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]。

    1 反应原理 ......