磷石膏是磷肥生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)物,任其隨意堆放會(huì)污染環(huán)境,占用土地,還造成磷石膏中鈣、硅、硫元素的浪費(fèi),綜合利用磷石膏一直是清潔生產(chǎn)關(guān)注的焦點(diǎn)。利用相關(guān)工藝,將磷石膏轉(zhuǎn)化為硫酸鉀,不僅能解決環(huán)境問(wèn)題,還能讓資源得到回收。近年來(lái),硫酸鉀供不應(yīng)求,價(jià)格不斷上升,硫酸鉀市場(chǎng)前景廣大。本實(shí)驗(yàn)以磷石膏為原料,采用兩步轉(zhuǎn)化法制備硫酸鉀。第一階段磷石膏與碳酸氫銨反應(yīng)得到硫酸銨和碳酸鈣,第二階段硫酸銨與氯化鉀反應(yīng)制備硫酸鉀和氯化銨。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了磷石膏制硫酸鉀第一階段反應(yīng)過(guò)程的動(dòng)力學(xué)研究,并對(duì)兩步轉(zhuǎn)化過(guò)程的部分反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化。①第一階段反應(yīng)過(guò)程,以碳酸氫銨轉(zhuǎn)化率為目標(biāo),研究了反應(yīng)溫度、碳酸氫銨初始濃度、磷石膏粒徑、攪拌轉(zhuǎn)速對(duì)碳酸氫銨轉(zhuǎn)化率的影響。磷石膏制硫酸銨反應(yīng)過(guò)程的表觀活化能:E=9.145⁹.977kJ·mol^-1,該反應(yīng)不屬于化學(xué)反應(yīng)控制;轉(zhuǎn)速≥450rpm時(shí),消除了外擴(kuò)散的影響,過(guò)程適用顆粒大小不變的縮芯模型,屬于碳酸鈣固膜擴(kuò)散控制,動(dòng)力學(xué)模型:kt（28）1-3（1-x_B）^2/3（10）2（1-x

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曼海姆法生產(chǎn)硫酸鉀工藝流程

圖 1.2 芒硝轉(zhuǎn)化法制硫酸鉀工藝流程Fig1.2 Potassium sulphate process from Glauber's salt conversion此方法工藝簡(jiǎn)單，能耗低，無(wú)污染，投資成本少，裝置易于大型生產(chǎn)量較好，產(chǎn)品收率可達(dá) 92% 96%。我國(guó)芒硝資源比較豐富，該生產(chǎn)方大優(yōu)勢(shì)。劉慧君[50]利用23 4 2Na K NO SO H O ， ， 體系相圖，對(duì)芒硝與硝酸硫酸鉀工藝研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在最優(yōu)條件下鉀的轉(zhuǎn)化率達(dá)到 67.8利用23 4 2Na K NO SO H O ， ， 四元水鹽和納濾分離特點(diǎn)，將鉀芒為兩部分，濃液在體系中循環(huán)生產(chǎn)硫酸鉀，淡液曬制回收氯化鉀，分氯化鈉。山西南風(fēng)化工集團(tuán)(160kt/a)，四川眉山芒硝廠(50kt/a)，青海硫酸鉀廠(115kt/a)等建成芒硝制硫酸鉀的生產(chǎn)裝置。 締置法締置法[52,53]是利用有機(jī)溶劑對(duì)鹽酸和硫酸的親合力不同的性質(zhì)來(lái)制取采用不溶于水的締合劑與硫酸締合，在氯化鉀溶液里，氯離子將締合

圖 1.3 締置法生產(chǎn)硫酸鉀工藝流程圖 Process flow diagram for the production of Potassium sulfate by the association法工藝特點(diǎn)：常壓操作、易控制；反應(yīng)溫度低；設(shè)備腐蝕小、使資少、投資產(chǎn)品成本低；無(wú)污染、副產(chǎn)品氯化銨是較好農(nóng)用肥料介質(zhì)中，所以對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求較高[54]。王聘[55]等人采用締置 為締合劑，在適當(dāng)?shù)臈l件下進(jìn)行反應(yīng)，得到產(chǎn)品無(wú)氯高鉀磷肥，達(dá) 67%，2 5 2P O :K O = 1∶1.8， Cl 的含量低于 0.75%，副產(chǎn)氯化用標(biāo)準(zhǔn)。硫酸銨法酸銨法[56-58]是采用工業(yè)副產(chǎn)物硫酸銨和氯化鉀，在溶液中溶解度制各反應(yīng)物的濃度及反應(yīng)溫度來(lái)制取硫酸鉀和氯化銨。反應(yīng)方程4 2 4 2 4 4( NH ) SO 2 KCl K SO 2NH Cl據(jù)反應(yīng)式可知，硫酸銨和氯化鉀反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng)，最終生成

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]磷石膏綜合利用技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)[J]. 李逸晨,楊再銀.  磷肥與復(fù)肥. 2018(02)
[2]2016年我國(guó)磷石膏利用現(xiàn)狀、存在問(wèn)題及建議[J]. 葉學(xué)東.  磷肥與復(fù)肥. 2017(07)
[3]磷石膏制硫酸鉀第一階段反應(yīng)動(dòng)力學(xué)[J]. 劉曉紅,高新愿,孔源,郭亮亮.  南昌大學(xué)學(xué)報(bào)(理科版). 2017(03)
[4]磷石膏中鈣的富集及硫酸鈣晶須的制備[J]. 周華鋒,李響,張肖肖.  化工礦物與加工. 2017(04)
[5]鉀芒硝法制取硫酸鉀利用納濾的研究[J]. 徐盛.  鹽科學(xué)與化工. 2017(04)
[6]硫酸鉀的生產(chǎn)工藝研究進(jìn)展[J]. 華宗偉,鐘宏,王帥,蔣崇文.  無(wú)機(jī)鹽工業(yè). 2015(04)
[7]磷石膏制備高強(qiáng)石膏工藝研究[J]. 何玉龍,陳德玉,劉路珍,王舒州,劉成.  非金屬礦. 2015(02)
[8]pH對(duì)磷石膏生產(chǎn)石膏晶須過(guò)程影響的研究[J]. 蹇守衛(wèi),孫孟琪,李小生,蘇英,馬保國(guó).  武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(02)
[9]磷石膏兩步法制備硫酸鉀工藝研究[J]. 劉忠華,唐建華,沈思,毛盾,康禮全.  化學(xué)工程師. 2015(02)
[10]我國(guó)鉀肥產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢(shì)與建議[J]. 黃高強(qiáng),亓昭英,武良,李宇軒,張衛(wèi)峰.  現(xiàn)代化工. 2013(12)



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