国内外硫酸钾生产技术比较[精选].doc

国内外硫酸钾生产技术比较 1 全世界生产方法比较 (见表 1) 裹 1 国外主要硫蘸 钾生产厂家和生产雌力 目前国际市场上采用的主要生产方法为曼海姆 法和硫酸镁复分解法， 主要集 中在美国、 德国、 比利 对 、 意大利 、 芬 兰、 西班牙。产量约 占世界总产量 的 3／ 4 。 在国内市场上比较活跃的就是采用曼海姆法的 苏州精细化工集团、 台湾青上的合资厂和南风集团 钾肥厂。由于我国芒硝资源比较丰富， 芒硝中富含 有微量元素钙、 镁、 锌 、 硼等作物需要的有益元素， 因 此芒硝法生产的硫酸钾呈中性且含有微量元素。 2 硫酸钾的主要生产技术 2． 1 硫酸分解法一 曼海姆法 该法以氯化钾和硫酸为原料转化制取硫酸钾． 其主要方程式为： 2● 姐 十 SO4一 SO4 十2140 实际上反应分两步进行： KC1十 SO,一 吼 十HC1 K I f,O, 十K 0 一 504 十 第一步是放热反应， 可在较低温度下进行， 第二 步是强吸热反应， 要在 600— 700 ℃的专门加热炉中 进行。这是最古老的硫酸盐生产方法， l 9 世纪末由 德国 Mannhei m Ver ei m 首创， 故称曼海姆法。这种方 法生产技术很成熟， 反应炉为双层结构， 内层为反应 室， 设有耙臂和耙齿 ， 将从中心部位加人的物料慢慢 耙向外侧 ， 生成的硫酸钾从外侧排出， 冷却后即为成 品， 氯化氢气体从炉上部引出， 钾的收率高。但由于 反应物料的腐蚀性和磨蚀力很强， 反应炉的耐腐蚀 问题不易解决。同时单台设备生产能力低， 维修工 作量大， 投资费用高。比利时的 Fe ssende6o H AM 厂 是世界上最大的用曼海姆法生产硫酸钾的生产厂， 年产 50万 t， 有 35 台直径为 6 m 的反应炉。HAM 厂 已积累了长期经验， 反应炉的大修问隔期最长两年。 副产盐酸， 若无稳定的用户也会造成环境污染， 因此 目 前国内有十家企业生产， 并段有全部开车。 2 ． 2 硫酸镁复分解法 德国钾盐公司(K + S)拥有储量丰富的氯化钾 矿藏在矿体中， 同时含有硫酸镁， 他们用氯化钾和硫 酸镁为原料， 采用两步法生产硫酸钾， 生产能力 60 万 a。美国大盐湖(G sL)公司也用同样方法生 产硫酸钾 ， 年产 37 万 t。反应原理为 ： 2~ so,‘ 71 J20 + 2K0 一 M q ‘ SO4‘ 6H20 + M g + 8 o a~ so,‘ K2SO4‘ 6H20 + 2KCI一 2K2SO4 + ~ dgC1 2+ 6 0 他们的生产方法为氯化钾与硫酸镁在第一级反 应器中进行反应， 生成软钾镁矾和氯化镁， 从反应器 出来的物料在转鼓式过滤机中分离， 复盐送人第二 级反应器与氯化钾进一步反应， 氯化镁溶液排放到 地下矿井或盐湖 中去。第二级反应器出来的硫酸钾 与氯化镁溶液在转鼓式分离机中分离， 硫酸钾经洗 涤， 脱水 ， 干燥后， 作为成品送往仓库。 据介绍， 两步法钾的回收率可达 78％， 一步法 钾的收率最大 57％， 采用 复分 解法 ， 钾 的 回收率无 法再提高。 这种方法的优点是， 工艺设备比较简单， 可建成 规模很大的装置， 投资相对较低， 主要缺点是钾的收 率低， 只有在氯化钾来源充分且价格低廉的条件下 才有竞争性。且硫酸钾的优级品率低， 副产氯化镁 的排放和污染问题未能很好解决。国内也有采用此 法的生产厂家， 但由于产品质量及产量消耗等问题 使它的发展受到限制。 2． 3 缔置 法 这是 国内自行开发以氯化钾 、 硫酸 、 氨为原料 ， 经缔合、 置换、 解缔等反应生产硫酸钾的方法。 生产原理为用不溶于水的有机缔合剂与硫酸缔 合 ， 然后再用氯化钾溶液将缔合到缔合剂上的硫酸 根离子置换下来， 从而得到硫酸钾溶液。然后用氨 解缔， 使在缔合剂上的氯与氨作用， 生成氯化铵 利 用各种盐在不同温度下溶解度的差异， 使硫酸钾和 氯化铵分别结晶出来。实际上， 这种方法是以硫酸、 氯化钾 、 氨为原料 ， 制成硫酸钾和氯化铵成品。 这个技术于 1993 年 1 月 中试装置通过鉴定 ， 特 点是在常压下操作， 反应温度低， 腐蚀性小， 设备寿 命长， 产品质量较高， 投资少且无污染， 四川 I什邡化 肥集团和太原兴安化工厂分别建成了年产 2 万 t生 产装置． 因无长期的生产经验， 缔制剂的损耗大， 导 致成本高 ， 且工业进程中还遇到一些难题 尚未解决 ， 建成的生产单位都处于停产状态。 2 ． 4 其它复分解法 采用氯化钾和含硫酸根的盐类 (如硫酸铵 、 芒 硝、 石膏、 硫酸镁等)进行反应， 生成溶解度较小的复 盐 ， 得到产品硫酸钾及其副产物 ， 反应原理如下 ： 2KC1+ cBso4一 SO4 +