一种制备硫酸钾联产氢氧化钾的方法 |
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| 申请号 | CN201510290986.5 | 申请日 | 2015-05-29 | 公开(公告)号 | CN104909389A | 公开(公告)日 | 2015-09-16 |
| 申请人 | 湖北三宁化工股份有限公司; | 发明人 | 李万清; 肖林波; 田承涛; 廖秋实; 黄天钦; | ||||
| 摘要 | 一种制备 硫酸 钾 联产氢 氧 化钾的方法，将KHSO4和Ca(OH)2分别溶解和调浆后在90℃-100℃反应1.5小时，控制反应 温度 ，然后趁热过滤并用热 水 洗涤过滤，滤渣加硫酸调pH为酸性后得到CaSO4；滤液中加入甲醇搅拌，过滤分离得K2SO4固体和混合滤液；将所得混合滤液蒸馏，分别得到甲醇、水、剩余残液，剩余残液通过 蒸发 浓缩和冷却澄清，制得含45%～50%氢氧化钾溶液。本 发明 工艺简单，产品 质量 高，原材料便宜，便于工业化应用，且通过将含甲醇混合滤液蒸馏可实现资源循环利用，同时副产物氢氧化钾也具有较高经济价值。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种制备硫酸钾联产氢氧化钾的方法，其特征在于，具体步骤为： |
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| 说明书全文 | 一种制备硫酸钾联产氢氧化钾的方法技术领域背景技术[0002] 硫酸钾作为一种重要的无氯优质钾肥，广泛运用于农业生产中，它不但能提高农产品质量，还能改善其品质，受到广大农民朋友的喜爱。然而钾盐是一种不可再生资源，且在全球的分布极不平衡，主要在北半球，其中加拿大和原苏联分别占世界钾盐总资源量的40％和37％。其余的已知储量分布在美国、欧洲、中东、泰国、刚果等地。 [0003] 中国是贫钾国家，钾资源主要分布在西北、西南地区，近期，中部湖北省松滋市境内也探明了储量达48亿吨的钾盐资源。我国是世界上最大的钾盐消费国之一，每年需要消耗约1100余万吨钾盐，钾盐无机和有机产品品种已达100余种，而我国的钾盐年产量仅为350万吨左右，70％依赖进口，钾盐已成为我国急缺的重要战略物资之一。 [0004] 然而中国对钾盐的需求每年在不断地递增，巨大的需求缺口，为钾盐市场提供了广阔的前景。目前，全球钾盐供不应求，价格不断上涨。然而钾盐尤其是优质硫酸钾的生产技术一直为部分企业所保密，如何生产高品质的硫酸钾一直困扰着化工生产企业。 发明内容[0005] 本发明的目的是针对以上问题，提供一种利用硫酸氢钾和氢氧化钙制备硫酸钾联产氢氧化钾的方法，实现资源的循环利用和经济效益最大化。 [0006] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种制备硫酸钾联产氢氧化钾的方法，其化学反应方程式为： [0007] 2KHSO4+Ca(OH)2＝CaSO4↓+K2SO4+2H2O [0008] K2SO4+Ca(OH)2＝CaSO4↓+KOH [0009] 具体步骤为： [0010] 1)将KHSO4和Ca(OH)2按摩尔比1：1.2～1.5称取，然后分别加水进行溶解和调浆得到KHSO4溶液和Ca(OH)2乳浊液，然后将所得的KHSO4溶液和Ca(OH)2乳浊液混合，在90-100℃下反应1～1.5小时； [0011] 2)步骤1)所得的物料在维持88-95℃下过滤，所得的滤渣用90℃以上水洗涤过滤，再向滤渣中加入H2SO4，调节PH至中性得到CaSO4； [0014] 步骤3)利用硫酸钾和氢氧化钾在甲醇中的溶解情况将其有效分离开，故在过滤后得到的滤液中加入甲醇。 [0015] 进一步的，较高的液固比有利于提高产物中KOH的量，但过高的液固比搅拌受到限制，综合分析步骤1)中加水量为KHSO4、Ca(OH)2总质量的1.5倍最合适。 [0016] 步骤2)中洗涤后过滤的滤液收集，用于步骤1)中的调浆。 [0017] 步骤2)中得到的CaSO4经多次洗涤进行纯化。 [0018] 步骤3)中甲醇的加入体积与滤液的量相等。 [0019] 所述步骤3)中蒸馏得到的甲醇重复利用，蒸馏得到的水在步骤1)溶解和调浆时重复利用。 [0020] 所述步骤3)中蒸制得的氢氧化钾溶液的质量浓度为45％～50％。 [0021] 本发明工艺简单，产品质量高，K2O含量≥50％，便于工业化应用，且用Ca(OH)2、CaO作为原料价格便宜、成本低，经济效益好；将含甲醇混合滤液蒸馏可实现资源循环利用，同时副产物氢氧化钾也具有较高经济价值。 [0022] 该发明的优势在于联产氢氧化钾，少量的氢氧化钾则大大提高了产品附加值，但要得到氢氧化钾，在反应中就必须有大量过量的氢氧化钙和较低的液固比。大量未反应的氢氧化钙残留在硫酸钙滤饼中，一是浪费，二是不好再次利用，本发明中采用梯度交叉反应有效的解决的这点难题。附图说明 [0023] 图1为本发明的工艺流程图。 具体实施方式[0024] 下面结合实施例及附图来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。其工艺流程如图1所示。 [0025] 实施例1： [0026] 一种制备硫酸钾联产氢氧化钾的方法，具体步骤为： [0027] 1)KHSO4和Ca(OH)2按摩尔比1：1称取，分别称取KHSO4272g和Ca(OH)2148g，加500ml水对KHSO4进行加热溶解，加150ml水对Ca(OH)2进行调浆；然后将所得的溶液混合均匀，在90-100℃反应1h； [0028] 2)步骤1)所得的物料直接过滤，过滤温度维持90℃左右，得到550ml左右的滤液，所得的滤饼用总共500ml、90℃以上水分两次洗涤过滤，洗涤得到的滤液和之前550ml滤液混合到一起共计约1040ml。再向滤渣中加入稀H2SO4并搅拌，调节PH至中性得到CaSO4； [0029] 3)步骤2)过滤后得到的滤液按体积比1:1加入甲醇1040ml并搅拌，硫酸钾此时基本全部析出，过滤后得到K2SO4固体151g和滤液，滤液为甲醇、氢氧化钾的水溶液；所得滤液蒸馏分别得到甲醇、水和剩余残液，将剩余残液通过蒸发浓缩和冷却澄清，得液体氢氧化钾浓缩液20g，其质量浓度为15％。 [0030] 所得K2SO4分析K2O％＝50.2％。 [0031] 实施例2： [0032] 一种制备硫酸钾联产氢氧化钾的方法，具体步骤为： [0033] 1)KHSO4和Ca(OH)2按mol比1：1.2称取，分别称取KHSO4272g和Ca(OH)2178g，加500ml水对KHSO4进行加热溶解，加180ml水对Ca(OH)2进行调浆；然后将所得的溶液混合均匀，在90-100℃反应1h； [0034] 2)步骤1)所得的物料直接过滤，过滤温度维持90℃左右，得到570ml左右的滤液，所得的滤饼用总共500ml、90℃以上水分两次洗涤过滤，洗涤得到的滤液和之前570ml滤液混合到一起共计约1050ml。再向滤渣中加入稀H2SO4并搅拌，调节PH至中性得到CaSO4； [0035] 3)步骤2)过滤后得到的滤液按体积比1:1加入甲醇1050ml并搅拌，硫酸钾此时基本全部析出，过滤后得到K2SO4固体140g和滤液，滤液为甲醇、氢氧化钾的水溶液；所得滤液蒸馏分别得到甲醇、水和剩余残液，将剩余残液通过蒸发浓缩和冷却澄清，得液体氢氧化钾浓缩液20g，其质量浓度为46％。 [0036] 所得K2SO4分析K2O％＝51.0％。 [0037] 实施例3： [0038] 如图1所示，一种制备硫酸钾联产氢氧化钾的方法，具体步骤为： [0039] 1)KHSO4和Ca(OH)2按mol比1：1.5称取，分别称取KHSO4272g和Ca(OH)2222g，加500ml水对KHSO4进行加热溶解，加220ml水对Ca(OH)2进行调浆；然后将所得的溶液混合均匀，在90-100℃反应1h； [0040] 2)步骤1)所得的物料直接过滤，过滤温度维持90℃左右，得到600ml左右的滤液，所得的滤饼用总共500ml、90℃以上水分两次洗涤过滤，洗涤得到的滤液和之前600ml滤液混合到一起共计约1070ml。再向滤渣中加入稀H2SO4并搅拌，调节PH至中性得到CaSO4； [0041] 3)步骤2)过滤后得到的滤液按体积比1:1加入甲醇1070ml并搅拌，硫酸钾此时基本全部析出，过滤后得到K2SO4固体132g和滤液，滤液为甲醇、氢氧化钾的水溶液；所得滤液蒸馏分别得到甲醇、水和剩余残液，将剩余残液通过蒸发浓缩和冷却澄清，得液体氢氧化钾浓缩液30g，其质量浓度为47％。 [0042] 所得K2SO4分析K2O％＝50.7％。 |
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