专利名称：石膏法生产硫酸钾并联产水泥的工艺方法
技术领域：
本发明涉及石膏或磷石膏生产硫酸钾并联产水泥的工艺方法。
硫酸钾是喜钾忌氯的专用肥，广泛应用于烟草、茶叶、甘蔗、柑桔、西瓜等多种经济作物中，其制备方法较多。中国专利局1996年1月10日公开了“用石膏转化法生产硫酸钾的工艺”(公开号CN1114635A)和96年8月28日公开了“硫酸钾铵和氮、磷、钾三元复肥的联产法”(公开号CN1129684A)。但都是要先制成碳酸铵溶液，然后再与石膏或磷石膏反应制得硫酸铵，最后制得硫酸钾。所产生的副产碳酸钙只能作为生产50％硫酸钾的稀释剂。主反应工艺步骤较多，而且硫酸铵与氯化钾反应制硫酸钾这一步，氯化钾的投料比硫酸铵投料多，原料成本偏高，氮和钾的收率偏低，氮收率80％，钾收率90％，而且副产碳酸钙得不到很好的开发利用。
本发明针对以上问题，提出了一种直接用石膏或磷石膏生产硫酸铵再与氯化钾反应生产硫酸钾并利用副产碳酸钙生产水泥的工艺方法。
本发明的任务是这样完成的①制备硫酸铵溶液，将石膏粉或磷石膏(CaSO4·2H2O)加水搅拌成料浆，然后加入固体碳酸氢铵，边搅拌边反应，制得硫酸铵和碳酸钙混合溶液，投料重量比为碳酸氢铵∶石膏或磷石膏＝0.9～1.1，反应温度20～90℃，反应时间2～6小时，反应完毕，将混合液进行分离过滤，滤液即为硫酸铵溶液，滤渣即为碳酸钙。②制备硫酸钾。将制得的硫酸铵溶液和固体氯化钾反应，原料重量配比为氯化钾∶硫酸铵＝0.5～0.75，转化时间为2～6小时，转化温度为20～80℃，反应完毕，得硫酸钾溶液，料液冷却结晶，离心分离，晶体即为硫酸钾，滤液经浓缩蒸发得氯化钾铵。③制备水泥。将第①步反应获得的滤渣即CaCO3，按重量配比加入粘土、铝钒土、黄铁矿，搅拌均匀后一起送入生料磨加水磨制成料浆，按成分要求调配后送入回转窑内煅烧，即成水泥熟料。出窑后的熟料与干燥过的石灰岩、石英砂混合料以及粉碎过的石膏粉送入水泥磨中粉磨，制得水泥。
本发明直接利用石膏或湿法磷酸产生的废渣磷石膏为原料制备硫酸铵再生产硫酸钾，简化了工艺过程，原料易得，生产成本低，氮和钾的收率高，氮总收率＞95％，氧化钾总收率＞99％，氯化钾转化成硫酸钾的转化率＞75％，产品硫酸钾质量好，含氯量低，提高了经济效益。而且副产碳酸钙经配制煅烧、粉磨后成水泥，整个工艺无三废排除，既有利于环境保护，又可提高经济效益。
图1是本发明的工艺流程图。
以下结合实施例对本发明作进一步说明实施例本实施例的工艺流程如图1所示，具体操作如下将含SO4-237.6％的磷石膏3000公斤投入沉淀反应器中，加水搅拌成料浆后与1900公斤农用碳酸氢铵在50℃反应3小时，将反应料液过滤分离，滤液经泵送至转化反应器，与1100公斤农用氯化钾在75℃反应2小时，反应液冷却后离心分离，结晶经干燥后得1000公斤硫酸钾(K2O 50.68％、Cl-0.35％)，氧化钾转化率为76.8％，滤液经浓缩结晶，冷却分离得1300公斤氯化钾铵(K2O 11.7％，N 22.9％)，氮和钾的总收率分别为97.4％和99.5％。
沉淀反应槽分离出来的1886公斤碳酸钙(含水24.5％，干基计含CaO 46.2％，SiO210.1％)和140公斤粘土掺入60公斤铝矾土(烧失量12.5％，含SiO247.77％，Al2O330.81％，CaO 4.98％，Fe2O35.1％，MgO 2.13％)，31公斤黄铁矿熔渣送入生料磨加水磨制成料浆后送料浆库贮存，按成分要求调配后进回转窑内煅烧成水泥熟料1030公斤，其主要氧化物含量为CaO 64.7％，SiO222.1％，Al2O35.7％，Fe2O33.9％，MgO 0.4％，率值k H 0.87，n2.30，p1.46。出窑熟料与80公斤干燥过的混合材料(石灰岩、石英砂)和40公斤破碎过的石膏送入水泥磨中粉磨，制得水泥。
权利要求
1.一种用石膏法生产硫酸钾并联产水泥的方法，其特征在于将石膏或磷石膏加水搅拌成料浆，然后加入固体碳酸氢铵，搅拌反应制得硫酸铵溶液和碳酸钙。投料重量比为碳酸氢铵∶石膏或磷石膏＝0.9～1.1，反应温度20～90℃，反应时间2～6小时，反应完毕，滤去碳酸钙，滤液即为硫酸铵溶液；然后往硫酸铵溶液中加入固体氯化钾，其加入重量比为氯化钾∶硫酸铵＝0.5～0.75，转化时间为2～6小时，反应温度20～80℃，料液冷却结晶分离，得硫酸钾。
2.根据权利要求1所述一种石膏法生硫酸钾并联产水泥的方法，其特征在于第一步反应产生的滤渣碳酸钙无须干燥和破碎，按水泥熟料的要求配比加入粘土，氧化铁粉等，混匀后送入湿法回转窑煅烧，再经配料、粉磨后制得水泥。
全文摘要
本发明公开了一种直接用石膏或磷石膏制硫酸铵再与氯化钾反应制备硫酸钾并联产水泥的工艺方法。硫酸铵溶液制备以碳酸氢铵和石膏(磷石膏、天然石膏)为原料,硫酸钾制备以氯化钾和硫酸铵溶液为原料,利用第一步反应所产生的碳酸钙为主要原料,经煅烧、粉磨、配料后制成水泥。该方法工艺流程简单,投资省,能综合利用资源,消除对环境的污染,所得硫酸钾质量好,转化率高。
文档编号C04B7/00GK1258640SQ9812611
公开日2000年7月5日 申请日期1998年12月30日 优先权日1998年12月30日
发明者皮银安, 贺周初 申请人:湖南化工研究院