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硫酸钾生产工艺现状与发展展望

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论文导读：在农业上，硫酸钾是主要的无氯钾肥，是目前应用最多的一种钾肥。该方法的理论基础是四元水盐体系多温相图，进行相图分析，再通过物料计算，然后得出最佳生产工艺条件。

关键词：硫酸钾，生产工艺，发展展望

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1、前言

硫酸钾是无色或白色结晶体，具有苦味。易溶于水，吸湿性小，不易结块，物理性状良好，施用方便，是很好的水溶性钾肥。硫酸钾是化学中性、生理酸性肥料。同样也是制钾盐的基本原料，如用于制碳酸钾及硫酸铝钾等，用于玻璃、染料、香料等工业，在医药上用作缓泻剂等[1]。论文检测。

在农业上，硫酸钾是主要的无氯钾肥，是目前应用最多的一种钾肥。另外，硫酸钾也富含丰富的硫元素，由于硫元素不仅能提高农产品产量，还能改善其品质，所以硫酸钾中的硫也是植物生长所需的重要营养元素。另外，硫酸钾几乎可以和现有的所有肥料相混合使用，易于制造复混肥。

目前全世界硫酸钾消费量总计为450万吨/年左右，生产能力为450万吨/年，而硫酸钾实际产量只有350万～400万吨/年；与此同时，消费量又以4%～5%的年增长率递增，这给硫酸钾产业带来极大的发展机遇[2]。本文对当前我国硫酸钾主要的生产工艺进行阐述，并结合当前我国硫酸钾生产现状，为我国硫酸钾工业的未来发展提供一定的思考。

2、我国国内硫酸钾生产工艺的现状

目前国内外生产硫酸钾的方法大体可分为三大类：一类是从硫酸盐型海湖盐卤水和地下卤水中提取，其产量约占10%～15%；二是用天然硫酸钾矿石或复杂组分的固体钾矿石制取，其产量占10%左右。三是转化法，即用含硫酸根物料与氯化钾转化制取硫酸钾，其产量约占75%。目前主要有以下几种工艺。

2.1、曼海姆法

曼海姆法于19世纪末期由德国化学家首创，该法以浓硫酸和氯化钾为原料，经计量后加入曼海姆炉中，通过间接加热使炉内物料在500℃的温度下，不断搅拌，进行反应，生成的固体硫酸钾进入密闭的冷却器。少量的游离硫酸用石灰中和后，经粉碎、冷却、筛分、包装即为硫酸钾成品。

曼海姆法的优点是工艺、设备、技术较为成熟，产品质量较为稳定，产品硫酸钾的品位高，几乎无损失，钾的收率较高。缺点是反应炉生产能力低，反应处在强酸高温条件下，设备腐蚀严重，污染高，能耗大，成本较高。另外，该工艺因为需要大量的硫酸资源，利用率较低。

2.2、芒硝法

芒硝法是至今研究最多、且最为成熟的制取硫酸钾方法。该方法的理论基础是四元水盐体系多温相图，进行相图分析，再通过物料计算，然后得出最佳生产工艺条件。此法主要分两步反应：第一步反应是在25℃下进行，第二步反应是在60～100℃下进行。

芒硝法优点是工艺简单，对原料质量要求不高，投资省，能耗低，无污染，装置易于大型化。我国芒硝资源比较丰富，已探明的蕴藏量居世界首位，因此该方法对于我国来说是一种较适宜的方法。但是芒硝为一次性资源，且芒硝本身也是一种非常重要的化工产品，因此该方法也不是最理想的生产方法。

2.3、磷石膏法

磷石膏法主要有一步法和二步法。一步法是以氨为催化剂，石膏与氯化钾反应生成硫酸钾和氯化钙；二步法则是由碳酸氢铵与石膏反应生成碳酸钙和硫酸铵，然后硫酸铵与氯化钾反应制取硫酸钾。

一步法工艺短、设备简单、原料易得，但氨水浓度要求较高，这给操作带来了很大困难，目前不少科技人员在寻找更好的催化剂；二步法兼有一步法的优点，操作方便、设备的生产强度大、工艺操作稳定并副产轻质碳酸钙，缺点是工艺路线较长。

2.4、硫酸铵法

硫酸铵法是以硫酸铵为原料，与氯化钾反应生产硫酸钾。该方法虽然投资少，二次转化也能生产出质量较好的产品，但产品成本较高、且我国现有硫酸铵生产能力较小、收率低、经济效益差，尚存在一些技术障碍。因此该方法使用的并不多。

3、新形势下国内硫酸钾产业发展展望

从以上国内硫酸钾的生产工艺现状可知，我国的硫酸钾生产已有相当规模，技术多样化，生产工艺成熟，质量达到国际先进水平，基本不需要从国外进口。这对于我国这样一个钾资源相对贫乏，钾肥长期依靠进口的农业大国，无疑是促进农业发展的一个有力保障。我国加入世界贸易组织之后，面临新的形势，国内的硫酸钾企业将面临以下的机遇和压力。大力发展我国硫酸钾产业变得迫在眉睫，面对国外化工巨头的激烈竞争，大力发展我国的硫酸钾产业变得越来越刻不容缓[3]。

(1)、国家及有关部门必须加强对硫酸钾产业的引导。论文检测。在全国范围内宏观调控，合理布局，避免一窝蜂的盲目上马硫酸钾项目，造成产能过剩，导致重复建设和资源的浪费。今后国内硫酸钾项目的新建或扩建应持慎重，在立项之前应充分调研，认真研究。

(2)、新建硫酸钾产业项目应在自然资源丰富的地区就近选址建设，解决原料供应不足和远距离运输问题，降低生产成本，提高产品市场竞争力。经认真调研后选取了适当的工艺路线，则其生产规模一定要达到