專利名稱：一種由硝酸磷肥副產(chǎn)品硝酸鈣生產(chǎn)硝酸鉀的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硝酸鉀的生產(chǎn)方法，特別涉及一種由硝酸磷肥副產(chǎn)品硝酸鈣生產(chǎn) 硝酸鉀的方法，屬于農(nóng)用硝酸鉀肥料的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
硝酸鈣為硝酸磷肥工業(yè)的副產(chǎn)品，由硝酸分解磷礦取得，其中含硝態(tài)氮11.86%， 為低濃度硝態(tài)氮肥料。因養(yǎng)分含量過低，單位養(yǎng)分運(yùn)輸成本高。因此作為肥料使用是 不經(jīng)濟(jì)的。
硝酸鉀是一種極易溶于水的肥料。其中所含的硝酸根和鉀離子都能為農(nóng)作物吸 收，不殘留有害物質(zhì)，是一種優(yōu)良的氮鉀二元復(fù)合肥。其中含硝態(tài)氮13.85%，氧化 鉀46.5跳，均為農(nóng)作物生長所必需的大量元素，兩者間具有良好的協(xié)調(diào)作用，可互 相促進(jìn)被作物吸收并促進(jìn)其它營養(yǎng)元素的吸收；其所含的氮鉀比為l:3(—般農(nóng)作物 都以此比例吸收氮、鉀)，可在作物需肥高峰期均衡迅速地被作物吸收利用；且不含 氯化鈉，鹽指數(shù)低；水溶性好但不吸濕，養(yǎng)份含量高，肥效作用迅速。使用硝酸鉀可 提高農(nóng)作物產(chǎn)量，改善品質(zhì)，提早成熟，增強(qiáng)抗病力，延長保鮮期。廣泛用于各種糧 食作物、經(jīng)濟(jì)作物；作基肥或追肥施用，特別適用于煙草，蔬菜和水果等經(jīng)濟(jì)作物。
因此，提供一種較為廉價(jià)和經(jīng)濟(jì)的硝酸鉀生產(chǎn)方法就成為該技術(shù)領(lǐng)域急需解決的 技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種廉價(jià)和經(jīng)濟(jì)的硝酸鉀生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的-
方案一
一種由硝酸磷肥副產(chǎn)品硝酸鈣生產(chǎn)硝酸鉀的方法，包括以下步驟 (1)將濃硫酸2和氯化鉀1加入硫酸氫鉀轉(zhuǎn)化槽3中，反應(yīng)生成硫酸氫鉀溶液 6和氯化氫氣體4，氯化氫氣體4進(jìn)入鹽酸吸收裝置5，被水吸收形成鹽酸；所述硫 酸氫鉀溶、液6進(jìn)入硝酸鉀反應(yīng)槽12;
(2 )將硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置25副產(chǎn)的濕硝酸鈣晶體27加入硝酸鉀反應(yīng) 槽12中，與步驟(1 )所得的硫酸氫鉀溶液6混合、反應(yīng)，得硝酸鉀反應(yīng)液13，該 硝酸鉀反應(yīng)液13經(jīng)過濾機(jī)14過濾后，得到硝酸鉀溶液15和含鉀石膏23;(3)步驟(2)所得硝酸鉀溶液15經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶，得結(jié)晶后母液24和濕 硝酸鉀19，濕硝酸鉀19干燥，得成品硝酸鉀21;所得結(jié)晶后母液24的一部分返回 硝酸鉀反應(yīng)槽12，另一部分返回硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置25。 方案二
一種由硝酸磷肥副產(chǎn)品硝酸鈣生產(chǎn)硝酸鉀的方法，包括以下步驟 (1)將濃硫酸2和氯化鉀1加入硫酸氫鉀轉(zhuǎn)化槽3中，反應(yīng)生成硫酸氫鉀溶液 6和氯化氫氣體4，氯化氫氣體4進(jìn)入鹽酸吸收裝置5，被水吸收形成鹽酸；所述硫
酸氫鉀溶液6進(jìn)入硝酸鉀反應(yīng)槽12;
(2 )將硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置25副產(chǎn)的濕硝酸鈣晶體27加入硝酸鉀反應(yīng) 槽12中，與步驟(1 )所得的硫酸氫鉀溶液6混合、反應(yīng)，得硝酸鉀反應(yīng)液13，該 硝酸鉀反應(yīng)液13經(jīng)過濾機(jī)14過濾后，得到硝酸鉀溶液15和含鉀石膏23;
(3) 停止將硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置25副產(chǎn)的濕硝酸鈣晶體27加入硝酸鉀 反應(yīng)槽12中，與此同時(shí)，將硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置25副產(chǎn)的濕硝酸鈣晶體27 加入加熱溶解槽28中加熱融化，得熱濃硝酸鈣溶液7;將含鉀石膏23加入含鉀石膏 萃取槽8中，同時(shí)將所得熱濃硝酸鈣溶液7加入含鉀石膏萃取槽8中，混合，微沸萃 ?。惠腿『?，得含少量鉀的濃硝酸鈣溶液9，將該濃硝酸鈣溶液9用過濾機(jī)10進(jìn)行 過濾,得到濾液11，將該濾液11加入硝酸鉀反應(yīng)槽12，與步驟(1)所述硫酸氫鉀溶 液6混合、反應(yīng)，得硝酸鉀反應(yīng)液13，該硝酸鉀反應(yīng)液13用過濾機(jī)14過濾，得硝 酸鉀溶液15和沉淀濾餅含鉀石膏23,所述含鉀石膏23返回含鉀石膏萃取槽8中；
(4) 步驟(2)或(3)所得硝酸鉀溶液15經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶，得結(jié)晶后母液 24和濕硝酸鉀19，濕硝酸鉀19干燥，得成品硝酸鉀21;所得結(jié)晶后母液24的一部 分返回硝酸鉀反應(yīng)槽12，另一部分返回硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置25。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述步驟(3)中所述微沸萃取的溫度為80 130°C，萃取時(shí)間為2 6小時(shí)。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述步驟(3)中，濃硝酸鈣溶液的濾液ll中 的硝酸鈣與硫酸氫鉀溶液6中的硫酸氫鉀的摩爾比為0.8 1.2:1，其反應(yīng)溫度為 80 130°C，反應(yīng)時(shí)間為1 4小時(shí)。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述步驟(1)中加入濃硫酸2與氯化鉀1的 摩爾比為1 1.3:1，其反應(yīng)溫度為120 150°C，反應(yīng)時(shí)間為2 8小時(shí)。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述步驟(l)中濃硫酸2的濃度為93% 98%， 氯化鉀1為普通肥料級(jí)氯化鉀。一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述步驟(2)中，濕硝酸f丐晶體27中的硝酸
鈣與硫酸氫鉀溶液6中的硫酸氫鉀的摩爾比為0.8 1.2 : 1，其反應(yīng)溫度為80 130 °C，反應(yīng)時(shí)間為1 4小時(shí)。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述結(jié)晶后母液24中的20% 80%(體積％，以 下同)返回硝酸鉀反應(yīng)槽12， 80°/。 20%返回硝酸分解磷礦裝置25。結(jié)晶后母液中含有 硝酸，返回磷礦分解裝置可以回收利用這部分硝酸，母液中還含有未分解的硝酸鉀， 返回硝酸鉀反應(yīng)槽可以回收一部分母液中的硝酸鉀。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述過濾機(jī)10和過濾機(jī)14為轉(zhuǎn)盤或轉(zhuǎn)鼓式真 空過濾機(jī)。含固料漿進(jìn)入過濾機(jī)后隨過濾機(jī)轉(zhuǎn)盤或轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)，在真空過濾區(qū)形成的濾 餅，依次經(jīng)過洗滌、吸干、空氣反吹或機(jī)械刮料，將固體和濾液分開。濾布采用普通 丙綸、滌綸或維綸濾布。
在上面所述的方案一中，步驟(2)得到的含鉀石膏23直接廢棄或做它用；在 方案二中，將含鉀石膏23返回含鉀石膏萃取槽8中，用熱濃硝酸鈣溶液7萃取洗滌 鉀離子，以回收含鉀石膏23中夾帶的少量鉀。
本發(fā)明方法的原理如下
一般硝酸分解磷礦副產(chǎn)硝酸鈣的生產(chǎn)原理為 3Ca3(P04)2 CaF2+20HN03=6H:iP04+10Ca(N03)2+2HF t 3Ca3(P04)2 CaF2+14H3P04=10Ca (H2P04)2+2HF t 3Ca3(P04)2 CaF2+4H3P04=10Ca HP04+2HF t
硝酸分解磷礦粉生成磷酸、磷酸二氫鈣或磷酸氫鈣等和硝酸鈣。通過冷卻結(jié)晶或 過濾等方式將硝酸鈣與含磷部分分離。含磷部分經(jīng)氨化或直接包裝為磷肥。硝酸鈣溶 液或含水結(jié)晶即為副產(chǎn)品。
氯化鉀與濃硫酸在120 15(TC能快速的反應(yīng)，生成硫酸氫鉀和氯化氫，對(duì)部分 作物有不良作用的氯根被脫除。
KC1+H2S(^=KHS04+HC1 f 硫酸氫鉀與硝酸鈣混合，鈣離子與硫酸根離子結(jié)合生成石膏沉淀，被脫除。溶液 即為硝酸鉀和硝酸的混合溶液。
KHS04+Ca (N03) 2+2H20=CaS04 2H20 I +HN03+KN03
硝酸鉀被冷卻結(jié)晶析出，硝酸回收。返回去分解磷礦。 其中有生成鉀石膏的副反應(yīng)K2S04+5CaS04+l. 5H20=K2S04 5CaS04 1. 5H20 I 副反應(yīng)會(huì)造成鉀損失，石膏沉淀中會(huì)含有2% 5%1(20，需硝酸鈣萃取洗滌回收。K2S04 5CaS04 1. 5H20+ Ca(N0》2+10. 5H20 =6CaS04 2H20 I +2KN0:1
根據(jù)以上原理，本發(fā)明是先通過低溫轉(zhuǎn)化制備硫酸氫鉀，將氯化鉀1和濃硫酸2 通入硫酸氫鉀轉(zhuǎn)化槽3，生成的硫酸氫鉀溶液6和氯化氫氣體4，氯化氫氣體經(jīng)鹽酸 吸收裝置5吸收形成濃鹽酸。硫酸氫鉀溶液6經(jīng)溢流進(jìn)入硝酸鉀反應(yīng)槽12。
將硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置25制備來的濕硝酸鈣晶體27加熱溶解為熱濃硝酸 鈣溶液，熱濃硝酸鈣溶液7先與返回的含2% 5%K20的石膏沉淀在含鉀石膏萃取槽8 中混合萃取，回收石膏沉淀中所含的少量的有用組分鉀元素。萃取后的含少量鉀的濃 硝酸鈣溶液9與硫酸氫鉀溶液6在硝酸鉀反應(yīng)槽12中混合，生成硝酸鉀溶液和硫酸 鈣沉淀?；旌弦航?jīng)過濾機(jī)14過濾，含鉀石膏23 (硫酸鈣濾餅)再返回含鉀石膏萃取 槽8，用熱濃硝酸鈣溶液7萃取洗滌鉀離子。硝酸鉀溶液15進(jìn)入硝酸鉀濃縮裝置16， 經(jīng)硝酸鉀冷卻結(jié)晶分離裝置18后，析出濕硝酸鉀19晶體。濕硝酸鉀19經(jīng)硝酸鉀干 燥裝置20，硝酸鉀成品包裝22，即得成品硝酸鉀肥料。結(jié)晶后母液24中含有硝酸和 少量硝酸鈣，結(jié)晶后母液24—部分進(jìn)入硝酸鉀反應(yīng)槽12，回收利用硝酸鈣， 一部分 返回到硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置25，回收硝酸。
根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)結(jié)論和以上原理，濃硫酸與氯化鉀反應(yīng)的摩爾比例為1 1.3 : 1; 反應(yīng)溫度為120 150°C，反應(yīng)時(shí)間為2 8小時(shí)，氯根脫除率在90%以上；熱濃硝酸 鈣溶液與含鉀石膏反應(yīng)萃取鉀離子的溫度為80 130°C;萃取時(shí)間為2 6小時(shí)，鉀 離子的置換萃出率可達(dá)85%以上；硫酸氫鉀與硝酸鈣濾液的反應(yīng)溫度為80 13(TC， 反應(yīng)時(shí)間為1 4小時(shí)，此條件下能得到晶粒粗大，易于過濾的石膏沉淀，且轉(zhuǎn)化完 全；硝酸鈣與硫酸氫鉀的配比為硝酸鈣中所含鈣離子的摩爾數(shù)與硫酸氫鉀中所含硫酸 根的摩爾數(shù)的比例為0.8 1.2 : 1，隨鈣離子濃度的升高鉀的夾帶損失減少，但增加 了裝置生產(chǎn)負(fù)荷。
有益效果
本發(fā)明將硝酸磷肥工業(yè)副產(chǎn)的硝酸鈣轉(zhuǎn)化為硝酸鉀，既解決了硝酸鈣副產(chǎn)品處理 的問題，同時(shí)生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)高濃度的硝酸鉀肥料，是一種較為廉價(jià)和經(jīng)濟(jì)的硝酸鉀生產(chǎn) 方法。
下面通過附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但并不意味著對(duì)本發(fā)明保 護(hù)范圍的限制。
圖1為本發(fā)明制備方法的流程示意圖。 具體實(shí)施方如圖1所示，為本發(fā)明制備方法的流程示意圖。圖中，l為氯化鉀，2為濃硫酸， 3為硫酸氫鉀轉(zhuǎn)化槽，4為氯化氫氣體，5為鹽酸吸收裝置，6為硫酸氫鉀溶液，7為 熱濃硝酸鈣溶液，8為含鉀石膏萃取槽，9為含少量鉀的濃硝酸鈣溶液，IO為過濾機(jī)， ll為濾液，12為硝酸鉀反應(yīng)槽，13為硝酸鉀反應(yīng)液，14為過濾機(jī)，15為硝酸鉀溶 液，16為硝酸鉀濃縮裝置，17為濃硝酸鉀溶液，18為硝酸鉀冷卻結(jié)晶分離裝置，19 為濕硝酸鉀，20為硝酸鉀干燥裝置，21為成品硝酸鉀，22為硝酸鉀成品包裝，23為 含鉀石膏，24為結(jié)晶后母液，25為硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置；26為不含鉀的石膏， 廢棄或做他用；27為濕硝酸鈣晶體；28為加熱溶解槽。
實(shí)施例1
氯化鉀1以10. 6噸/小時(shí)速度加入硫酸氫鉀轉(zhuǎn)化槽3 ， 93%濃硫酸2以14. 8噸/ 小時(shí)同時(shí)加入，通入蒸汽維持溫度為130°C，反應(yīng)時(shí)間3小時(shí)；反應(yīng)后，氯化氫氣體 4進(jìn)入鹽酸吸收系統(tǒng)5，被水吸收為鹽酸；硫酸氫鉀溶液6溢流至硝酸鉀反應(yīng)槽12。
設(shè)備初始開車時(shí)，將硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置25副產(chǎn)的濕硝酸鈣晶體27以 36.0噸/小時(shí)的速度直接加入硝酸鉀反應(yīng)槽12，與硫酸氫鉀溶液6混合、反應(yīng)，同時(shí) 通入蒸汽，維持反應(yīng)溫度為IO(TC，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)；硝酸鉀反應(yīng)液13經(jīng)過濾機(jī) 14過濾后，得到硝酸鉀溶液15和含鉀石膏23;含鉀石膏23返回到含鉀石膏萃取槽8。
裝置運(yùn)行穩(wěn)定后，停止將硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置25副產(chǎn)的濕硝酸鈣晶體27 加入硝酸鉀反應(yīng)槽12，與此同時(shí)將硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置25副產(chǎn)的濕硝酸鈣晶 體加入加熱溶解槽28中加熱融化，然后以36. 0噸/小時(shí)的速度加入含鉀石膏萃取槽 8，同時(shí)通入蒸汽，維持溫度為105 110°C，熱濃硝酸鈣溶液與硝酸鉀反應(yīng)槽12反 應(yīng)得到的含鉀石膏23在萃取槽8中的萃取停留時(shí)間為2小時(shí)，萃取后含少量鉀的濃 硝酸鈣溶液9泵送至轉(zhuǎn)鼓式真空過濾機(jī)10，含固料漿進(jìn)入過濾機(jī)后隨過濾機(jī)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn) 動(dòng)，在真空過濾區(qū)形成的濾餅，依次經(jīng)過洗滌、吸干、空氣反吹，得到不含鉀的石膏 26和含鉀的濃硝酸鈣濾液11。濾布采用普通丙綸、滌綸或維綸濾布均可。濾液11溢 流至硝酸鉀反應(yīng)槽12。
濾液11是過濾后含少量鉀的濃硝酸鈣溶液，與硫酸氫鉀溶液6混合反應(yīng)，同時(shí) 通入蒸汽，維持反應(yīng)溫度為IO(TC，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)。反應(yīng)后硝酸鉀反應(yīng)液13經(jīng) 泵送去轉(zhuǎn)盤式真空過濾機(jī)14，硝酸鉀反應(yīng)液13進(jìn)入過濾機(jī)后隨過濾機(jī)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，在 真空過濾區(qū)形成的濾餅，依次經(jīng)過洗滌、吸干、機(jī)械刮料，將含鉀石膏23和硝酸鉀 濾液15分開。濾布采用普通丙綸、滌綸或維綸濾布均可。濾餅含鉀石膏23返回含鉀 石膏萃取槽8，濾液即為硝酸鉀溶液15進(jìn)行蒸發(fā)、濃縮，通過硝酸鉀冷卻結(jié)晶分離裝置18,結(jié)晶析出濕硝酸鉀19晶體，離心甩千后，再通過硝酸鉀干燥裝置20，在 12(TC干燥1小時(shí)，得成品硝酸鉀21;結(jié)晶后母液24的50%返回去硝酸鉀反應(yīng)槽12， 50%返回硝酸分解磷礦裝置25。
本工藝方法的產(chǎn)能為13. 6噸/小時(shí)，硝酸鉀含量為95. 5%。
實(shí)施例2
氯化鉀1以10. 6噸/小時(shí)速度加入硫酸氫鉀轉(zhuǎn)化槽3 ， 95%濃硫酸2以14. 2噸/ 小時(shí)預(yù)熱至1CKTC后同時(shí)加入，通入蒸汽維持溫度為150°C，反應(yīng)時(shí)間6小時(shí)；反應(yīng) 后，氯化氫4去鹽酸吸收系統(tǒng)5，被水吸收為鹽酸；硫酸氫鉀溶液6溢流至硝酸鉀反 應(yīng)槽12。
設(shè)備初始開車時(shí)，將硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置25副產(chǎn)的濕硝酸鈣晶體27以 40.0噸/小時(shí)的速度直接加入硝酸鉀反應(yīng)槽12，與硫酸氫鉀溶液6混合、反應(yīng)，同時(shí) 通入蒸汽，維持反應(yīng)溫度為130°C，反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí)；硝酸鉀反應(yīng)液13經(jīng)過濾機(jī) 14過濾后，得到硝酸鉀溶液15和含鉀石膏23;含鉀石膏23返回到含鉀石膏萃取槽8。
裝置運(yùn)行穩(wěn)定后，停止將硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置25副產(chǎn)的濕硝酸鈣晶體27 加入硝酸鉀反應(yīng)槽12，與此同時(shí)將硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置25副產(chǎn)的濕硝酸鈣晶 體加入加熱溶解槽28中加熱融化，然后以40. 0噸/小時(shí)的速度加入含鉀石膏萃取槽 8，同時(shí)通入蒸汽，維持溫度為80 9(TC，與硝酸鉀反應(yīng)槽12反應(yīng)得到的含鉀石膏 23在含鉀石膏萃取槽8中混合，萃取停留時(shí)間為6小時(shí)，萃取后含少量鉀的濃硝酸 鈣溶液9泵送至轉(zhuǎn)鼓式真空過濾機(jī)，含固料漿進(jìn)入過濾機(jī)后隨過濾機(jī)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)，在真 空過濾區(qū)形成的濾餅，依次經(jīng)過洗滌、吸干、空氣反吹，得不含鉀的石膏26和含鉀 的濃硝酸鈣濾液ll。濾布采用普通丙綸、滌綸或維綸濾布均可。濾液ll溢流至硝酸 鉀反應(yīng)槽12。
濾液11是過濾后含少量鉀的濃硝酸鈣溶液，與硫酸氫鉀溶液6混合反應(yīng)，同時(shí) 通入蒸汽，維持反應(yīng)溫度為130°C,反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí)。反應(yīng)后硝酸鉀反應(yīng)液13經(jīng) 泵送去轉(zhuǎn)盤式真空過濾機(jī)14，硝酸鉀反應(yīng)液13進(jìn)入過濾機(jī)后隨過濾機(jī)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，在 真空過濾區(qū)形成的濾餅，依次經(jīng)過洗滌、吸干、機(jī)械刮料，將含鉀石膏23和硝酸鉀 濾液15分開。濾布采用普通丙綸、滌綸或維綸濾布均可。
濾餅含鉀石膏23返回含鉀石膏萃取槽8 ，濾液即為硝酸鉀溶液15進(jìn)行蒸發(fā)、濃 縮，通過硝酸鉀冷卻結(jié)晶分離裝置18，結(jié)晶析出濕硝酸鉀19晶體，離心甩干后，再 通過硝酸鉀干燥裝置20，在12(TC干燥1小時(shí)，得成品硝酸鉀21;結(jié)晶后母液24的 40%返回去硝酸鉀反應(yīng)槽12， 60%返回硝酸分解磷礦裝置25。
本工藝方法的產(chǎn)能為13. 2噸/小時(shí)，硝酸鉀含量為96. 6%。實(shí)施例3
氯化鉀1以10. 6噸/小時(shí)速度加入硫酸氫鉀轉(zhuǎn)化槽3 ， 98%濃硫酸2以18. 5噸/ 小時(shí)同時(shí)加入，通入蒸汽維持溫度為12(TC，反應(yīng)8小時(shí)后，氯化氫4去鹽酸吸收系 統(tǒng)5，被水吸收為鹽酸；硫酸氫鉀溶液6溢流至硝酸鉀反應(yīng)槽12。
設(shè)備初始開車時(shí)，將硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置25副產(chǎn)的濕硝酸鈣晶體27以 54.0噸/小時(shí)的速度加入硝酸鉀反應(yīng)槽12，與硫酸氫鉀溶液6混合、反應(yīng)，同時(shí)通入 蒸汽，維持反應(yīng)溫度為8CTC，反應(yīng)時(shí)間為4小時(shí)；硝酸鉀反應(yīng)液13經(jīng)過濾機(jī)14過 濾后，得到硝酸鉀溶液15和含鉀石膏23;含鉀石膏23返回到含鉀石膏萃取槽8。
裝置運(yùn)行穩(wěn)定后，停止將硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置25副產(chǎn)的濕硝酸鈣晶體加 入硝酸鉀反應(yīng)槽12，與此同時(shí)將硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置25副產(chǎn)的濕硝酸鈣晶體 加入加熱溶解槽28中加熱融化，然后以54. 0噸/小時(shí)的速度加入含鉀石膏萃取槽8 ， 同時(shí)通入蒸汽，維持溫度為120 130°C，與硝酸鉀反應(yīng)槽12反應(yīng)得到的含鉀石膏23 在含鉀石膏萃取槽8中混合，萃取停留時(shí)間為3小時(shí)，萃取后含少量鉀的濃硝酸鈣溶 液9泵送至轉(zhuǎn)鼓式真空過濾機(jī)10，含固料漿進(jìn)入過濾機(jī)后隨過濾機(jī)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)，在真 空過濾區(qū)形成的濾餅，依次經(jīng)過洗滌、吸干、空氣反吹，得不含鉀的石膏26和含鉀 的濃硝酸鈣濾液ll。濾布采用普通丙綸、滌綸或維綸濾布均可。濾液ll溢流至硝酸 鉀反應(yīng)槽12。
濾液11是過濾后含少量鉀的濃硝酸鈣溶液，與過濾后含少量鉀的濃硝酸,丐濾液 ll混合反應(yīng)，同時(shí)通入蒸汽，維持反應(yīng)溫度為8(TC，反應(yīng)時(shí)間為4小時(shí)。反應(yīng)后硝 酸鉀反應(yīng)液13經(jīng)泵送去轉(zhuǎn)盤式真空過濾機(jī)14，硝酸鉀反應(yīng)液13進(jìn)入過濾機(jī)后隨過 濾機(jī)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，在真空過濾區(qū)形成的濾餅，依次經(jīng)過洗滌、吸干、機(jī)械刮料，將含鉀 石膏23和硝酸鉀濾液15分開。濾布采用普通丙綸、滌綸或維綸濾布均可。
濾餅含鉀石膏23返回含鉀石膏萃取槽8 ，濾液即為硝酸鉀溶液15進(jìn)行蒸發(fā)、濃 縮，通過硝酸鉀冷卻結(jié)晶分離裝置18，結(jié)晶析出濕硝酸鉀19晶體，離心甩干后，再 通過硝酸鉀干燥裝置20，在12(TC干燥1小時(shí)，得成品硝酸鉀21;結(jié)晶后母液24的 20%返回去硝酸鉀反應(yīng)槽12， 80%返回硝酸分解磷礦裝置25。
本工藝方法的產(chǎn)能為14. 2噸/小時(shí)，硝酸鉀含量為97. 5%。
實(shí)施例4
氯化鉀1以10. 6噸/小時(shí)速度加入硫酸氫鉀轉(zhuǎn)化槽3 ， 95%濃硫酸2以14. 8噸/ 小時(shí)同時(shí)加入，通入蒸汽維持溫度為150°C，反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)；反應(yīng)后，氯化氫4去 鹽酸吸收系統(tǒng)5，被水吸收為鹽酸；硫酸氫鉀溶液6溢流至硝酸鉀反應(yīng)槽12。設(shè)備初始開車時(shí)，將硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置25副產(chǎn)的濕硝酸鈣晶體27以 28.5噸/小時(shí)的速度直接加入硝酸鉀反應(yīng)槽12，與硫酸氫鉀溶液6混合、反應(yīng)，同時(shí) 通入蒸汽，維持反應(yīng)溫度為ll(TC，反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)；硝酸鉀反應(yīng)液13經(jīng)過濾機(jī) 14過濾后，得到硝酸鉀溶液15和含鉀石膏23;含鉀石膏23返回到含鉀石膏萃取槽8。
裝置運(yùn)行穩(wěn)定后，停止將硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置25副產(chǎn)的濕硝酸鈣晶體加 入硝酸鉀反應(yīng)槽12，與此同時(shí)將硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置25副產(chǎn)的濕硝酸鈣晶體 加入加熱溶解槽28中加熱融化，然后以28. 5噸/小時(shí)的速度加入含鉀石膏萃取槽8 ， 同時(shí)通入蒸汽，維持溫度為110 115°C，與硝酸鉀反應(yīng)槽12反應(yīng)得到的含鉀石膏23 在含鉀石膏萃取槽8中混合，萃取停留時(shí)間為4小時(shí)，萃取后含少量鉀的濃硝酸鈣溶 液9泵送至轉(zhuǎn)鼓式真空過濾機(jī)10，含固料漿進(jìn)入過濾機(jī)后隨過濾機(jī)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)，在真 空過濾區(qū)形成的濾餅，依次經(jīng)過洗滌、吸干、空氣反吹，得不含鉀的石膏26和含鉀 的濃硝酸鈣濾液ll。濾布采用普通丙綸、滌綸或維綸濾布均可。濾液ll溢流至硝酸 鉀反應(yīng)槽12。
濾液11是過濾后含少量鉀的濃硝酸鈣溶液，與過濾后含少量鉀的濃硝酸鈣濾液 ll混合反應(yīng)，同時(shí)通入蒸汽，維持反應(yīng)溫度為ll(TC，反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)。反應(yīng)后硝 酸鉀反應(yīng)液13經(jīng)泵送去轉(zhuǎn)盤式真空過濾機(jī)14，硝酸鉀反應(yīng)液13進(jìn)入過濾機(jī)后隨過 濾機(jī)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，在真空過濾區(qū)形成的濾餅，依次經(jīng)過洗滌、吸干、機(jī)械刮料，將含鉀 石膏23和硝酸鉀濾液15分開。濾布采用普通丙綸、滌綸或維綸濾布均可。
濾餅含鉀石膏23返回含鉀石膏萃取槽S ，濾液即為硝酸鉀溶液15進(jìn)行蒸發(fā)、濃 縮，通過硝酸鉀冷卻結(jié)晶分離裝置18，結(jié)晶析出濕硝酸鉀19晶體，離心甩干后，再 通過硝酸鉀干燥裝置20，在12(TC干燥1小時(shí)，得成品硝酸鉀21;結(jié)晶后母液24的 80%返回去硝酸鉀反應(yīng)槽12， 20%返回硝酸分解磷礦裝置25。
本工藝方法的產(chǎn)能為12, 5噸/小時(shí)，硝酸鉀含量為93. 5%。
實(shí)施例5
氯化鉀1以10. 6噸/小時(shí)速度加入硫酸氫鉀轉(zhuǎn)化槽3 ， 95%濃硫酸2以14. 8噸/ 小時(shí)同時(shí)加入，通入蒸汽維持溫度為120°C，反應(yīng)時(shí)間5小時(shí)；反應(yīng)后，氯化氫4去 鹽酸吸收系統(tǒng)5，被水吸收為鹽酸；硫酸氫鉀溶液6溢流至硝酸鉀反應(yīng)槽12;
同時(shí)將硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置25副產(chǎn)的濕硝酸鈣晶體27加熱融化(加熱溶
解槽12)，以28.0噸/小時(shí)的速度，直接加入硝酸鉀反應(yīng)槽12中，通入蒸汽，維持
反應(yīng)溫度為110'C，反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)。反應(yīng)后硝酸鉀反應(yīng)液13經(jīng)泵送去轉(zhuǎn)盤式真
空過濾機(jī)14，硝酸鉀反應(yīng)液13進(jìn)入過濾機(jī)后隨過濾機(jī)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，在真空過濾區(qū)形成
的濾餅，依次經(jīng)過洗滌、吸干、機(jī)械刮料，將含鉀石膏23和硝酸鉀濾液15分開。濾布采用普通丙綸、滌綸或維綸濾布均可。
濾餅含鉀石膏23直接廢棄，濾液即為硝酸鉀溶液15進(jìn)行蒸發(fā)、濃縮，通過硝酸 鉀冷卻結(jié)晶分離裝置18，結(jié)晶析出濕硝酸鉀19晶體，離心甩干后，再通過硝酸鉀干 燥裝置20，在12(TC干燥1小時(shí)，得成品硝酸鉀21;結(jié)晶后母液24的80%返回去硝 酸鉀反應(yīng)槽12， 20%返回硝酸分解磷礦裝置25。
本工藝方法的產(chǎn)能為12. 0噸/小時(shí)，硝酸鉀含量為93. 6%。
權(quán)利要求
1、一種由硝酸磷肥副產(chǎn)品硝酸鈣生產(chǎn)硝酸鉀的方法，包括以下步驟(1)將濃硫酸和氯化鉀加入硫酸氫鉀轉(zhuǎn)化槽中，反應(yīng)生成硫酸氫鉀溶液和氯化氫氣體，氯化氫氣體進(jìn)入鹽酸吸收裝置，被水吸收形成鹽酸；所述硫酸氫鉀溶液進(jìn)入硝酸鉀反應(yīng)槽；(2)將硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置副產(chǎn)的濕硝酸鈣晶體加入硝酸鉀反應(yīng)槽中，與步驟(1)所得的硫酸氫鉀溶液混合、反應(yīng)，得硝酸鉀反應(yīng)液，該硝酸鉀反應(yīng)液經(jīng)過濾機(jī)過濾后，得到硝酸鉀溶液和含鉀石膏；(3)步驟(2)所得硝酸鉀溶液經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶，得結(jié)晶后母液和濕硝酸鉀，濕硝酸鉀干燥，得成品硝酸鉀；所得結(jié)晶后母液的一部分返回硝酸鉀反應(yīng)槽，另一部分返回硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置。
2、 一種由硝酸磷肥副產(chǎn)品硝酸鈣生產(chǎn)硝酸鉀的方法，包括以下步驟(1) 將濃硫酸和氯化鉀加入硫酸氫鉀轉(zhuǎn)化槽中，反應(yīng)生成硫酸氫鉀溶液和氯化 氫氣體，氯化氫氣體進(jìn)入鹽酸吸收裝置，被水吸收形成鹽酸；所述硫酸氫鉀溶液進(jìn)入 硝酸鉀反應(yīng)槽；(2) 將硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置副產(chǎn)的濕硝酸鈣晶體加入硝酸鉀反應(yīng)槽中， 與步驟(1 )所得的硫酸氫鉀溶液混合、反應(yīng)，得硝酸鉀反應(yīng)液，該硝酸鉀反應(yīng)液經(jīng) 過濾機(jī)過濾后，得到硝酸鉀溶液和含鉀石膏；(3) 停止將硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置副產(chǎn)的濕硝酸鈣晶體加入硝酸鉀反應(yīng)槽 中，與此同時(shí)，將硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置副產(chǎn)的濕硝酸鈣晶體加入加熱溶解槽中 加熱融化，得熱濃硝酸鈣溶液；將含鉀石膏加入含鉀石膏萃取槽中，同時(shí)將所得熱濃 硝酸鈣溶液加入含鉀石膏萃取槽中，混合，微沸萃??；萃取后，得含少量鉀的濃硝酸 鈣溶液，將該濃硝酸鈣溶液用過濾機(jī)進(jìn)行過濾，得到濾液，將該濾液加入硝酸鉀反應(yīng) 槽，與步驟(1)所述硫酸氫鉀溶液混合、反應(yīng)，得硝酸鉀反應(yīng)液，該硝酸鉀反應(yīng)液用過濾機(jī)過濾，得硝酸鉀溶液和沉淀濾餅含鉀石膏，所述含鉀石膏返回含鉀石膏萃取 槽中；(4) 步驟(2)或(3)所得硝酸鉀溶液經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶，得結(jié)晶后母液和 濕硝酸鉀，濕硝酸鉀干燥，得成品硝酸鉀；所得結(jié)晶后母液的一部分返回硝酸鉀反應(yīng) 槽，另一部分返回硝酸分解磷礦生產(chǎn)磷肥裝置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的由硝酸磷肥副產(chǎn)品硝酸鈣生產(chǎn)硝酸鉀的方法，其特征在于所述步驟(3)中所述微沸萃取的溫度為80 13(TC，萃取時(shí)間為2 6小時(shí)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的由硝酸磷肥副產(chǎn)品硝酸鈣生產(chǎn)硝酸鉀的方法，其特征 在于所述步驟(3)中，濃硝酸鈣溶液的濾液中的硝酸鈣與硫酸氫鉀溶液中的硫酸 氫鉀的摩爾比為0.8 1.2 : 1，其反應(yīng)溫度為80 13(TC，反應(yīng)時(shí)間為1 4小時(shí)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的由硝酸磷肥副產(chǎn)品硝酸鈣生產(chǎn)硝酸鉀的方 法，其特征在于所述步驟(1)中加入濃硫酸與氯化鉀的摩爾比為1 1.3:1，其 反應(yīng)溫度為120 150°C，反應(yīng)時(shí)間為2 8小時(shí)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的由硝酸磷肥副產(chǎn)品硝酸鈣生產(chǎn)硝酸鉀的方法，其特征 在于所述步驟(1)中濃硫酸的濃度為93% 98%，氯化鉀為普通肥料級(jí)氯化鉀。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的由硝酸磷肥副產(chǎn)品硝酸鈣生產(chǎn)硝酸鉀的方法，其特征 在于所述步驟(2)中，濕硝酸鈣晶體中的硝酸鈣與硫酸氫鉀溶液中的硫酸氫鉀的 摩爾比為0.8 L2 : 1，其反應(yīng)溫度為80 130。C，反應(yīng)時(shí)間為1 4小時(shí)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的由硝酸磷肥副產(chǎn)品硝酸鈣生產(chǎn)硝酸鉀的方法，其特征 在于所述結(jié)晶后母液中的20% 80%(體積％，以下同)返回硝酸鉀反應(yīng)槽，80°/。 20% 返回硝酸分解磷礦裝置。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的由硝酸磷肥副產(chǎn)品硝酸鈣生產(chǎn)硝酸鉀的方法，其特征 在于所述過濾機(jī)為轉(zhuǎn)盤或轉(zhuǎn)鼓式真空過濾機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由硝酸磷肥副產(chǎn)品硝酸鈣生產(chǎn)硝酸鉀的方法，包括在硫酸氫鉀轉(zhuǎn)化槽中加入濃硫酸和氯化鉀，反應(yīng)生成硫酸氫鉀溶液和氯化氫；硫酸氫鉀溶液進(jìn)入硝酸鉀反應(yīng)槽；將硝酸磷肥副產(chǎn)品硝酸鈣加熱融化，與含鉀石膏混合，微沸萃取；萃取后的含少量鉀的濃硝酸鈣溶液經(jīng)過濾與硫酸氫鉀溶液混合、反應(yīng)，生成硝酸鉀溶液和沉淀濾餅含鉀石膏，含鉀石膏返回、回收夾帶的少量鉀；硝酸鉀濾液經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶、干燥即為成品硝酸鉀肥料。本發(fā)明既解決了硝酸磷肥工業(yè)副產(chǎn)的硝酸鈣副產(chǎn)品處理的問題，同時(shí)生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)高濃度的硝酸鉀肥料，是一種較為廉價(jià)和經(jīng)濟(jì)的硝酸鉀生產(chǎn)方法。
文檔編號(hào)C05C5/02GK101565330SQ20091008579
公開日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2009年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月1日
發(fā)明者李香紅, 王金銘, 鄭秀興, 凱 馬, 馬培華 申請(qǐng)人:中國-阿拉伯化肥有限公司