[发明专利]一种硫酸钾的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硫酸钾的制备方法，尤其涉及一种以芒硝和光卤石为原料，结合浮选工艺制备硫酸钾的方法。

背景技术

硫酸钾是一种优质钾肥，其施用范围和效果远比氯化钾好。能施用氯化钾的农作物，基本都可施用硫酸钾，而一些能施用硫酸钾的农作物却不能施用氯化钾，如烟草、水果等经济作物。由此，硫酸钾比氯化钾的施用范围更广、效果更好。由于能生产硫酸钾的自然资源较氯化钾少，所以硫酸钾产量较氯化钾少，价格较氯化钾高，硫酸钾的施用量较氯化钾少。目前硫酸钾的价格约为氯化钾的1.5～2.0倍，由此，许多氯化钾钾肥生产企业看准硫酸钾市场，谋求氯化钾产品转型，谋求转产硫酸钾。

目前，国内氯化钾的生产主要以氯化物型含钾卤水为原料，经过盐田日晒蒸发得到盐田光卤石矿，盐田光卤石再经过进一步加工，即可得到氯化钾产品，所以我国氯化钾生产企业都有大量的盐田光卤石矿存在。芒硝是一种无机盐矿产资源，我国有丰富的芒硝资源，资料显示,我国芒硝矿储量居世界首位,其探明储量约为300亿吨，比世界其它各国的总和还要多。目前，已有一些文献报道以盐湖氯化物型含钾卤水盐田光卤石矿和芒硝矿为原料生产硫酸钾的工艺。

中国专利申请号CN01107076.5公开了一种利用盐田光囟石和芒硝制取硫酸钾的工艺，包括以下步骤：(1)、将天然芒硝用清水溶解至饱和，分离除去机械杂质，得饱和硫酸钠清液备用；(2)、将盐田光囟石破碎后，用含钾母液进行常温分解，30-60分钟后加入正(反)浮选剂进行浮选分离得到粗氯化钾备用；(3)、将步骤2所得的粗氯化钾用含有活性剂的母液进行盐析结晶得到精制氯化钾；、(4)、常温下，将步骤1获得的饱和硫酸钠清液与步骤2获得的粗氯化钾反应30-60分钟，液固分离后得到钾芒销及供步骤2使用的KCl含量不大于8％的含钾母液备用；(5)、常温下，将步骤4获得的钾芒硝与步骤3获得的精制氯化钾溶液反应30-60分钟，液固分离后得到硫酸钾产品。该方法具有以下的缺点：(1)、该方法所用芒硝矿因需要溶解、机械除杂，制备成较为纯净的饱和溶液，方可用于生产过程，增加了芒硝精制工序，增加了成本。其次，芒硝矿在常温下溶解，容易结块，给溶解带来困难，不溶的芒硝矿在机械除杂过程中会随其他杂质排出，造成芒硝矿浪费。(2)、光卤石矿用硫酸钾母液分解，分解料浆采用浮选的方法得到粗制氯化钾，再将粗制氯化钾精制得到精制氯化钾，增加了氯化钾精制过程，增加了成本。(3)、氯化钾精制过程中，通过引入表面活性剂降低氯化钾的溶解度，提高氯化钾的收率，这给氯化钾精制母液的处理带来了环保问题，增加了成本。(4)、本方法工艺流程较长，流程较复杂，生产控制难度较大。

中国专利申请号CN93100790.9公开了一种制取硫酸钾的方法，将含有钾、镁、硫酸根、钠、氯离子的矿物原料与循环软钾镁矾母液、硫酸钾母液混合；混合物中钾、镁、硫酸根和水的质量比为1：(0.50～0.84)：(1.00～1.40)：(9.00～14.00)；将混合物料在50～69℃下进行热溶反应，反应时间为15-60分钟，反应后形成的液固混合浆料，经保温固液分离可得到粗石盐和饱和溶液，弃去粗石盐后将饱和溶液冷却至0～19℃，结晶出软钾镁矾与氯化钾的混合物(即软钾混盐)，固液分离得软钾混盐和软钾母液，混盐中软钾镁矾与氯化钾的质量比为(1.7～2.2)∶1；混盐加水反应后，固液分离得硫酸钾母液和硫酸钾；上述过程中得到的母液可返回到热溶阶段循环使用。该方法具有以下的缺点：(1)、该方法将芒硝、光卤石、软钾镁钒母液、硫酸钾母液等多种物料进行混合，严格控制混合物料中钾、镁、硫酸根及水的比例，工艺条件控制要求较高，生产控制难度较大，工艺适应性较弱。(2)、该方法采用热溶的方法，将原料中的钾、镁硫酸盐溶入溶液，原料中的氯化钠、不溶物等杂质以固相的形式存在，通过保温热过滤的方法将料浆中的氯化钠、不溶物等杂质排除体系，滤液再通过冷却结晶方式析出转化硫酸钾所需的软钾混盐。对于含有较高不溶物的料浆进行热过滤操作较为困难，此外,热过滤时，由于温度的下降，会损失部分钾盐，降低钾收率。(3)、该方法采用热溶的方法、将原料中的钾、镁硫酸盐溶入溶液，因溶解用介质—循环母液的溶解能力有限，致使生产一吨硫酸钾，工艺运行过程中的循环物料量较大，生产能耗较高。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种以芒硝和光卤石为原料，结合浮选工艺制备硫酸钾的方法，该方法采用转化、浮选分离技术，对目的物料进行分离，工艺过程不需提前对芒硝矿进行溶解精制处理，也不需对工艺过程中所需的氯化钾进行精制，缩短了流程，增加了工艺对原料的适应性。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：