[发明专利]一种氯化钾制备硫酸钾的方法

说明书

本发明提供了一种氯化钾制备硫酸钾的方法，所述方法以氯化钾为钾源，以可溶性硫酸盐为为硫源，通过一定的反应即可得到硫酸钾、氯化钠和硫酸钙，克服了采用曼海姆法制备硫酸钾的弊端，提高了钾的利用率；所述方法过程清洁，流程简单，成本低廉，钾的利用率达95.1%以上，硫酸钾产品纯度不小于97wt%，满足GB/T 20406‑2017中粉状结晶硫酸钾合格品要求，氯化钠纯度不小于98wt%，满足GB/T 5462‑2015中工业干盐一等品要求，硫酸钙产品纯度不小于82.1wt%，可用于建材，具有较好的工业应用前景。

技术领域

本发明属于无机化工技术领域，具体涉及一种氯化钾制备硫酸钾的方法。

背景技术

硫酸钾是一种重要的化工原料，是一种应用广泛的农用钾肥，也是制备其它钾肥的重要原料。钾肥的主要品种有氯化钾、硫酸钾和硝酸钾等，因氯对土壤及部分农作物具有一定的危害性，故氯化钾多数情况下不能直接施用，需转化成硫酸钾方可；硝酸钾价格昂贵，且为危化品，施用受到极大的限制；而硫酸钾不仅价格便宜，且硫和钾皆为有效元素，对土壤无伤害，且尤其适用于部分忌氯农作物，因此市场需求量巨大。

当前，除盐湖体系直接制备硫酸钾外，国内硫酸钾制备工艺主要以氯化钾为原料通过一定的转化方法制备出硫酸钾，主要方法有：曼海姆法、硫酸钠法、硫酸铵法和置缔法。

曼海姆法是当前硫酸钾制备工序的主流方法，该种方法是以硫酸和氯化钾为原料，通过高温复分解反应实现硫酸钾的制备，并副产氯化氢，所得到的硫酸钾纯度高，品质好，但设备腐蚀严重，曼海姆炉平均寿命为1年左右。

硫酸钠法：以硫酸钠和氯化钾为原料通过液相复分解反应制备得到钾芒硝，而后钾芒硝与氯化钾反应得到硫酸钾，该种方法得到的硫酸钾的品质较低，且钾的综合利用率偏低，过程复杂，能耗高，目前多数企业已经停产。

硫酸铵法分为火法和湿法：火法是以硫酸铵和氯化钾为原料通过高温固相复分解反应形成硫酸钾和氯化铵，氯化铵高温分解挥发与硫酸钾分离，该种方法与曼海姆法相似，设备腐蚀严重，成本高，目前无工业化应用实例；湿法是以硫酸铵和氯化钾为原料，通过液相复分解反应得到得到硫酸铵和硫酸钾复盐，进而与氯化钾洗涤得到硫酸钾，如CN1093680A公开了一种用硫酸铵与氯化钾转化制取硫酸钾的方法，该种方法产品品质较低，钾的综合利用低，目前仅少量复合肥厂家在使用，未实现大规模的推广应用。

置缔法：该种方法是以硫酸和氯化钾为原料，通过液相萃取置换的方法分离出氯化氢，进而得到硫酸钾和氯化氢，该种方法在常温的下进行，能耗低，设备腐蚀较大，但因萃取剂价格高，且后续在生产过程中出现大量萃取剂失效的问题，导致整体运行成本升高，且产品品质差，最终导致部分上马产线停产。

综上所述，当前以氯化钾为原料制备硫酸钾的方法中，曼海姆法仍为主流技术，尚无其它有效技术。但曼海姆法设备腐蚀严重，能耗高，且污染严重，副产的盐酸市场消纳能力有限，多数企业经常因高库存的盐酸而停产。因此，当前亟需一种新型的氯化钾制备硫酸钾的技术，以补充目前硫酸钾市场的技术缺失，解决传统曼海姆法所面临的问题，进一步推动行业技术升级及可持续发展。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种氯化钾制备硫酸钾的方法，所述方法以氯化钾为钾源，以可溶性硫酸盐为为硫源，通过一定的反应即可得到硫酸钾、氯化钠和硫酸钙，克服了采用曼海姆法制备硫酸钾的弊端，有利于工业化生产。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种氯化钾制备硫酸钾的方法，所述方法包括以下步骤：

（1）将氯化钾和可溶性硫酸盐与水混合，并调节pH，然后再与沉淀剂混合进行反应，反应后经固液分离，得到含钾沉淀和沉淀母液；

（2）将步骤（1）得到的含钾沉淀与解离剂和水混合进行第一反应，然后经固液分离，得到沉淀固体和硫酸钾溶液；