一种以氯化钾和芒硝为原料生产软钾镁矾的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无机盐工业领域，特别是涉及一种以氯化钾、芒硝转化生产钾芒硝，钾 芒硝与光卤石、七水硫酸镁生产软钾镁矾（硫酸钾镁肥）的生产工艺。
【背景技术】
[0002] 软钾镁矾（硫酸钾镁肥）可以作为一种多元素钾肥，除含钾、硫、镁外，还含有钙、 硅、硼、铁、锌等元素，呈弱碱性，特别适合酸性土壤施用，一般作基肥，也可作追肥。适用于 水稻、玉米、甘蔗、花生、烟草、马铃薯、甜菜、水果、蔬菜、苜蓿等农作物。与等钾量（K20)的 单质钾肥氯化钾、硫酸钾相比，农用硫酸钾镁的施用效果优于氯化钾，略优于硫酸钾。
[0003] 目前，软钾镁矾的制备方法主要是以盐田钾混盐为原料用转化浮选法生产软钾镁 矾。软钾镁矾本身不仅是一种无氯钾肥，还是制备硫酸钾的中间产品。
[0004] 在以钾混盐为原料用转化法生产软钾镁矾的方法中，首先钾混盐必须磨碎，使物 料粒径100%过60目，以便于转化生成软钾镁矾，然后再浮选得到软钾镁矾，该方法虽然流 程简单，但是钾的回收率低，钾的收率只有55 - 60%。
[0005] 在用氯化钾、芒硝生产硫酸钾的方法中，通常采用二步转化法生产硫酸钾，第一步 转化：将氯化钾和芒硝以一定比例混合，在25 - 30°C条件下反应生成钾芒硝，第二步转化： 将钾芒硝再与氯化钾按一定比例混合，在25 - 30°C条件下反应生成硫酸钾。以纯氯化钾和 芒硝计，全流程钾的收率，只有57. 7%。
[0006] 用氯化钾、芒硝生产硫酸钾，所见报导比较少，整个生产过程钾提取率低，在青海 自上世纪80年以来已建十多家生产厂，因未生产出合格硫酸钾产品而关闭。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是针对我国目前生产的农业用氯化钾导致土地板结，硫酸盐钾肥短 缺的现状，提供了一种钾取得率高、生产能力大，而且工艺过程简单，符合节能环保的新的 软钾镁矾生产工艺方法。软钾镁矾不仅本身是一种很好无氯钾肥，还是生产硫酸钾的中间 产品，并且还解决了利用芒硝、氯化钾二步转化法生产硫酸钾过程中钾取得率低，产品成本 高的问题。该方法有助于我国盐湖资源和硫酸盐资源的综合利用。
[0008] 本发明的目的可以通过以下措施达到：
[0009] -种以氯化钾和芒硝为原料生产软钾镁矾的方法，其包括如下步骤：
[0010] A.将氯化钾与十水硫酸钠和水按I :2. 3~2. 7 :0. 5~0. 8的质量比例混合，在 15°C~50°C温度条件下进行搅拌反应，反应后固液分离分别得到钾芒硝；
[0011] B.将光卤石、七水硫酸镁和步骤A得到的钾芒硝按I :3. 0~3. 9 :3. 8~5. 0的质 量比例加入软钾镁矾循环母液中，于5°C~35°C下搅拌反应，反应后固液分离得到软钾镁 研1广品。
[0012] 本发明中的软钾镁矾母液为软钾镁矾饱和水溶液或步骤B中固液分离后得到了 母液。在刚开始反应时，用淡水作为介质加入B步骤的光卤石、七水硫酸镁和钾芒硝混合物 中，来制备软钾镁矾母液，此母液作为循环母液使用。该母液是对软钾镁矾饱和的溶液。
[0013] 在步骤A中，氯化钾与十水硫酸钠和水的质量比优选为I :2. 45~2. 59 :0. 59~ 0. 68。反应温度优选为15°C~30°C，进一步优选25°C~30°C。反应时间为0. 5~5小时， 优选为1~3小时。
[0014] 在步骤B中，钾芒硝中的钾离子含量对光卤石和七水硫酸镁配比影响较大，故在 一种优选方案中，光卤石、七水硫酸镁和步骤A得到的钾芒硝的质量比为I :3. 19~3. 58 : 3. 93~4. 50。反应温度优选为15 °C~25 °C，进一步优选20 °C~25 °C。反应时间为0. 5~ 5小时，优选为1~3小时。
[0015] 本方法的原理主要分为以下几个方面：
[0016] 以芒硝、氯化钾和水为原料制取钾芒硝的组成点，在K+、Na+//S0 42、C1 -H20 25°C 水盐体系平衡相图中为B点、A点（见附图I)。芒硝和氯化钾转化生产钾芒硝：配料体系点 为AB线与GC线交点F，为获得钾芒硝最大产率，液相点应控制在C点，配水（加水量用水图 计算）使液相点恰好为C点，固相点为G点，即纯Na2SO4 · 3K2S04固相点。在试验过程中按 原料实际组成计算得芒硝与氯化钾和水的配料比例。
[0017] 以光卤石、钾芒硝和硫酸镁为原料制取软钾镁矾，各原料组成点在K+、Na +、Mg2+// SO42、Cl - H2O 25°C五元体系介稳相图中：M :七水硫酸镁固相点；G点：钾芒硝固相点；K 点：光卤石固相点；P点：软钾镁矾组成点（具体见附图2)。
[0018] 按实际组成计算将光卤石、七水硫酸镁、钾芒硝混合后的物料组成点为在P点，即 软钾镁矾组成点，用软钾镁矾母液作为介质时，混合物料在常温条件下将转化成为软钾镁 矾料浆，经固液分离后得固体软钾镁矾和软钾镁矾母液，软钾镁矾既可以作为产品，又可以 作为生产硫酸钾的原料，母液将循环使用，多余部分经蒸发加回收钾混盐。
[0019] 本发明中的原料氯化钾可采用正常盐湖钾肥生产厂生产的农用合格品氯化钾，也 可采用其他方法或工艺所制备的合格品氯化钾。
[0020] 本发明中的原料芒硝包括无水芒硝和十水芒硝（十水硫酸钠）。在青海柴达木 盆地分布着多处的芒硝矿，最大的芒硝矿为察汗斯拉图，地表芒硝矿地质探明储量为72亿 多吨，芒硝资源非常丰富，在开采过程中，采用简单的有选择性的开挖，就可得到含硫酸钠 95%以上的无水芒硝，但由于含有百分之几的泥沙杂质，夹带到生产的产品中是不能使用 的。本方法中的十水硫酸钠可以由含硫酸钠70%以上（实验时可用95%以上的硫酸钠）的 无水芒硝与水按质量比I :1. 5~2. 5混合加热后，经沉降过滤、自然冷却结晶后析出制得。 优选的，含硫酸钠95%以上的无水芒硝与水的质量比为1 :2,加热温度为33°C~50°C，优选 33°C~35°C，因为硫酸钠的溶解度32. 38°C时最大，经沉降过滤、自然冷却结晶后析出含纯