專利名稱：一種由硝酸磷肥副產品硝酸鈣生產硝酸鉀的方法
技術領域：
本發明涉及一種硝酸鉀的生產方法，特別涉及一種由硝酸磷肥副產品硝酸鈣生產 硝酸鉀的方法，屬于農用硝酸鉀肥料的生產技術領域。
背景技術：
硝酸鈣為硝酸磷肥工業的副產品，由硝酸分解磷礦取得，其中含硝態氮11.86%， 為低濃度硝態氮肥料。因養分含量過低，單位養分運輸成本高。因此作為肥料使用是 不經濟的。
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作物吸 收，不殘留有害物質，是一種優良的氮鉀二元復合肥。其中含硝態氮13.85%，氧化 鉀46.5跳，均為農作物生長所必需的大量元素，兩者間具有良好的協調作用，可互 相促進被作物吸收并促進其它營養元素的吸收；其所含的氮鉀比為l:3(—般農作物 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，鹽指數低；水溶性好但不吸濕，養份含量高，肥效作用迅速。使用硝酸鉀可 提高農作物產量，改善品質，提早成熟，增強抗病力，延長保鮮期。廣泛用于各種糧 食作物、經濟作物；作基肥或追肥施用，特別適用于煙草，蔬菜和水果等經濟作物。
因此，提供一種較為廉價和經濟的硝酸鉀生產方法就成為該技術領域急需解決的 技術問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種廉價和經濟的硝酸鉀生產方法。
本發明的上述目的是通過以下技術方案實現的-
方案一
一種由硝酸磷肥副產品硝酸鈣生產硝酸鉀的方法，包括以下步驟 (1)將濃硫酸2和氯化鉀1加入硫酸氫鉀轉化槽3中，反應生成硫酸氫鉀溶液 6和氯化氫氣體4，氯化氫氣體4進入鹽酸吸收裝置5，被水吸收形成鹽酸；所述硫 酸氫鉀溶、液6進入硝酸鉀反應槽12;
(2 )將硝酸分解磷礦生產磷肥裝置25副產的濕硝酸鈣晶體27加入硝酸鉀反應 槽12中，與步驟(1 )所得的硫酸氫鉀溶液6混合、反應，得硝酸鉀反應液13，該 硝酸鉀反應液13經過濾機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經蒸發、濃縮、結晶，得結晶后母液24和濕 硝酸鉀19，濕硝酸鉀19干燥，得成品硝酸鉀21;所得結晶后母液24的一部分返回 硝酸鉀反應槽12，另一部分返回硝酸分解磷礦生產磷肥裝置25。 方案二
一種由硝酸磷肥副產品硝酸鈣生產硝酸鉀的方法，包括以下步驟 (1)將濃硫酸2和氯化鉀1加入硫酸氫鉀轉化槽3中，反應生成硫酸氫鉀溶液 6和氯化氫氣體4，氯化氫氣體4進入鹽酸吸收裝置5，被水吸收形成鹽酸；所述硫
酸氫鉀溶液6進入硝酸鉀反應槽12;
(2 )將硝酸分解磷礦生產磷肥裝置25副產的濕硝酸鈣晶體27加入硝酸鉀反應 槽12中，與步驟(1 )所得的硫酸氫鉀溶液6混合、反應，得硝酸鉀反應液13，該 硝酸鉀反應液13經過濾機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磷肥裝置25副產的濕硝酸鈣晶體27加入硝酸鉀 反應槽12中，與此同時，將硝酸分解磷礦生產磷肥裝置25副產的濕硝酸鈣晶體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 取；萃取后，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10進行 過濾,得到濾液11，將該濾液11加入硝酸鉀反應槽12，與步驟(1)所述硫酸氫鉀溶 液6混合、反應，得硝酸鉀反應液13，該硝酸鉀反應液13用過濾機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經蒸發、濃縮、結晶，得結晶后母液 24和濕硝酸鉀19，濕硝酸鉀19干燥，得成品硝酸鉀21;所得結晶后母液24的一部 分返回硝酸鉀反應槽12，另一部分返回硝酸分解磷礦生產磷肥裝置25。
一種優選技術方案，其特征在于所述步驟(3)中所述微沸萃取的溫度為80 130°C，萃取時間為2 6小時。
一種優選技術方案，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，其反應溫度為 80 130°C，反應時間為1 4小時。
一種優選技術方案，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，其反應溫度為120 150°C，反應時間為2 8小時。
一種優選技術方案，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為普通肥料級氯化鉀。一種優選技術方案，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，其反應溫度為80 130 °C，反應時間為1 4小時。
一種優選技術方案，其特征在于所述結晶后母液24中的20% 80%(體積％，以 下同)返回硝酸鉀反應槽12， 80°/。 20%返回硝酸分解磷礦裝置25。結晶后母液中含有 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， 返回硝酸鉀反應槽可以回收一部分母液中的硝酸鉀。
一種優選技術方案，其特征在于所述過濾機10和過濾機14為轉盤或轉鼓式真 空過濾機。含固料漿進入過濾機后隨過濾機轉盤或轉鼓轉動，在真空過濾區形成的濾 餅，依次經過洗滌、吸干、空氣反吹或機械刮料，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。
本發明方法的原理如下
一般硝酸分解磷礦副產硝酸鈣的生產原理為 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。通過冷卻結晶或 過濾等方式將硝酸鈣與含磷部分分離。含磷部分經氨化或直接包裝為磷肥。硝酸鈣溶 液或含水結晶即為副產品。
氯化鉀與濃硫酸在120 15(TC能快速的反應，生成硫酸氫鉀和氯化氫，對部分 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K2S04+5CaS04+l. 5H20=K2S04 5CaS04 1. 5H20 I 副反應會造成鉀損失，石膏沉淀中會含有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
根據以上原理，本發明是先通過低溫轉化制備硫酸氫鉀，將氯化鉀1和濃硫酸2 通入硫酸氫鉀轉化槽3，生成的硫酸氫鉀溶液6和氯化氫氣體4，氯化氫氣體經鹽酸 吸收裝置5吸收形成濃鹽酸。硫酸氫鉀溶液6經溢流進入硝酸鉀反應槽12。
將硝酸分解磷礦生產磷肥裝置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在硝酸鉀反應槽12中混合，生成硝酸鉀溶液和硫酸 鈣沉淀。混合液經過濾機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進入硝酸鉀濃縮裝置16， 經硝酸鉀冷卻結晶分離裝置18后，析出濕硝酸鉀19晶體。濕硝酸鉀19經硝酸鉀干 燥裝置20，硝酸鉀成品包裝22，即得成品硝酸鉀肥料。結晶后母液24中含有硝酸和 少量硝酸鈣，結晶后母液24—部分進入硝酸鉀反應槽12，回收利用硝酸鈣， 一部分 返回到硝酸分解磷礦生產磷肥裝置25，回收硝酸。
根據生產經驗結論和以上原理，濃硫酸與氯化鉀反應的摩爾比例為1 1.3 : 1; 反應溫度為120 150°C，反應時間為2 8小時，氯根脫除率在90%以上；熱濃硝酸 鈣溶液與含鉀石膏反應萃取鉀離子的溫度為80 130°C;萃取時間為2 6小時，鉀 離子的置換萃出率可達85%以上；硫酸氫鉀與硝酸鈣濾液的反應溫度為80 13(TC， 反應時間為1 4小時，此條件下能得到晶粒粗大，易于過濾的石膏沉淀，且轉化完 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與硫酸氫鉀中所含硫酸 根的摩爾數的比例為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 了裝置生產負荷。
有益效果
本發明將硝酸磷肥工業副產的硝酸鈣轉化為硝酸鉀，既解決了硝酸鈣副產品處理 的問題，同時生產出優質高濃度的硝酸鉀肥料，是一種較為廉價和經濟的硝酸鉀生產 方法。
下面通過附圖和具體實施方式
對本發明做進一步說明，但并不意味著對本發明保 護范圍的限制。
圖1為本發明制備方法的流程示意圖。 具體實施方如圖1所示，為本發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， ll為濾液，12為硝酸鉀反應槽，13為硝酸鉀反應液，14為過濾機，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為結晶后母液，25為硝酸分解磷礦生產磷肥裝置；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。
實施例1
氯化鉀1以10. 6噸/小時速度加入硫酸氫鉀轉化槽3 ， 93%濃硫酸2以14. 8噸/ 小時同時加入，通入蒸汽維持溫度為130°C，反應時間3小時；反應后，氯化氫氣體 4進入鹽酸吸收系統5，被水吸收為鹽酸；硫酸氫鉀溶液6溢流至硝酸鉀反應槽12。
設備初始開車時，將硝酸分解磷礦生產磷肥裝置25副產的濕硝酸鈣晶體27以 36.0噸/小時的速度直接加入硝酸鉀反應槽12，與硫酸氫鉀溶液6混合、反應，同時 通入蒸汽，維持反應溫度為IO(TC，反應時間為2小時；硝酸鉀反應液13經過濾機 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。
裝置運行穩定后，停止將硝酸分解磷礦生產磷肥裝置25副產的濕硝酸鈣晶體27 加入硝酸鉀反應槽12，與此同時將硝酸分解磷礦生產磷肥裝置25副產的濕硝酸鈣晶 體加入加熱溶解槽28中加熱融化，然后以36. 0噸/小時的速度加入含鉀石膏萃取槽 8，同時通入蒸汽，維持溫度為105 110°C，熱濃硝酸鈣溶液與硝酸鉀反應槽12反 應得到的含鉀石膏23在萃取槽8中的萃取停留時間為2小時，萃取后含少量鉀的濃 硝酸鈣溶液9泵送至轉鼓式真空過濾機10，含固料漿進入過濾機后隨過濾機轉鼓轉 動，在真空過濾區形成的濾餅，依次經過洗滌、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，同時 通入蒸汽，維持反應溫度為IO(TC，反應時間為2小時。反應后硝酸鉀反應液13經 泵送去轉盤式真空過濾機14，硝酸鉀反應液13進入過濾機后隨過濾機轉盤轉動，在 真空過濾區形成的濾餅，依次經過洗滌、吸干、機械刮料，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進行蒸發、濃縮，通過硝酸鉀冷卻結晶分離裝置18,結晶析出濕硝酸鉀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，得成品硝酸鉀21;結晶后母液24的50%返回去硝酸鉀反應槽12， 50%返回硝酸分解磷礦裝置25。
本工藝方法的產能為13. 6噸/小時，硝酸鉀含量為95. 5%。
實施例2
氯化鉀1以10. 6噸/小時速度加入硫酸氫鉀轉化槽3 ， 95%濃硫酸2以14. 2噸/ 小時預熱至1CKTC后同時加入，通入蒸汽維持溫度為150°C，反應時間6小時；反應 后，氯化氫4去鹽酸吸收系統5，被水吸收為鹽酸；硫酸氫鉀溶液6溢流至硝酸鉀反 應槽12。
設備初始開車時，將硝酸分解磷礦生產磷肥裝置25副產的濕硝酸鈣晶體27以 40.0噸/小時的速度直接加入硝酸鉀反應槽12，與硫酸氫鉀溶液6混合、反應，同時 通入蒸汽，維持反應溫度為130°C，反應時間為1小時；硝酸鉀反應液13經過濾機 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。
裝置運行穩定后，停止將硝酸分解磷礦生產磷肥裝置25副產的濕硝酸鈣晶體27 加入硝酸鉀反應槽12，與此同時將硝酸分解磷礦生產磷肥裝置25副產的濕硝酸鈣晶 體加入加熱溶解槽28中加熱融化，然后以40. 0噸/小時的速度加入含鉀石膏萃取槽 8，同時通入蒸汽，維持溫度為80 9(TC，與硝酸鉀反應槽12反應得到的含鉀石膏 23在含鉀石膏萃取槽8中混合，萃取停留時間為6小時，萃取后含少量鉀的濃硝酸 鈣溶液9泵送至轉鼓式真空過濾機，含固料漿進入過濾機后隨過濾機轉鼓轉動，在真 空過濾區形成的濾餅，依次經過洗滌、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，同時 通入蒸汽，維持反應溫度為130°C,反應時間為1小時。反應后硝酸鉀反應液13經 泵送去轉盤式真空過濾機14，硝酸鉀反應液13進入過濾機后隨過濾機轉盤轉動，在 真空過濾區形成的濾餅，依次經過洗滌、吸干、機械刮料，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進行蒸發、濃 縮，通過硝酸鉀冷卻結晶分離裝置18，結晶析出濕硝酸鉀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，得成品硝酸鉀21;結晶后母液24的 40%返回去硝酸鉀反應槽12， 60%返回硝酸分解磷礦裝置25。
本工藝方法的產能為13. 2噸/小時，硝酸鉀含量為96. 6%。實施例3
氯化鉀1以10. 6噸/小時速度加入硫酸氫鉀轉化槽3 ， 98%濃硫酸2以18. 5噸/ 小時同時加入，通入蒸汽維持溫度為12(TC，反應8小時后，氯化氫4去鹽酸吸收系 統5，被水吸收為鹽酸；硫酸氫鉀溶液6溢流至硝酸鉀反應槽12。
設備初始開車時，將硝酸分解磷礦生產磷肥裝置25副產的濕硝酸鈣晶體27以 54.0噸/小時的速度加入硝酸鉀反應槽12，與硫酸氫鉀溶液6混合、反應，同時通入 蒸汽，維持反應溫度為8CTC，反應時間為4小時；硝酸鉀反應液13經過濾機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。
裝置運行穩定后，停止將硝酸分解磷礦生產磷肥裝置25副產的濕硝酸鈣晶體加 入硝酸鉀反應槽12，與此同時將硝酸分解磷礦生產磷肥裝置25副產的濕硝酸鈣晶體 加入加熱溶解槽28中加熱融化，然后以54. 0噸/小時的速度加入含鉀石膏萃取槽8 ， 同時通入蒸汽，維持溫度為120 130°C，與硝酸鉀反應槽12反應得到的含鉀石膏23 在含鉀石膏萃取槽8中混合，萃取停留時間為3小時，萃取后含少量鉀的濃硝酸鈣溶 液9泵送至轉鼓式真空過濾機10，含固料漿進入過濾機后隨過濾機轉鼓轉動，在真 空過濾區形成的濾餅，依次經過洗滌、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，同時通入蒸汽，維持反應溫度為8(TC，反應時間為4小時。反應后硝 酸鉀反應液13經泵送去轉盤式真空過濾機14，硝酸鉀反應液13進入過濾機后隨過 濾機轉盤轉動，在真空過濾區形成的濾餅，依次經過洗滌、吸干、機械刮料，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進行蒸發、濃 縮，通過硝酸鉀冷卻結晶分離裝置18，結晶析出濕硝酸鉀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，得成品硝酸鉀21;結晶后母液24的 20%返回去硝酸鉀反應槽12， 80%返回硝酸分解磷礦裝置25。
本工藝方法的產能為14. 2噸/小時，硝酸鉀含量為97. 5%。
實施例4
氯化鉀1以10. 6噸/小時速度加入硫酸氫鉀轉化槽3 ， 95%濃硫酸2以14. 8噸/ 小時同時加入，通入蒸汽維持溫度為150°C，反應時間2小時；反應后，氯化氫4去 鹽酸吸收系統5，被水吸收為鹽酸；硫酸氫鉀溶液6溢流至硝酸鉀反應槽12。設備初始開車時，將硝酸分解磷礦生產磷肥裝置25副產的濕硝酸鈣晶體27以 28.5噸/小時的速度直接加入硝酸鉀反應槽12，與硫酸氫鉀溶液6混合、反應，同時 通入蒸汽，維持反應溫度為ll(TC，反應時間為3小時；硝酸鉀反應液13經過濾機 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。
裝置運行穩定后，停止將硝酸分解磷礦生產磷肥裝置25副產的濕硝酸鈣晶體加 入硝酸鉀反應槽12，與此同時將硝酸分解磷礦生產磷肥裝置25副產的濕硝酸鈣晶體 加入加熱溶解槽28中加熱融化，然后以28. 5噸/小時的速度加入含鉀石膏萃取槽8 ， 同時通入蒸汽，維持溫度為110 115°C，與硝酸鉀反應槽12反應得到的含鉀石膏23 在含鉀石膏萃取槽8中混合，萃取停留時間為4小時，萃取后含少量鉀的濃硝酸鈣溶 液9泵送至轉鼓式真空過濾機10，含固料漿進入過濾機后隨過濾機轉鼓轉動，在真 空過濾區形成的濾餅，依次經過洗滌、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，同時通入蒸汽，維持反應溫度為ll(TC，反應時間為3小時。反應后硝 酸鉀反應液13經泵送去轉盤式真空過濾機14，硝酸鉀反應液13進入過濾機后隨過 濾機轉盤轉動，在真空過濾區形成的濾餅，依次經過洗滌、吸干、機械刮料，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進行蒸發、濃 縮，通過硝酸鉀冷卻結晶分離裝置18，結晶析出濕硝酸鉀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，得成品硝酸鉀21;結晶后母液24的 80%返回去硝酸鉀反應槽12， 20%返回硝酸分解磷礦裝置25。
本工藝方法的產能為12, 5噸/小時，硝酸鉀含量為93. 5%。
實施例5
氯化鉀1以10. 6噸/小時速度加入硫酸氫鉀轉化槽3 ， 95%濃硫酸2以14. 8噸/ 小時同時加入，通入蒸汽維持溫度為120°C，反應時間5小時；反應后，氯化氫4去 鹽酸吸收系統5，被水吸收為鹽酸；硫酸氫鉀溶液6溢流至硝酸鉀反應槽12;
同時將硝酸分解磷礦生產磷肥裝置25副產的濕硝酸鈣晶體27加熱融化(加熱溶
解槽12)，以28.0噸/小時的速度，直接加入硝酸鉀反應槽12中，通入蒸汽，維持
反應溫度為110'C，反應時間為3小時。反應后硝酸鉀反應液13經泵送去轉盤式真
空過濾機14，硝酸鉀反應液13進入過濾機后隨過濾機轉盤轉動，在真空過濾區形成
的濾餅，依次經過洗滌、吸干、機械刮料，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進行蒸發、濃縮，通過硝酸 鉀冷卻結晶分離裝置18，結晶析出濕硝酸鉀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，得成品硝酸鉀21;結晶后母液24的80%返回去硝 酸鉀反應槽12， 20%返回硝酸分解磷礦裝置25。
本工藝方法的產能為12. 0噸/小時，硝酸鉀含量為93. 6%。
權利要求
1、一種由硝酸磷肥副產品硝酸鈣生產硝酸鉀的方法，包括以下步驟(1)將濃硫酸和氯化鉀加入硫酸氫鉀轉化槽中，反應生成硫酸氫鉀溶液和氯化氫氣體，氯化氫氣體進入鹽酸吸收裝置，被水吸收形成鹽酸；所述硫酸氫鉀溶液進入硝酸鉀反應槽；(2)將硝酸分解磷礦生產磷肥裝置副產的濕硝酸鈣晶體加入硝酸鉀反應槽中，與步驟(1)所得的硫酸氫鉀溶液混合、反應，得硝酸鉀反應液，該硝酸鉀反應液經過濾機過濾后，得到硝酸鉀溶液和含鉀石膏；(3)步驟(2)所得硝酸鉀溶液經蒸發、濃縮、結晶，得結晶后母液和濕硝酸鉀，濕硝酸鉀干燥，得成品硝酸鉀；所得結晶后母液的一部分返回硝酸鉀反應槽，另一部分返回硝酸分解磷礦生產磷肥裝置。
2、 一種由硝酸磷肥副產品硝酸鈣生產硝酸鉀的方法，包括以下步驟(1) 將濃硫酸和氯化鉀加入硫酸氫鉀轉化槽中，反應生成硫酸氫鉀溶液和氯化 氫氣體，氯化氫氣體進入鹽酸吸收裝置，被水吸收形成鹽酸；所述硫酸氫鉀溶液進入 硝酸鉀反應槽；(2) 將硝酸分解磷礦生產磷肥裝置副產的濕硝酸鈣晶體加入硝酸鉀反應槽中， 與步驟(1 )所得的硫酸氫鉀溶液混合、反應，得硝酸鉀反應液，該硝酸鉀反應液經 過濾機過濾后，得到硝酸鉀溶液和含鉀石膏；(3) 停止將硝酸分解磷礦生產磷肥裝置副產的濕硝酸鈣晶體加入硝酸鉀反應槽 中，與此同時，將硝酸分解磷礦生產磷肥裝置副產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，微沸萃取；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進行過濾，得到濾液，將該濾液加入硝酸鉀反應 槽，與步驟(1)所述硫酸氫鉀溶液混合、反應，得硝酸鉀反應液，該硝酸鉀反應液用過濾機過濾，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)所得硝酸鉀溶液經蒸發、濃縮、結晶，得結晶后母液和 濕硝酸鉀，濕硝酸鉀干燥，得成品硝酸鉀；所得結晶后母液的一部分返回硝酸鉀反應 槽，另一部分返回硝酸分解磷礦生產磷肥裝置。
3、 根據權利要求2所述的由硝酸磷肥副產品硝酸鈣生產硝酸鉀的方法，其特征在于所述步驟(3)中所述微沸萃取的溫度為80 13(TC，萃取時間為2 6小時。
4、 根據權利要求2所述的由硝酸磷肥副產品硝酸鈣生產硝酸鉀的方法，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，其反應溫度為80 13(TC，反應時間為1 4小時。
5、 根據權利要求1-4中任一項所述的由硝酸磷肥副產品硝酸鈣生產硝酸鉀的方 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 反應溫度為120 150°C，反應時間為2 8小時。
6、 根據權利要求5所述的由硝酸磷肥副產品硝酸鈣生產硝酸鉀的方法，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氯化鉀。
7、 根據權利要求6所述的由硝酸磷肥副產品硝酸鈣生產硝酸鉀的方法，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，其反應溫度為80 130。C，反應時間為1 4小時。
8、 根據權利要求7所述的由硝酸磷肥副產品硝酸鈣生產硝酸鉀的方法，其特征 在于所述結晶后母液中的20% 80%(體積％，以下同)返回硝酸鉀反應槽，80°/。 20% 返回硝酸分解磷礦裝置。
9、 根據權利要求8所述的由硝酸磷肥副產品硝酸鈣生產硝酸鉀的方法，其特征 在于所述過濾機為轉盤或轉鼓式真空過濾機。
全文摘要
本發明涉及一種由硝酸磷肥副產品硝酸鈣生產硝酸鉀的方法，包括在硫酸氫鉀轉化槽中加入濃硫酸和氯化鉀，反應生成硫酸氫鉀溶液和氯化氫；硫酸氫鉀溶液進入硝酸鉀反應槽；將硝酸磷肥副產品硝酸鈣加熱融化，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過濾與硫酸氫鉀溶液混合、反應，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；硝酸鉀濾液經蒸發、濃縮、結晶、干燥即為成品硝酸鉀肥料。本發明既解決了硝酸磷肥工業副產的硝酸鈣副產品處理的問題，同時生產出優質高濃度的硝酸鉀肥料，是一種較為廉價和經濟的硝酸鉀生產方法。
文檔編號C05C5/02GK101565330SQ20091008579
公開日2009年10月28日 申請日期2009年6月1日 優先權日2009年6月1日
發明者李香紅, 王金銘, 鄭秀興, 凱 馬, 馬培華 申請人:中國-阿拉伯化肥有限公司