[发明专利]一种硝酸钾的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及硝酸钾加工制备领域，具体而言，涉及一种硝酸钾的制备方法。

背景技术

硝酸钾既是一种重要的工业原料又是一种优质的无氯钾氮复合肥。近十多年来，由于国内硝酸钾市场需求与出口的增长，尤其是农用硝酸钾市场的不断开发，硝酸钾生产发展迅速。硝酸钾的用途非常广泛，比如用作分析试剂和氧化剂，用于钾盐的合成和配制炸药。另外在食品工业可用作发色剂，护色剂，抗微生物剂，防腐剂，如用于腌肉，在午餐肉中起防腐作用。是制造黑色火药，如矿山火药、引火线、爆竹等的原料。也可用于焰火以产生紫色火花。机械热处理作淬火的盐浴。陶瓷工业用于制造瓷釉彩药。用作玻璃澄清剂。用于制造汽车灯玻壳、光学玻璃显像管玻壳等。医药工业用于生产青霉素钾盐，利福平等药物。用于制卷烟纸。用作催化剂。选矿剂。还可用作农作物和花卉的复合肥料。我国是一个农业大国，全国约有84％的土地缺钾，农用硝酸钾每年仅烟草行业需15万t-20万t，加上其他作物种植需要，年实际需求量在20万t-25万t左右。农用硝酸钾由于受生产成本、大规模生产工艺技术不成熟等因素制约发展缓慢，长期以来依靠进口来弥补需求。

鉴于硝酸钾广泛的应用与长期短缺的现状，开发新技术、新工艺是迫切需要解决的问题，硝酸钾的生产工艺的开发也成为了当今研究的热点。现有技术中，生产硝酸钾主要有以下几种工艺：1.硝酸钠与氯化钾复分解反应法，该工艺的缺点为：生产成本高，收率低，不易分离硝酸钾与氯化钠，需浓缩过程，耗费大量能量。需重结晶。2.硝酸铵与氯化钾复分解反应法，该工艺的缺点为：生产成本高，收率低，不易分离硝酸钾与氯化铵，需浓缩过程，耗费大量能量。需重结晶。成品易吸潮(因含铵离子)。3.硝酸与氧化镁加氯化钾反应法，该工艺的缺点为：生产成本高，收率低，不易分离硝酸钾与氯化镁，需浓缩过程，耗费大量能量。需重结晶。4.硝酸与氯化钾反应法，该工艺的缺点为：过程复杂，成本高，易腐蚀设备。

可见现有技术中生产硝酸钾的工艺大多存在能耗高、反应路线长，成本高等问题，并且原料转化率普遍也不高，一般维持在85％左右。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硝酸钾的制备方法，该制备方法通过采用含钙化合物、硝酸以及氯化钾为原料，原料成本低，工艺简单，生成的产物无需进行高耗能的浓缩、结晶处理，经过简单的工艺处理即可得到目的产物硝酸钾，充分降低了生产过程中的能耗，并且整个反应过程中产生的废水、废液、废物均可循环利用，或作为副产品出售，省去了外排污染环境的风险，反应原料转化率、收率高，人工成本低，配套的生产设备也比较简单，投资少，总之该工艺为硝酸钾的生产提供了一种更为新颖的操作路线，值得大力推广应用，也填补了相关技术空白。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种硝酸钾的制备方法，具体包括如下步骤：以硝酸、氯化钾、含钙化合物为原料在95-100℃之间反应，监测反应pH值达到7以上后，将反应产物过滤、常温结晶、干燥即得硝酸钾。

现有技术中，生产硝酸钾的主要工艺有硝酸钠与氯化钾复分解法，硝酸铵与氯化钾离子交换法，硝酸铵与氯化钾离子交换法，硝酸铵与氯化钾复分解法，硝酸镁与氯化钾复分解法，硝酸与氧化镁、氯化钾反应法，但是这些技术中普遍需要高能耗的浓缩处理步骤才能最终得到目标产物硝酸钾，比如硝酸与氧化镁、氯化钾反应法，其生成的产物氯化镁与硝酸钾的混合物呈粘稠状，常温条件下根本无法实现两者之间的分离，还需要借助高能耗的浓缩结晶步骤才能实现硝酸钾的分离结晶，并且收率也会受到相应的影响，达不到理想的收率，目前只能维持在80-90wt％之间。

因此，发明人在对现有技术的工艺进行充分理解摸索的前提下，为了解决现有技术中存在的诸多技术问题，提供了一种工艺路线新颖的硝酸钾的制备方法，原料采用的是硝酸、氯化钾以及含钙化合物，反应温度控制在95-100℃，当监测到反应体系的pH值达到7以上后，即代表反应完全，可以将反应产物进行过滤，常温结晶，干燥最终得到目标产物，整个工艺过程前后步骤衔接紧密，无论是采用的反应原料还是反应路线，以及该工艺中涉及到的各个调控参数，均是发明人经过大量的实践经验摸索出来的，现有技术中是没有任何记载，本发明的技术方案尚属首创。该工艺步骤简单，操作方便，反应条件也比较温和，安全系数高，尤其是反应生成的产物通过简单的过滤即可实现目标产物的纯化，后续利用溶解度随温度变化的差异性，以实现硝酸钾的结晶析出，低能耗、低成本条件下即可达到硝酸钾的生产，为后续工业化批量扩大生产奠定了一定的技术基础。