无氯钾硫酸钾和含氯N、P、K三元复合肥,并副产盐酸溶液。按上述生产方法,不仅反应速快、温度低、能耗少,而且制造成本低、经济效益十分显著。该方法工艺流程简单合理、操作灵活、实用性强。
文档编号C05G1/00GK1180047SQ97105278
公开日1998年4月29日 申请日期1997年7月25日 优先权日1997年7月25日
发明者樊彩梅, 李安民, 李双志 申请人:樊彩梅