专利名称：用重力分离法生产硫酸钾的方法
技术领域：
本发明涉及一种硫酸钾的生产方法，特别是一种用硫酸铵和氯化钾经复分解反应后再用重力法分解硫酸钾的方法。
由于硫酸钾是一种高效生理性肥料，既可用作基肥，又可用作追肥，尤其是钾离子容易被植物吸收利用，因此适用于各种农作物，特别适用于甘蔗、茶叶、马玲薯、烟草、西瓜、果树等农作物，它可以提高农作物的品质，使果实味道鲜甜，故硫酸钾作为钾肥施用远比氯化钾更具有优越性能。另外，硫酸钾除大部分用作钾肥外，还有少部分用于制造洁净剂、肥皂、化学药品，以及用于纺织染色、玻璃、陶瓷等工业领域。
由于硫酸钾的产量低，需要量大，因此，是世界性的短缺物资。当前我国硫酸钾产量约10万吨／年，与需要量相比，更为短缺。仅就广西而言，仅甘蔗一项年需要量就达17万吨，云南省内硫酸钾产量只为3万吨／年，而需要量(仅烟草、甘蔗、西瓜)就达28万吨／年，缺口25万吨。可见全国缺口之大。90年及94年我国从国外进口硫酸钾119．8万吨，耗资2．4亿美元。但由于是世界性短缺物资，进口数量也受到控制。
生产硫酸钾可用氯化钾和硫酸盐或硫酸加工制得，也可从含硫酸盐的钾资源中制得，还可用草木灰制得。工业上制取的方法比较多，如利用不同物质在同一溶剂中溶解度的差别，以及各种物质的溶解度随温度的改变而变化的程度不同，采用分涉结晶分离法，分别得到硫酸钾和氯化铵，但这种方法工艺流程长，设备多，投资大，费时费力，不利于降低生产成本，提高生产效率。再如重力分离法生产硫酸钾，这种方法虽工艺流程短，设备少，投资小，但容易使硫酸钾中混有氯化铵，既不能够彻底将硫酸钾与氯化铵完全分开，使硫酸钾的品质以及产出率受到影响，因此，不利于现代工业发展的需要。
本发明的目的在于克服现有技术之不足提供一种工艺流程短，设备投资少，品质好，产出率高的硫酸钾生产方法。
本发明根据硫酸钾与氯化铵比重不相同的特点，采用重力方法对它们进行分离。即由于硫酸钾的密度为2．662，氯化铵的密度为1．527，两者的密度差为1．135，因此，可用一种密度介于两者之间的中间物质将它们彻底分开。
本发明的技术方案包括下列工艺过程混料反应，重力分离，过滤，产品烘干及包装，母液回收，其特征在于在重力分离过程中加入粒径为1-3mm，密度介于氯化铵和硫酸钾密度之间，即密度为1．7-2．5的球状浮选剂，用于使硫酸钾与氯化铵完全分离。
所述球状浮选剂可用聚乙烯和滑石粉混合后加温，并在聚乙烯的熔点下制成球状颗粒，其聚乙烯和滑石粉的需要量根据下列方程式求出aX+bY=m(X+Y)X+Y=1其中，X为聚乙烯需要量(单位为体积)，Y为滑石粉需要量(单位为体积)，a为聚乙烯密度，b为滑石粉密度，m为已知浮选剂的密度。
本发明的具体工艺方法是1，将硫酸铵投入水中加热至使之全部溶解；2，当温度升为75-85℃时，按硫酸铵∶氯化钾=1∶1．1的配比，缓慢加入氯化钾，搅拌使它们进行复分解反应，其反应式为
继续加温浓缩该混合液至108-112℃，使大部分硫酸钾结晶析出，同时伴有少部分氯化铵也结晶析出；3，搅拌并冷却该混合物，使氯化铵结晶析出，当冷却至35-45℃时，按硫酸钾产量的1／3-1／2的量加入浮选剂；4，继续搅拌至结晶物全部析出，静置10-30分钟后，物料按不同的比重分层，分别进行过滤后得硫酸钾产品和氯化铵副产品；
5，分离出来的浮选剂回收再用，母液回收循环使用。
本发明与现有技术相比具有下列优点和积极效果本发明根据物质比重的不同通过中间分离层即浮选剂将硫酸钾产品及氯化铵副产品完全分离并回收，在设备简单、工艺流程短、投资小、能耗低的条件下，即可生产出品质好、纯度高、性能稳定、价格便宜的产品，且使用的浮选剂可回收再次利用，母液可循环使用，因此，生产成本低，另本发明不产生工业污染物。
图1为本发明的工艺流程方框图，本发明生产过程均在常压下进行。
实施例11，将硫酸铵投入装有水的反应器中，加热并搅拌使之全部溶解；2，当加热温度为75℃时，按硫酸铵∶氯化钾＝1∶1．1的配比，缓慢加入氯化钾，搅拌使它们进行复分解反应，生成硫酸钾和氯化铵，继续加温并浓缩使硫酸钾首先结晶析出，加热至108℃，使大部分硫酸钾和少部分氯化铵结晶析出；3，在搅拌中将两种结晶物和溶液放入重力分离槽中进行冷却，使氯化铵继续结晶析出，当冷却至35℃时，按硫酸钾产量的1／3的量加入浮选剂，选择浮选剂的密度为2，所用聚乙烯密度为0．95，滑石粉密度为2．73，则列出下列方程；0．95X+2．73Y=2(X+Y)X+Y=1解方程得X＝0．41立方米(即聚乙烯的量)Y=0．59立方米(即滑石粉的量)在聚乙烯的熔点下，将上述两种物质加热混合并制成粒径为2mm的球状颗粒即可；4，继续搅拌至结晶物全部析出，静置10分钟后，物料按不同的比重分层，上层是氯化铵及饱和溶液，中层是浮选剂，下层是硫酸钾，将中层和上层分离出来，置入过滤器中，回收滤网上的浮选剂，滤网下的氯化铵和溶液经离心分离器分离出氯化铵和母液，得氯化铵副产品；下层硫酸钾经水洗后进入离心分离器中分离后，经烘干得硫酸钾产品；5，分离出来的浮选剂回收再用，母液送反应器循环使用。
实施例21，将硫酸铵投入装有水的反应器中，加热并搅拌使之全部溶解；2，当加热温度为80℃时，按硫酸铵∶氯化钾=1∶1．1的配比，缓慢加入氯化钾，搅拌使它们进行复分解反应，生成硫酸钾和氯化铵，继续加温并浓缩使硫酸钾首先结晶析出，加热至110℃，使大部分硫酸钾和少部分氯化铵结晶析出；3，在搅拌中将两种结晶物和溶液放入重力分离槽中进行冷却，使氯化铵继续结晶析出，当冷却至40℃时，按硫酸钾产量的1／3的量加入浮选剂，选择浮选剂的密度为1．8，所用聚乙烯密度为0．94，滑石粉密度为2．8，则列出下列方程；0．94X＋2．8Y=1．8(X+Y)X+Y=1解方程得X=0．54立方米(即聚乙烯的量)Y=0．46立方米(即滑石粉的量)在聚乙烯的熔点下，将上述两种物质混合并制成粒径为3mm的球状颗粒即可；4，继续搅拌至结晶物全部析出，静置20分钟后，物料按不同的比重分层，上层是氯化铵及饱和溶液，中层是浮选剂，下层是硫酸钾，将中层和上层分离出来，置入过滤器中，回收滤网上的浮选剂，滤网下的氯化铵和溶液经离心分离器分离出氯化铵和母液，得氯化铵副产品；下层硫酸钾经水洗后进入离心分离器中分离后，经烘干得硫酸钾产品；5，分离出来的浮选剂回收再用，母液送反应器循环使用。
实施例31，将硫酸铵投入装有水的反应器中，加热并搅拌使之全部溶解；2，当加热温度为85℃时，按硫酸铵∶氯化钾=1∶1．1的配比，缓慢加入氯化钾，搅拌使它们进行复分解反应，生成硫酸钾和氯化铵，继续加温并浓缩使硫酸钾首先结晶析出，加热至112℃，使大部分硫酸钾和少部分氯化铵结晶析出；3，在搅拌中将两种结晶物和溶液放入重力分离槽中进行冷却，使氯化铵继续结晶析出，当冷却至45℃时，按硫酸钾产量的1／2的量加入浮选剂，选择浮选剂的密度为2．2，所用聚乙烯密度为0．96，滑石粉密度为2．7，则列出下列方程；0．96X+2．7Y=2．2(X+Y)X+Y=1解方程得X=0．29立方米(即聚乙烯的量)Y=0．71立方米(即滑石粉的量)在聚乙烯的熔点下，将上述两种物质混合并制成粒径为1．5mm的球状颗粒即可；4，继续搅拌至结晶物全部析出，静置30分钟后，物料按不同的比重分层，上层是氯化铵及饱和溶液，中层是浮选剂，下层是硫酸钾，将中层和上层分离出来，置入过滤器中，回收滤网上的浮选剂，滤网下的氯化铵和溶液经离心分离器分离出氯化铵和母液，得氯化铵副产品；下层硫酸钾经水洗后进入离心分离器中分离后，经烘干得硫酸钾产品；5，分离出来的浮选剂回收再用，母液送反应器循环使用。
权利要求
1，一种重力分离法生产硫酸钾的方法，包括下列工艺过程混料反应，重力分离，过滤，产品烘干及包装，母液回收，其特征在于在重力分离过程中加入粒径为1-3mm，密度介于氯化铵和硫酸钾密度之间，即密度为1．7-2．5的球状浮选剂，用于使硫酸钾与氯化铵完全分离。
2，根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述球状浮选剂可用聚乙烯和滑石粉混合后加温，并在聚乙烯的熔点下制成球状，其聚乙烯和滑石粉的需要量根据下列方程式求出aX+bY=mX+YX+Y=1其中，X为聚乙烯的需要量(体积)，Y为滑石粉的需要量(体积)，a为聚乙烯的密度，b为滑石粉的密度，m为已知浮选剂的密度。
3，根据权利要求1所述的方法，其特征在于采用下列工艺步骤A，将硫酸铵投入水中加热至使之全部溶解；B，当温度升为75-85℃时，按硫酸铵∶氯化钾=1∶1．1的配比，缓慢加入氯化钾，搅拌使它们进行复分解反应，其反应式为继续加温浓缩该混合液至108-112℃，使大部分硫酸钾结晶析出，同时伴有少部分氯化铵也结晶析出；C，搅拌并冷却该混合物，使氯化铵结晶析出，当冷却至35-45℃时，按硫酸钾产量的1／3-1／2的量加入浮选剂；D，继续搅拌至结晶物全部析出，静置10-30分钟后，物料按不同的比重分层，分别进行过滤后得硫酸钾产品和氯化铵副产品；E，分离出来的浮选剂回收再用，母液回收循环使用。
全文摘要
本发明提供一种重力分离法生产硫酸钾的方法,包括混料反应,重力分离,过滤,产品烘干及包装,母液回收等过程,其特征在于在重力分离过程中加入粒径为1—3mm,密度介于氯化铵和硫酸钾密度之间的球状浮选剂,用于使硫酸钾与氯化铵完全分离。在设备简单、工艺流程短、投资小、能耗低的条件下,即可生产出品质好、纯度高、性能稳定、价格便宜的产品,且使用的浮选剂可回收再次利用,母液可循环使用,因此,生产成本低。另本发明不产生工业污染。
文档编号C01D5/08GK1290655SQ9911518
公开日2001年4月11日 申请日期1999年9月30日 优先权日1999年9月30日
发明者邓杰华, 梁秀姣 申请人:邓杰华, 梁秀姣