硫酸钠两步转化法制备硫酸钾工艺条件研究
理论值,芒硝,氯化钾,1反应原理,2试验方法,3结果与讨论,4结语
王百年,曹 萌,陈 烁,杨保俊(合肥工业大学化学与化工学院 安徽合肥 230009)
硫酸钠两步转化法制备硫酸钾工艺条件研究
王百年,曹 萌,陈 烁,杨保俊
(合肥工业大学化学与化工学院 安徽合肥 230009)
以硫酸法制备白炭黑产生的硫酸钠废液和工业氯化钾为原料,采用两步转化法制备硫酸钾。通过单因素条件试验和正交试验,制备钾芒硝的较优化工艺条件为氯化钾添加量为理论值的1.10倍、水添加量为理论值的3.0倍、反应时间3.5 h,制备硫酸钾的较优化工艺条件为氯化钾添加量为理论值的0.95倍、水添加量为理论值的1.6倍、反应时间为3.5 h。在上述优化条件下,所制备的K2SO4样品中含K2O,Cl-和H2O质量分数平均值分别为53.21%,1.07%和1.57%,达到了农用硫酸钾产品质量标准(GB 20406—2006)水盐体系优等品质量指标要求。
硫酸钾;两步转化法;硫酸钠;钾芒硝
硫酸钾是一种无氯优质含硫钾肥,可用于多种农作物,尤其适用于烟草、水果、甜菜、甘薯等忌氯经济作物。施用硫酸钾肥料,不仅可提高农作物产量,而且可明显改善其质量[1]。随着我国农业生产的高速发展,农作物从土壤中吸收的钾量逐渐增加,而以有机肥、施用含钾肥料等形式归还土壤的钾量不能补足农作物的吸收量,导致我国土壤中钾含量逐渐减少,影响了我国农业生产的发展。由于我国硫酸钾生产方法单一、生产能力有限,长期依赖从国外进口硫酸钾,因此,提高硫酸钾产品的质量及其生产效率具有重要的现实意义。
硫酸钾制备方法主要有曼海姆法、缔置法、转化法等,其中最常用的是转化法[2]。采用转化法生产硫酸钾具有工艺简单、投资少、可以生产高质量的农用硫酸钾等特点,应用前景十分广阔[3- 4]。
虽然我国硫酸钾矿藏贫乏,但氯化钾资源相对丰富[5],而诸如化纤厂、草酸厂、甲酸厂、白炭黑厂(硫酸法)等很多工业副产品中均有固体硫酸钠或硫酸钠废液产生,因此,以硫酸钠和氯化钾为原料,采用转化法生产硫酸钾在我国具有资源优势,符合我国的基本国情[6]。
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1 反应原理
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