钾石膏法生产硫酸钾的工艺研究

磷石膏两步法制备硫酸钾工艺研究刘忠华;唐建华;沈思;毛盾;康礼全【摘要】对以磷石膏、（NH4）2CO3、KCl为原料的两步法制备K2SO4的工艺进行了研究。

实验讨论了第二步反应中（NH4）2SO4与KCl物质的量比（物料配比）、（NH4）2SO4溶液初始质量分数、反应温度、反应时间、有机溶剂种类及用量等工艺参数对原料转化率和产品质量的影响，得到适宜工艺条件，反应时间1.5h，反应温度50℃，物料配比[n（NH4）2 SO4∶nKCl ]为1.05∶2，（NH4）2SO4初始质量分数40%，有机溶剂质量分数为40%，该条件下使K+转化率达到80%以上，产品K2O质量分数达50.89%，K2SO4质量达GB20406-2006国家农用K2SO4一等品的标准。

%The preparation of potassium sulfate from phosphogypsum, ammonium carbonate, and potassium chloride by two-steps method is studied. In second step of reaction, the effects of amount of substance ratio of ammonium sulfate to potassium chloride, initial mass fraction of ammonium sulfate, reaction temperature, reaction time, the amount of organic solvent etc. on products quality and K+ conversion rate are discussed. The suitable technical scheme is:reaction time1.5h, reaction temperature 50℃,[n(NH4)2 SO4∶n KCl ] 1.05∶2,primary ω[(NH4)2SO4] 40%,ω(organic solvent)40%. Under this condition, the conversion rate of K+reached over 80%, the mass fraction of potassium oxide in the product got to 50.89%. The quality of product reaches the first-class of agricultural potassium sulfate according to the National Standard GB20406-2006.【期刊名称】《化学工程师》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】3页(P60-62)【关键词】磷石膏;硫酸钾;氯化钾;有机溶剂;工艺条件【作者】刘忠华;唐建华;沈思;毛盾;康礼全【作者单位】四川大学化学工程学院，四川成都 610065;四川大学化学工程学院，四川成都 610065;四川大学化学工程学院，四川成都 610065;四川大学化学工程学院，四川成都 610065;四川大学化学工程学院，四川成都 610065【正文语种】中文【中图分类】TQ443.2磷石膏是H2SO4浸取磷矿制磷酸的副产物，生产1t H3PO4（以100%P2O5计）副产磷石膏约5t，磷石膏呈酸性，主要成分为CaSO4·2H2O[1 ]，磷石膏中含有磷、氟、有机物等诸多有害杂质，全世界磷石膏的排放量不断增多，我国磷石膏的累计堆存量超过2亿t，目前采用“堆放”方式处理磷石膏不仅占用大量土地而且对环境造成严重污染，直接影响磷复肥工业的发展[2，3]。

石膏法生产硫酸钾的研究进展
王拥军
【期刊名称】《焦作大学学报》
【年(卷),期】2005(19)1
【摘要】简要介绍了石膏法生产硫酸钾在工艺路线、反应溶剂、理论研究方面的进展.
【总页数】3页(P89-91)
【作者】王拥军
【作者单位】郑州大学,河南,郑州,450000
【正文语种】中文
【中图分类】TQ125.1+4
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低温分解石膏制硫酸工艺考察报告2008年4月19日至2008年4月22日顾俊华总工程师及技术处申剑两人飞赴江西省南昌市对原南昌工业技术研究院高级工程师张智新老先生研发成功的非矾触媒路线、低温分解石膏制硫酸工艺进行了考察，考察汇报如下：一、发明人介绍张智新，江西南昌人，68岁，原南昌工业技术研究院高级工程师，从事实验室工作30余年，退休后继续在家利用个人经费从事科研工作，个人专利达10余项：直接法生产磷酸二氢钾、低温法制氟化氢以及本次考察的项目低温分解石膏制硫酸工艺等。

二、硫酸工业简介硫酸是最重要的基本化工原料，广泛用于磷肥、磷化工、无机盐工业、农药、医药、炼油、石油化工、冶金等领域，被誉为“工业之母”。

硫酸主要是以硫铁矿、硫磺或冶炼废气为原料生产，硫铁矿资源有限，冶炼废气则更少，只有有色冶金企业才有，硫磺资源我国更缺，（国内硫磺出厂价格5000元/吨），主要依赖从国外进口，近几年来国际市场硫磺紧缺，售价一涨再涨，造成国内市场硫酸售价飞速上涨（目前国内硫酸价格在1800元～2200元）。

我国硫资源的短缺，对化工生产特别是对磷化工、磷肥的生产造成非常巨大的影响。

三、低温分解生产硫酸工艺南昌工业技术研究院高级工程师张智新经过多年的研究，研究成功了一种以石膏（包括磷石膏或其他副产石膏）为原料，低温分解生产硫酸工艺。

张智新说，采用硫铁矿或硫磺制硫酸，都不能实现硫的循环使用，而且硫铁矿、硫磺又都是不可再生的资源，迟早会出现资源短缺的问题，而唯有用石膏制硫酸，才能实现硫的循环使用，不再耗用其他硫资源。

目前我国石膏矿保有储量高达576亿吨，还有磷肥、磷化工产生的磷石膏，堆积如山又对环境造成污染，迫切需要处理和利用，到2010年我国磷石膏的年产生量将达5000万吨，仅仅利用磷石膏就可改变我国硫酸原料短缺状况，以石膏为原料生产硫酸，不仅来源不愁，实际上生产硫酸并不需动用多少石膏矿，因为消耗硫酸的主要行业磷化工，都会产生石膏，把石膏再制成硫酸，实现硫的循环降低生产成本，从而彻底解决硫资源缺乏的问题。

富钾母液与磷石膏制取硫酸钾的工艺是一种常见的化工生产技术，该工艺可以有效地利用资源，实现资源循环利用和减少环境污染，具有重要的经济和环保意义。

本文将对利用富钾母液与磷石膏制取硫酸钾的工艺进行综述，包括工艺原理、生产流程、设备选型、产品质量要求等内容，以期为相关领域的科研人员和工程技术人员提供参考。

二、工艺原理富钾母液与磷石膏制取硫酸钾的工艺是利用富钾母液中的氯化钾和磷石膏中的石膏反应生成硫酸钾的过程。

具体反应方程式为：2KCl + CaSO4 → K2SO4 + CaCl2此反应是一种双盐反应，需要在一定的条件下进行，包括温度、压力、PH值等。

在工业生产中还需要考虑反应速率、反应效率和产品纯度等因素。

三、生产流程1. 原料准备：富钾母液、磷石膏。

2. 反应过程：将富钾母液与磷石膏按一定比例进料到反应釜中，控制反应条件，包括温度、压力和PH值等。

3. 产物分离：反应结束后，通过离心、过滤等方式将产物硫酸钾分离出来。

4. 产品加工：将分离出的硫酸钾进行干燥、粉碎等加工，得到成品硫四、设备选型富钾母液与磷石膏制取硫酸钾的工艺需要借助一系列设备，包括反应釜、分离设备、加工设备等。

这些设备需要具备耐腐蚀、耐高温、耐压等性能，并且需要满足规模化生产的需求。

设备选型至关重要，需要根据生产规模、原料特性和产品质量要求等因素进行选择。

五、产品质量要求硫酸钾作为一种重要的化工原料，在不同的行业有不同的应用要求。

硫酸钾的产品质量也会有所不同。

一般来说，硫酸钾产品需要满足国家标准GB20406-2006中的相关指标要求，包括主要成分含量、水分、杂质含量等。

根据实际应用需要，产品还需要注意颗粒度、颜色等特殊要求。

六、工艺优势富钾母液与磷石膏制取硫酸钾的工艺具有以下优势：1.资源利用：该工艺可以有效地利用富钾母液和磷石膏这两种资源，实现资源的循环利用和综合利用。

2.环保性：利用富钾母液与磷石膏制取硫酸钾可以减少废弃物排放，降低环境污染，符合可持续发展的理念。

一种硫酸钾的生产工艺
硫酸钾的生产工艺有以下几个步骤：
1. 原料准备：将含有钾的矿石（如钾长石、钾盐矿石等）或含有钾的废料（如矿渣、钾肥废料等）进行破碎、磨细，使其颗粒大小均匀。

2. 硫酸萃取：将破碎后的原料与浓硫酸进行反应，使其反应生成硫酸钾。

反应过程中，通常需要控制反应温度和反应时间，以促进反应的进行。

3. 结晶：将反应产生的硫酸钾溶液进行浓缩，使其达到饱和状态。

然后，通过降温或加入结晶剂等方法，使溶液中的硫酸钾结晶析出。

4. 分离与洗涤：将硫酸钾晶体与母液进行分离，可以通过过滤、离心等方法进行。

然后，对硫酸钾晶体进行洗涤，去除母液和杂质。

5. 干燥：将洗涤后的硫酸钾晶体进行干燥，使其含水量降低到一定程度。

通常使用烘箱或旋转干燥机等设备进行干燥。

6. 粉碎与包装：将干燥后的硫酸钾晶体进行粉碎，使其达到所需的粒度要求。

然后，将粉碎后的硫酸钾进行包装，并进行质量检验。

需要注意的是，硫酸钾的生产工艺可能因生产规模、原料特性等因素而有所差异。

上述步骤仅为一种常见的生产工艺，具体的工艺参数和操作条件需要根据实际情况进行调整。

石膏法生产硫酸钾的研究进展收稿日期: 2004 - 02 - 09作者简介:王拥军(1973—) ,男,河南武陟人,焦作大学讲师,郑州大学在读工程硕士。

石膏法生产硫酸钾的研究进展王拥军(郑州大学,河南郑州450000)摘要:简要介绍了石膏法生产硫酸钾在工艺路线、反应溶剂、理论研究方面的进展。

关键词:石膏;硫酸钾中图分类号: TQ125. 1+ 4文献标识码: A文章编号: 1008 - 7257 (2005) 01 - 0089 - 03硫酸钾是一种无氯钾肥, 其有效成分高( K2 O ～5 0% ) 、盐指数低、吸湿性小, 便于保管、运输和使用。

广泛应用于烟草、甘蔗、茶树、桑树、马铃薯、柑桔、西瓜等忌氯的经济作物中。

硫酸钾除含有主要营养元素以外, 所含的硫也是植物所需的主要营养元素, 因而硫酸钾可以看作是一种具有双重营养元素的优良钾肥。

据专家的预测, 世界硫酸钾产量每年增加5 0万吨,消费量将以5%的年递增率增长[ 1 ] 。

近几年来,我国已建成多套转化氯化钾生产硫酸钾的系统。

工艺路线有曼海姆法、芒硝法、泻利盐法、硫酸铵法等。

但曼海姆法投资大、回收周期长、反应炉材质要求高、反应温度高而能耗大; 芒硝法、泻利盐法和硫酸铵法, 原料成本高, 受副产品销路和原料供应影响较大,难以大规模和满负荷生产。

而我国有丰富的石膏资源, 已探明的储量达43 7亿吨, 现年开采达到10 60 万吨, 其中9 0%用作建筑材料,附加值较低[ 2 ] 。

同时, 磷铵生产排放出的磷石膏和氟盐厂排放的氟石膏每年达几千万吨, 只有少量用于水泥生产,其余堆积如山,占据大量土地,污染环境,也造成资源的严重浪费。

所以, 开发由石膏生产硫酸钾工艺具有重大的经济和社会意义, 引起了国内外学者的广泛关注,对石膏法生产硫酸钾工艺进行了深入的研究和探讨。

1. 工艺路线的研究以石膏为原料制造硫酸钾的方法有多盐法、直接法和间接法等[ 3 ] 。

文 摘用石膏制备硫酸钾的工艺以石膏为主要原料,采用二段转化法制取K2SO4,副产轻质碳酸钙和氯化钾铵复肥。

在一段转化过程中,石膏转化率达97%以上,副产品轻质碳酸钙纯度大于98%。

通过二段转化,得到含K2O≥45%、Cl≤215%的硫酸钾,以及含N≥15%、K2O≥8%的氮钾复肥。

本工艺可行,原料便宜,产品经济效益好。

石膏基新型胶凝材料的组份设计与制备从石膏硬化体结构和水化产物组成的设计着手,通过掺加高炉矿渣和复合激发剂,使石膏硬化体转化为晶胶共生体,大幅度提高了强度和耐水性,其强度和软化系数均比原石膏硬化体约提高一倍。

较优的生产条件为:矿渣25%,碱激发剂012%,减水剂0175%。

复合缓凝剂在废渣石膏加气砌块制作中的作用在以废渣石膏为主要原料制造加气砌块的工艺中,为使料浆凝固时间和铝粉发气时间相适应,需加入复合缓凝剂。

通过试验,分析了复合缓凝剂延缓料浆凝固的机理,并讨论了其对加气砌块性能的影响,最终确定其组成为:水玻璃30%,Na、K复盐30%,木质素磺酸盐40%。

纸面石膏2挤塑聚苯复合板纸面石膏2挤塑聚苯复合板是一种新型轻质保温隔热材料,由优质纸面石膏板和挤塑聚苯乙烯(XPS)板经特殊工艺复合而成,其导热系数为01029W/(m・K),35mm厚保温板的热绝缘系数为0191m2・K/W,超过490mm厚砖墙的保温效果,面密度817kg/m2,抗弯荷载613N,含水率012%。

该复合板具有质轻、高强、保温、隔热、阻燃和施工快捷等优点,是目前热工性能较优越的建筑墙体、顶棚、地面隔热保温材料,适用于公用和住宅建筑。

多粒级绢云母分级试验研究某金矿的尾矿主要由石英和绢云母组成,绢云母粒度小于43μm,石英主要以粗颗粒存在。

采用CZ高效旋流器和CZI旋流器组成的闭路分级流程,可实现石英砂和绢云母的分离以及绢云母的分级,得到-15μm、-19+15μm和-43+19μm三种粒级的绢云母产品。

试验对分级参数进行了详细的研究,获得了适合多粒级绢云母生产的工艺和设备参数。

专利名称：一种利用石膏生产硫酸钾肥的方法专利类型：发明专利
发明人：林小明
申请号：CN200810218829.3
申请日：20081031
公开号：CN101580408A
公开日：
20091118
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及肥料生产技术领域，尤其涉及一种利用石膏生产硫酸钾肥的方法；该方法是将包括重量百分比为20％～80％的石膏与20％～80％的钾层石粉充分混合后进行煅烧，煅烧温度为800℃～1800℃，煅烧时间为2～120分钟；本发明不但原料容易获得、成本低廉；而且整个工艺流程流畅、简单易行，非常适于工业化生产。

申请人：东莞市大众农业科技有限公司
地址：523160 广东省东莞市洪梅镇乌纱工业区东莞市大众农业科技有限公司
国籍：CN
代理机构：东莞市华南专利商标事务所有限公司
代理人：李玉平
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