【正文】 酸鉀含量 98% ，水分 %，水溶性鹽 %。 本項(xiàng)目 產(chǎn)品工業(yè)鹽（氯化鈉）含量 99% ，水分 %，水溶性鹽%。 原材料 用途及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 氯化鉀 用途及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （ 1） 主要用途 主要用于無(wú)機(jī)工業(yè)，是制造各種鉀鹽或堿如 氫氧化鉀 、 硫酸鉀 、 硝酸鉀 、 氯酸鉀 、 紅礬鉀 等的 基本原料。醫(yī)藥工業(yè)用作 利尿劑 及防治缺鉀癥的藥物。染料工業(yè)用于生產(chǎn) G 鹽， 活性染料 等。農(nóng)業(yè)上則是一種鉀肥 。其肥效 快，直接施用于農(nóng)田，能使土壤下層水分上升，有抗旱的作用．但在鹽堿地及對(duì)煙草、甘薯、甜菜等作物不宜施用。 （ 2）物理性質(zhì) 24 味極咸，無(wú)臭無(wú)毒性。密度 。 熔點(diǎn) 776℃ 。加熱到 1420℃時(shí)即能沸騰。易溶于水、 醚 、 甘油 及堿類，微溶于 乙醇 ，但不溶于 無(wú)水乙醇 ，有吸濕性，易結(jié)塊；在水中的溶解度隨溫度的升高而迅速地增加，與鈉鹽常起復(fù)分解作用而生成新的 鉀鹽 。 （ 3）主 要技術(shù)指標(biāo) 表 氯化鉀國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB65492020的主要技術(shù)指標(biāo) 項(xiàng) 目 指標(biāo) Ⅰ類 Ⅱ類 優(yōu)等品 一等品 合格品 優(yōu)等品 一等品 合格品 氯化鉀（ K2O）的質(zhì)量 分?jǐn)?shù) / ％ ≥ 水分（ H2O）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/ ％ ≤ 鈣鎂含量（ Ca+Mg）的 質(zhì)量分?jǐn)?shù) / ％ ≤ 氯化鈉（ NaCl）的質(zhì)量 分?jǐn)?shù) / ％ ≤ 水不溶物的質(zhì)量分?jǐn)?shù) / ％ ≤ 注： 1）氯化鉀產(chǎn)品分為兩類，Ⅰ類為工業(yè)用氯化鉀，Ⅱ類為農(nóng)用氯化鉀； 2）氯化鉀外觀為白色、灰白色、微紅色、淺褐色粉末狀、結(jié)晶狀或顆粒狀； 3）除水分外，各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)均以干基計(jì)； 4）工業(yè)用氯化鉀中鈣鎂含量、氯化鈉及水不溶的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為推薦性指標(biāo)，農(nóng)用氯化鉀不限量。 十水芒硝 用途及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 25 （ 1）物理性質(zhì) 芒硝（也作硭硝） ，又名格勞柏鹽， 含有結(jié)晶水的硫酸鈉的俗稱。化學(xué)式 Na2SO4178。10 H2O， 分子量 。 無(wú)色晶體， 含結(jié)晶水 %，硫酸鈉 %。純礦物含 Na2O %， SO3 %， 易 溶于水 。 硬度 ～。比重 。有微苦咸味。在 100℃ 時(shí)失去結(jié)晶水。在干燥空氣中逐漸失水而轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨勰顭o(wú)水芒硝，燃燒時(shí)火焰現(xiàn)深黃色。溶于水和甘油而不溶于乙醇。 （ 2）用途 芒硝 是制取純堿、硫酸鈉、硫酸銨、硫化堿等的重要原料 ， 也用于硅酸鈉、群青等化工產(chǎn)品的生產(chǎn)。造紙工業(yè)用于制造硫酸鹽紙漿，玻璃工業(yè)用于代替純堿，染料工業(yè)中用作填充劑，印染工業(yè)用作助染劑 、媒染劑 ， 醫(yī)藥上 用作瀉藥 ，還可用來(lái)制作 分析試劑。 我國(guó)芒硝類礦產(chǎn)資源分布廣泛 ,資源十分豐富 ,資料顯示 ,我國(guó)芒硝礦儲(chǔ)量居世界首位 ,其探明儲(chǔ)量比世界其它各國(guó)的總和還要多。此外 ,我國(guó)的芒硝礦產(chǎn)大多在西部地區(qū) ,四個(gè)儲(chǔ)量在十億噸以上的超大型礦床全在西部地區(qū)。 （ 3）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 目前尚無(wú)統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。芒硝產(chǎn)品因其含量不同分有工業(yè)級(jí)、藥品級(jí)及試劑級(jí)，工業(yè)級(jí)的芒硝因質(zhì)量不等。 26 4 硫酸鉀 工藝技術(shù)方案 硫酸鉀工藝技術(shù) 比較 目前我國(guó)硫酸鉀生產(chǎn)方法主要有以下幾種： （一） 曼海姆法和主要企業(yè) 國(guó)內(nèi)目前多數(shù)企業(yè)采用該法生產(chǎn)，生產(chǎn)能力 150 萬(wàn)噸 /年以上，主要為合資企業(yè)，規(guī)模一般為 4～ 8 萬(wàn)噸 /年，主要有臺(tái)灣青上化工（包括以下分公司：上海、廈門、廣州、天津、山東莒南、株州、青島等） 。 生產(chǎn)方法是 :將氯化鉀和濃硫酸按一定配比加入反應(yīng)爐內(nèi) ,在較低溫度下進(jìn)行第一步反應(yīng) :KCl + H2SO4 →KHSO4 + HCl 然后通過(guò)燃燒重油或煤氣間接加熱爐內(nèi)物料 ,并不斷攪拌待達(dá)到 268 ℃ 時(shí)開始進(jìn)行第二步反應(yīng) :KHSO4 + KCl →K2SO4 + HCl 到 600 ℃ ～ 700 ℃ 時(shí)反應(yīng)接近安全 ,反應(yīng)產(chǎn)物硫酸鉀固體經(jīng)冷卻器冷卻 ,少量的游離 硫酸用石灰中和后 ,經(jīng)粉碎、冷卻、篩分、包裝即為成品。反應(yīng)過(guò)程生成的氯化氫氣體經(jīng)冷卻和水吸收副產(chǎn)高濃度鹽酸。 此方法的優(yōu)點(diǎn)是 :它是目前最成熟的硫酸鉀生產(chǎn)工藝 ,生產(chǎn)的硫酸鉀質(zhì)量好、品位高 ,鉀的收率較高 ,同時(shí)副產(chǎn)鹽酸。 缺點(diǎn)是 :曼海姆反應(yīng)爐單臺(tái)生產(chǎn)能力較低 ,設(shè)備腐蝕嚴(yán)重 ,能耗大 ,副產(chǎn)鹽酸的銷售較困難。 （二 ）芒硝轉(zhuǎn)化法及主要廠家 目前采取該法生產(chǎn)的企業(yè)有十幾家， 設(shè)計(jì)能力 81 萬(wàn)噸 /年 。 山西 27 運(yùn)城在南風(fēng)化工集團(tuán)依托運(yùn)城鹽湖的芒硝 ,已形成 16 萬(wàn) t/a的規(guī)模 ,其它諸如四川眉山芒硝廠 (5 萬(wàn) t/a) ,青海格爾木市硫酸鉀廠 (15 萬(wàn)t/a) 。我國(guó)東部唯一的特大型芒硝礦所在地 — 江蘇洪澤也利用其資源優(yōu)勢(shì) ,擬與西班牙合資建設(shè)一套 15 萬(wàn) t/a 的硫酸鉀裝置。 （ 1）工藝原理： 芒硝轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)硫酸鉀的方法是將芒硝與氯化鉀反應(yīng)首先生成鉀芒硝，然后將分離出的鉀芒硝進(jìn)一步與氯化鉀反應(yīng)生成硫酸鉀和氯化鈉，經(jīng)分離、洗滌、干燥制得硫酸鉀的工藝過(guò)程。芒硝轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)硫酸鉀的理論依據(jù)是 K+、 Na+//Cl、 SO42— H2O 四元水鹽體系相圖。根據(jù)各種鹽在不同溫度下溶解度不同的差別，來(lái)進(jìn)行結(jié)晶分離。 KCl、NaCl、 K2SO Na2SO4為 4 中鹽與水構(gòu)成四元水鹽體系。其中， NaCl與 K2SO4， Na2SO4 與 KCl 互為鹽對(duì)。在任何溫度下，硫酸鉀與氯化鈉的結(jié)晶區(qū)互不相鄰。因此，氯化鉀與硫酸鈉必須通過(guò)兩段轉(zhuǎn)化才能制取硫酸鉀。 （ 2）工藝特點(diǎn)： 該方法的優(yōu)點(diǎn)是：工藝簡(jiǎn)單、裝置易放大、投資小、能耗低、無(wú)污染。同時(shí)對(duì)原料的質(zhì)量要求不苛刻，凡 85%以上的氯化鉀均可使用，產(chǎn)率高（ 92~96%），產(chǎn)品純度高達(dá) 98%，氯含量低，副產(chǎn)品氯化鈉純度也極高，可作為電解原料。缺點(diǎn)是鉀、鈉的分離不徹底 ,硫酸鉀成品的質(zhì)量不易提高。 我國(guó)近年該方法工藝技 術(shù)有所進(jìn)展 ,而以原化工部連云港設(shè)計(jì)研究院發(fā)明的 “ 控制分解法 ” 為最典型的例子 ,新工藝采用 G 點(diǎn)配料 , 28 運(yùn)用摻兌蒸發(fā)結(jié)晶工藝來(lái)處理母液 ,免除了鹽析、冷卻過(guò)程 ,工藝過(guò)程更加簡(jiǎn)化 。蒸發(fā)水量減少了 40 % ,能耗大大降低。 （三 ）石膏轉(zhuǎn)化法及主要廠家 石膏轉(zhuǎn)化法的主要生產(chǎn)廠家有： 石膏轉(zhuǎn)化法的主要生產(chǎn)廠家是 :江西貴溪化肥廠 ,它利用南昌大學(xué)技術(shù)建成 5 萬(wàn) t/a 硫酸鉀生產(chǎn)裝置 。山東青島東方化工集團(tuán)公司 ,它與原成都科大聯(lián)合研發(fā)建成 1 萬(wàn) t/a硫酸鉀裝置 。沈陽(yáng)化肥總廠以及湖北大峪口也在籌建一座 5 萬(wàn) t/a 硫酸鉀生產(chǎn)裝置 。 該方法是在氨的飽和溶液中 ,利用氨對(duì) NaCl和 CaCl2 溶解度影響小 ,而 K2SO4 結(jié)晶析出的催化作用 ,通過(guò)石膏與氯化鉀進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)制取硫酸鉀。 化學(xué)反應(yīng)方程式為 :CaSO4178。2H 2O+2KCl→K 2SO4 ↓+CaCl 2 +2H2 該方法最大的優(yōu)勢(shì)是 :石膏來(lái)源廣泛 ,有大儲(chǔ)量的天然石膏、還有磷肥廠廢棄的磷石膏、鹽田石膏、氟石膏和電廠煙道氣脫硫的副產(chǎn)石膏 ,屬處理固體廢棄物磷石膏的環(huán)保項(xiàng)目 。同時(shí)該方法投資省 ,能耗低。 近幾年來(lái) ,南昌大學(xué)通過(guò)添加有機(jī) 溶劑改進(jìn)了此方法 ,使硫酸鉀收率達(dá)到 90 %。山東棗莊化肥廠與棗莊市冶金化工局合作 ,運(yùn)用石膏兩步轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)硫酸鉀的中試取得了成功。石膏轉(zhuǎn)化法的主要生產(chǎn)廠家是 :江西貴溪化肥廠 ,它利用南昌大學(xué)技術(shù)建成 5 萬(wàn) t/a 硫酸鉀生產(chǎn)裝置 。山東青島東方化工集團(tuán)公司 ,它與原成都科大聯(lián)合研發(fā)建成 29 1 萬(wàn) t/a 硫酸鉀裝置 。沈陽(yáng)化肥總廠以及湖北大峪口也在籌建一座 5 萬(wàn) t/a 硫酸鉀生產(chǎn)裝置 ,以解決磷石膏的堆放問(wèn)題。 （四 ）硫酸銨轉(zhuǎn)化法及主要廠家 硫酸銨轉(zhuǎn)化法的主要生產(chǎn)廠家是 :四川邛崍化肥總廠的 315 萬(wàn) t/a裝置在 運(yùn)行 ,產(chǎn)品質(zhì)量含 K2O45 %左右、山東煙臺(tái)化肥廠 (2 萬(wàn) t/a) 、北京新平化肥廠 (115 萬(wàn) t/a) 、上海長(zhǎng)征化工廠 (1 萬(wàn) t/a)和湖南金?；蕪S (15 萬(wàn) t/a) 。 該方法主要是用其他工業(yè)的副產(chǎn)硫酸銨與氯化鉀反應(yīng) ,利用其反應(yīng)產(chǎn)物溶解度的差異 ,通過(guò)控制溶液濃度和溫度 ,分離出硫酸鉀和氯化銨?；瘜W(xué)反應(yīng)式如下 :(NH4) 2SO4 + 2 KCl →K 2SO4 + 2NH4Cl 該技術(shù)由南化集團(tuán)研究院開發(fā) ,此后河北工學(xué)院、上?；ぱ芯吭?、原化工部長(zhǎng)沙設(shè)計(jì)研究院隨后也進(jìn)行了研究 ,其中原化工部長(zhǎng)沙 設(shè)計(jì)研究院取得一項(xiàng)專利。但由于建成的裝置普遍偏小 ,硫酸鉀收率低、質(zhì)量差 ,成本較高 ,因而絕大部分已停產(chǎn)。 （五 ） 硫酸、硫酸鉀轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)硫酸鉀： （ 1）工藝原理： 本工藝以硫酸和氯化鉀為原料，采用兩步法工藝制備硫酸鉀。第一步以硫酸和氯化鉀反應(yīng)制得硫酸氫鉀，同時(shí)吸收揮發(fā)出的氯化氫氣體制得副產(chǎn)品鹽酸。第二步以所制得的硫酸氫鉀為原料，與氨反應(yīng)生成硫酸鉀和硫酸銨。分離出硫酸鉀后將含有硫酸銨和硫酸鉀的溶液蒸發(fā)、結(jié)晶，收得硫酸鉀銨。將硫酸鉀銨離解，進(jìn)一步收得硫酸鉀和硫酸銨（氨中和法）。 30 也可以硫酸氫鉀與氯化鉀溶液反應(yīng) ，收得硫酸鉀和副產(chǎn)品鹽酸。將分離硫酸鉀后的母液濃縮后與硫酸反應(yīng)，生成硫酸氫鉀并收得副產(chǎn)品鹽酸。將含有硫酸氫鉀的溶液循環(huán)用于氯化鉀溶解（硫酸氫鉀循環(huán)法）。 化學(xué)反應(yīng)： 硫酸氫鉀的制備： KCl+H2SO4→KHSO 4+KCl↑ 硫酸鉀的制備： 2KHSO4+2NH3178。H 2O→K 2SO4+(NH4)2SO4+2H2O KHSO4+NH3178。H 2O→K 2SO4+2H2O 或 KCl+H2SO4→KHSO4+HCl↑ KCl+KHSO4→K 2SO4+HCl↑ 主要產(chǎn)品： 硫酸鉀：產(chǎn)品質(zhì)量符合 GB20406— 2020 標(biāo) 準(zhǔn)； 鹽酸：產(chǎn)品質(zhì)量符合 HG/T3783— 2020 標(biāo)準(zhǔn)； 硫酸銨：產(chǎn)品質(zhì)量符合 GB535— 1800 標(biāo)準(zhǔn)。 （ 2）工藝的優(yōu)點(diǎn)： 本工藝的優(yōu)點(diǎn)在于：反應(yīng)溫度低、能耗小、設(shè)備腐蝕輕、使用壽命長(zhǎng)，反應(yīng)完全、快速、工藝簡(jiǎn)單、成本低，鉀的收率高、產(chǎn)品含氮量低、純度高、質(zhì)量好，可適于各種規(guī)模、不同規(guī)格的硫酸鉀的生產(chǎn)。 以硫酸氫鉀循環(huán)法制備硫酸鉀時(shí)，鉀收率最高可達(dá) 98%，工藝過(guò)程無(wú)副產(chǎn)硫酸銨產(chǎn)生。 31 （六 ） 硫酸鎂轉(zhuǎn)化法制備硫酸鉀 （ 1）工藝原理 硫酸鎂轉(zhuǎn)化法是國(guó)外重要的硫酸鉀制備方法之一，但由于受資源條件的限制，我國(guó)采用此法 的甚少。以硫酸鎂和氯化鉀為原料制備硫酸鉀是通過(guò)兩個(gè)工藝過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其工藝原理是： 以相圖分析為依據(jù)，首先將硫酸鎂和氯化鉀按規(guī)定量與水及循環(huán)的部分軟鉀鎂礬母液混合并在一定條件下反應(yīng)，生成軟鉀鎂礬。再經(jīng)分離制得軟鉀鎂礬和軟鉀鎂礬母液。將分離出的軟鉀鎂礬送轉(zhuǎn)化工序與氯化鉀反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為硫酸鉀和氯化鎂。分離出硫酸鉀后，將含有氯化鎂的母液排放。傳統(tǒng)工藝的固有不足是鉀收率偏低，對(duì)鎂不能進(jìn)行綜合利用。 以上述工藝為基礎(chǔ)，解決了母液和工藝廢水的循環(huán)利用問(wèn)題，大副度提高了鉀收率，使達(dá)到 9496%水平，而且提高了產(chǎn)品質(zhì)量及質(zhì) 量穩(wěn)定性。將硫酸鉀中氧化鉀含量穩(wěn)定的控制在 5052%之間，氯化物含量控制在 1%以內(nèi)。同時(shí)對(duì)工藝廢水（老鹵）進(jìn)行綜合利用，制得了附加值較高的堿式硫酸鎂。分離堿式碳酸鎂后的母液送鹽田蒸發(fā)收得光鹵石。 2）工藝特點(diǎn)： 本工藝的特點(diǎn)一是硫酸鎂價(jià)格較低，來(lái)源廣泛；二是對(duì)氯化鉀主含量、含水量沒(méi)有嚴(yán)格要求，主含量 85%以上的氯化鉀均可使用；三是生產(chǎn)過(guò)程是在溶液循環(huán)的條件下進(jìn)行，因此無(wú)鉀離子排放，鉀收率得到大幅度提升；四是制得了附加值較高的堿式碳酸鎂，經(jīng)濟(jì)效益顯著。 32 此外，生產(chǎn)過(guò)程無(wú)氯化氫氣體產(chǎn)生，無(wú)鹽酸銷售負(fù)擔(dān)，具有流程 簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少，設(shè)備使用壽命長(zhǎng)，產(chǎn)品純度高，生產(chǎn)成本低，鎂資源得到高附加值化綜合利用等優(yōu)點(diǎn)。 （七 ）硫酸鹽型鉀鹽湖鹵水制取硫酸鉀 隨著國(guó)家開發(fā)西部戰(zhàn)略的實(shí)施 ,西部惡劣的自然環(huán)境和落后的基礎(chǔ)設(shè)施將得到改善 ,因而吸引了外部投資于西部鹽湖的鉀資源開發(fā)。2020 年 9 月成立的新疆羅布泊鉀鹽科技有限公司打響了羅布泊鹽湖鹵水提取硫酸鉀的第一槍 ,該公司由新疆三維礦業(yè)投資公司、新疆德隆集團(tuán)、新疆地礦局等 7 家單位共同組建 ,開發(fā)規(guī)劃是 :第一期第一步總投資 億元 ,2020 年達(dá)到生產(chǎn)硫酸鉀 20 萬(wàn) t/a 能力 ,2020年達(dá)到生產(chǎn)硫酸鉀 120 萬(wàn) t/a 能力 。第二期 2020 年達(dá)到生產(chǎn)硫酸鉀 220 萬(wàn) t/a 能力 。 （ 1）技術(shù)領(lǐng)域： 本工藝屬無(wú)機(jī)化工領(lǐng)域，具體涉及水鹽體系法制備農(nóng)用硫酸鉀技術(shù)。 （ 2）工藝原理： 本工藝所述的硫酸鹽型混鹽礦是指含有硫酸根、氯化物、鉀、鈉、鎂離子的鹽湖鹵水析出物。工藝過(guò)程包括：混鹽礦分解、氯化鈉分離、中間產(chǎn)物結(jié)晶與分離、硫酸鉀制備、硫酸鉀分離與洗滌、硫酸鉀干燥與包裝等工序。工藝過(guò)程對(duì)母液進(jìn)行全封閉循環(huán)使用。