[发明专利]一种制造硫酸钾的新工艺

说明书

本发明涉及一种以芒硝（Na₂SO₄或Na₂SO₄.10H₂O或精制硝水）和氯化钾（Kcl）为原料，制造硫酸钾（K₂SO₄）生产工艺的改进。

以芒硝和氯化钾为原料，经复分解反应制取硫酸钾，是工业化生产中最主要的生产方法之一。该方法的理论基础是“Na+、K+、∥Cl^-、SO₄^-2-H₂O”四元体系相图。复分解反应主要分成两个步骤进行：

第一步（习惯上称为“第一段转化”，下称“一转”）是使芒硝和氯化钾转化生成钾芒硝（Na₂SO₄3K₂SO₄），其反应式为：

第二步（习惯上称为“第二段转化”，下称“二转”）是使钾芒硝与氯化钾转化生成硫酸钾，其反应式为：

这种分两步进行转化的方法，习惯上称之为“两段转化法”，又叫“钾芒硝法”。其工艺要点如下：

1、经“一转”分离钾芒硝后所得的“1号母液”与“4号母液”“兑卤”后的混合液，进行蒸发处理，分离出晶体氯化钠（NaCl），并加工成付产品。

2、分离氯化钠后的“3号母液”，经“冷却、结晶”后，第二次生成钾芒硝，经过滤分离后得钾芒硝和“4号母液”。

3、将“4号母液”返回蒸发系统，与“1号母液”进行“兑卤”。

4、合并1、2两步所得的钾芒硝，送“二转”配料。

5、在“二转”中，钾芒硝与氯化钾转化生成硫酸钾。经过滤分离出硫酸钾后得到的“2号母液”，返回“一转”配料。完成一个无排放的“闭路循环”过程。

上述工艺流程，如图1所示。

《中国化肥手册》（“化工部科技情报研究所”和“南京化学（集团）公司”主编，1992年3月版）No255-256上所公布的“氯化钾、芒硝转化生产硫酸钾流程示意图”及其说明，即是现有技术中“两段转化法”的典型工艺。

上述工艺的主要缺点是：

1、“一转”所得的“1号母液”，必须要有“4号母液”与之“兑卤”至一定组份后，才能进行蒸发处理。而且在开车时，尚无“4号母液”的情况下，还必须要先配制足够量的一种与“4号母液”相同组份的溶液，供给蒸发工序开车时“兑卤”用。

2、蒸发脱盐后的“3号母液”，还必须要经“冷却、结晶”处理。第二次生成并分离钾芒硝。

所以。上述工艺具有流程不合理，设备多，操作复杂等一系列缺点。

本发明的目的，就是针对现有技术中的不足之处进行了改进，提供一种流程更加合理，投资更省，操作更加简便的制造工艺。

本发明的目的是通过以下的措施来实现的。

本发明仍采用“两段转化，闭路循环生产K₂SO₄的基本方法，在其它工艺特征不变的条件下，将其工艺路线缩短，即将“一转”分离钾芒硝后的“1号母液”直接进行蒸发脱NaCl处理，1号母液经脱NaCl处理后的“3号母液”直接送入“一转”进行配料。

开车时，由Na₂SO₄和KCl配料进行“一转”，分离钾芒硝后得到与“1号母液”组分相同的母液，并将其直接用于以下的蒸发操作。

采用了以上的措施后，本发明工艺具有明显的优点：

1、取消了“兑卤”工序，开车变得十分简便。

2、取消了“冷却、结晶及二次分离钾芒硝”等工序，在其它情况相同的条件下，与现有技术相比，流程显著缩短，操作更加简便，设备投资减少。

另外，采用本发明工艺的生产设备除了可采用的芒硝为原料（即全部或大部分采用无水硫的钠进行配料）外，还可全部采用精制硝水（即经净化处理过的Na₂SO₄溶液-无水硫酸钠的半成品）代替无水硫酸钠作原料进行配料，对于元明粉（即无水硫酸钠）生产，采用本发明方法，使流程更加合理，生产成本更低。

在其它工艺特征基本不变的条件下，本发明工艺流程的示意图如图2所示。

下面结合实施例，对本发明工艺作进一步详述。