一種用石膏制備硫酸鉀的方法
【專利摘要】一種用石膏制備硫酸鉀的方法，涉及一種硫酸鹽的制備方法。將石膏與Zn(NH3)4CO3溶液混合反應后，過濾分離，得到濾液A和濾渣B；在濾液A中加入KCl，進行復分解反應，然后過濾分離，得濾餅和濾液，濾餅用氨水洗滌后烘干即得到K2SO4產(chǎn)品，濾液中的主要成分為Zn(NH3)4Cl2溶液；將濾渣B和Zn(NH3)4Cl2溶液混合后加熱反應，產(chǎn)生的氣相經(jīng)冷凝得碳銨水，反應后產(chǎn)物經(jīng)過濾，濾液為CaCl2溶液經(jīng)進一步濃縮得氯化鈣產(chǎn)品，濾餅C主要成分為ZnO；將碳銨溶液與濾餅C混合，反應后過濾掉殘渣，得到Zn(NH3)4CO3溶液循環(huán)使用。低能耗、高產(chǎn)出、工藝操作簡單、環(huán)境友好。
【專利說明】—種用石膏制備硫酸鉀的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種硫酸鹽的制備方法，尤其是涉及一種用石膏制備硫酸鉀的方法。【背景技術(shù)】
[0002]隨著磷肥工業(yè)和氟化工的迅速發(fā)展，其副產(chǎn)物石膏巨大的產(chǎn)排量，需要占用大量的土地資源，并且渣場維護和運營成本高昂，許多磷肥廠家為此負擔沉重。業(yè)內(nèi)企業(yè)的實踐也向社會證明，對于總量還在逐年增長的石膏來說，最好的方式還是加以利用，變工業(yè)固廢物為寶貴的資源，不僅可降低環(huán)境風險，而且能為社會造福。
[0003]如有人提出用磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀。硫酸鉀是制造各種鉀鹽的基本原料，例如制碳酸鉀、硫酸鋁鉀等。用于玻璃、染料、電鍍、香料等工業(yè)，在醫(yī)藥上用作緩瀉劑等。在農(nóng)業(yè)上，硫酸鉀是主要的無氯鉀肥。而目前生產(chǎn)硫酸鉀的主要工藝就有用磷石膏法，其次還有硫酸銨法、曼海姆法、芒硝法等。
[0004]中國專利CN1114635公開了一種用石膏轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)硫酸鉀的工藝。它是將石膏用氨水和碳酸氫銨進行處理，使其轉(zhuǎn)化為可溶性鹽，再按比例加入氯化鉀加熱進行復分解反應，制得硫酸鉀，將濾液蒸發(fā)干制得氯化銨。該方法副產(chǎn)的碳酸鈣只能作為生產(chǎn)50%硫酸鉀的稀釋劑。不僅主反應工藝步驟多，而且在硫酸銨與氯化鉀反應制硫酸鉀的工藝中，氯化鉀的投料比硫酸銨多，原料成本偏高，氮和鉀的收率偏低。另外，副產(chǎn)碳酸鈣得不到很好的開發(fā)利用。
[0005]硫酸銨法則是利用硫酸銨和氯化鉀反應制取硫酸鉀。中國專利CN1093680介紹了一種用硫酸銨與氯化鉀轉(zhuǎn)化制取硫酸鉀的方法，兩種原料在助劑作用下經(jīng)一次轉(zhuǎn)化、一次冷卻和一次洗滌，可同時制得硫酸鉀和氯化銨鉀兩種產(chǎn)品。硫酸鉀產(chǎn)品中，氯離子含量為
1.5%。每生產(chǎn)1.0噸硫酸鉀，消耗1.0噸氯化鉀和0.9噸硫酸銨，同時副產(chǎn)0.8噸氯化銨鉀。
[0006]綜上所述，目前制備硫酸鉀的方法存在各自的缺點。如硫酸銨法制取硫酸鉀存在生產(chǎn)成本高、規(guī)模小、收率低等不足；現(xiàn)有的磷石膏法存在氨水濃度要求高、收率低、工藝路線較長等缺點；曼海姆法利用硫酸和氯化鉀高溫反應制取硫酸鉀，該方法存在能耗大、設備腐蝕嚴重、污染嚴重、成本高等缺點；芒硝法存基于NaSO4-KCl-K2SO4-H2O四元鹽水體系相圖，根據(jù)各種鹽在不同溫度下溶解度不同進行結(jié)晶分離，該方法存在產(chǎn)品質(zhì)量低，原料配比不恒定等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有硫酸鉀生產(chǎn)工藝存在的缺陷，提供低能耗、高產(chǎn)出、工藝操作簡單、環(huán)境友好型的一種用石膏制備硫酸鉀的方法。該方法在產(chǎn)出硫酸鉀的同時副產(chǎn)氯化鈣產(chǎn)品。
[0008]本發(fā)明的具體步驟如下:
[0009]I)將石膏與Zn(NH3)4CO3溶液混合反應后，過濾分離，得到濾液A和濾渣B ;[0010]2)在濾液A中加入KC1，進行復分解反應，然后過濾分離，得濾餅和濾液，濾餅用氨水洗滌后烘干即得到K2SO4產(chǎn)品，濾液中的主要成分為Zn(NH3)4(:12溶液；
[0011 ] 3)將步驟I)得到的濾渣B和步驟2)得到的Zn (NH3) 4C12溶液混合后加熱反應，產(chǎn)生的氣相經(jīng)冷凝得碳銨水，反應后產(chǎn)物經(jīng)過濾，濾液為CaCl2溶液經(jīng)進一步濃縮得氯化鈣產(chǎn)品，濾餅C主要成分為ZnO ；
[0012]4)將步驟3)得到的碳銨溶液與濾餅C混合，反應后過濾掉殘渣，得到Zn(NH3)4CO3溶液循環(huán)使用。
[0013]在步驟I)中，Zn (NH3)4CO3的摩爾數(shù)NZn2+:石膏中S042_的摩爾數(shù)NSM2_可為(0.9~1.2):1 ;所述反應的時間可為2~12h ;濾渣B的主要成分為CaC03。
[0014]在步驟2)中，KCl中的K+摩爾數(shù)NK+: SO廣的摩爾數(shù)NSQ42_可為(1.5~2):1 ；
[0015]在步驟3)中，所述加熱反應的溫度可為100~250°C，加熱反應的時間可為3~30h。
[0016]本發(fā)明的基本原理如下:
[0017](I) CaS04+Zn (NH3) 4C03 = Zn (NH3) 4S04+CaC03 I
[0018](2) Zn (NH3) 4S04+2KC1 = Zn (NH3) 4C12+K2S04 I
[0019]
【權(quán)利要求】
1.一種用石膏制備硫酸鉀的方法，其特征在于其具體步驟如下: 1)將石膏與Zn(NH3) 40)3溶液混合反應后，過濾分離，得到濾液A和濾渣B ; 2)在濾液A中加入KC1，進行復分解反應，然后過濾分離，得濾餅和濾液，濾餅用氨水洗滌后烘干即得到K2SO4產(chǎn)品，濾液中的主要成分為Zn(NH3)4(:12溶液； 3)將步驟I)得到的濾渣B和步驟2)得到的Zn(NH3)4Cl2溶液混合后加熱反應，產(chǎn)生的氣相經(jīng)冷凝得碳銨水，反應后產(chǎn)物經(jīng)過濾，濾液為CaCl2溶液經(jīng)進一步濃縮得氯化鈣產(chǎn)品，濾餅C主要成分為ZnO ； 4)將步驟3)得到的碳銨溶液與濾餅C混合，反應后過濾掉殘渣，得到Zn(NH3) 40)3溶液循環(huán)使用。
2.如權(quán)利要求1所述一種用石膏制備硫酸鉀的方法，其特征在于在步驟I)中，Zn(NH3)4CO3的摩爾數(shù)NZn2+:石膏中S042_的摩爾數(shù)NSQ42_為(0.9~1.2): I。
3.如權(quán)利要求1所述一種用石膏制備硫酸鉀的方法，其特征在于在步驟I)中，所述反應的時間為2~12h。
4.如權(quán)利要求1所述一種用石膏制備硫酸鉀的方法，其特征在于在步驟2)中，KCl中的K.摩爾數(shù)NK+: S0,的摩爾數(shù)Nso42-為(1.5~2): I。
5.如權(quán)利要求 1所述一種用石膏制備硫酸鉀的方法，其特征在于在步驟3)中，所述加熱反應的溫度為100~250°C，加熱反應的時間為3~30h。
【文檔編號】C01D5/00GK104016380SQ201410275358
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】鐘勁光, 蘭元平, 劉星, 鐘穎苑 申請人:龍巖紫云化學科技有限公司