磷石膏是磷肥生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物,任其隨意堆放會污染環(huán)境,占用土地,還造成磷石膏中鈣、硅、硫元素的浪費,綜合利用磷石膏一直是清潔生產(chǎn)關注的焦點。利用相關工藝,將磷石膏轉(zhuǎn)化為硫酸鉀,不僅能解決環(huán)境問題,還能讓資源得到回收。近年來,硫酸鉀供不應求,價格不斷上升,硫酸鉀市場前景廣大。本實驗以磷石膏為原料,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得到硫酸銨和碳酸鈣,第二階段硫酸銨與氯化鉀反應制備硫酸鉀和氯化銨。實驗進行了磷石膏制硫酸鉀第一階段反應過程的動力學研究,并對兩步轉(zhuǎn)化過程的部分反應條件進行了優(yōu)化。①第一階段反應過程,以碳酸氫銨轉(zhuǎn)化率為目標,研究了反應溫度、碳酸氫銨初始濃度、磷石膏粒徑、攪拌轉(zhuǎn)速對碳酸氫銨轉(zhuǎn)化率的影響。磷石膏制硫酸銨反應過程的表觀活化能:E=9.145⁹.977kJ·mol^-1,該反應不屬于化學反應控制;轉(zhuǎn)速≥450rpm時,消除了外擴散的影響,過程適用顆粒大小不變的縮芯模型,屬于碳酸鈣固膜擴散控制,動力學模型: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此方法工藝簡單，能耗低，無污染，投資成本少，裝置易于大型生產(chǎn)量較好，產(chǎn)品收率可達 92% 96%。我國芒硝資源比較豐富，該生產(chǎn)方大優(yōu)勢。劉慧君[50]利用23 4 2Na K NO SO H O ， ， 體系相圖，對芒硝與硝酸硫酸鉀工藝研究，實驗結果表明在最優(yōu)條件下鉀的轉(zhuǎn)化率達到 67.8利用23 4 2Na K NO SO H O ， ， 四元水鹽和納濾分離特點，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。山西南風化工集團(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]是利用有機溶劑對鹽酸和硫酸的親合力不同的性質(zhì)來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：常壓操作、易控制；反應溫度低；設備腐蝕小、使資少、投資產(chǎn)品成本低；無污染、副產(chǎn)品氯化銨是較好農(nóng)用肥料介質(zhì)中，所以對生產(chǎn)設備要求較高[54]。王聘[55]等人采用締置 為締合劑，在適當?shù)臈l件下進行反應，得到產(chǎn)品無氯高鉀磷肥，達 67%，2 5 2P O :K O = 1∶1.8， Cl 的含量低于 0.75%，副產(chǎn)氯化用標準。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物的濃度及反應溫度來制取硫酸鉀和氯化銨。反應方程4 2 4 2 4 4( NH ) SO 2 KCl K SO 2NH Cl據(jù)反應式可知，硫酸銨和氯化鉀反應屬于復分解反應，最終生成

【參考文獻】：
期刊論文
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