水硝法硫酸钾生产方法本发明涉及采用水硝法生产硫酸钾的方法，是一种水硝法硫酸钾生产方法。
硫酸钾是重要的农业肥料，是一种高效无氯钾肥，主要用于喜钾忌氯的经济
作物，如烟草、柑桔、葡萄、茶叶、亚麻、西瓜、豆类等，对提高作物的产量和
质量有着显著效果。
目前，国内外均以氯化钾为原料生产硫酸钾。其生产方法主要有三种，如《
海湖盐与化工》期刊第27卷第4期第5页和第6页的《综合利用盐场(矿)芒
硝资源开发硫酸钾产品》中所述：
A.曼海姆法：又称硫酸分解法，主要原料为氯化钾和硫酸，反应在曼海姆炉
内进行。其主要优点是：生产工艺成熟，产品质量高。其缺点是：投资大，高温
反应，能耗大，设备腐蚀严重；副产品-盐酸要有常年性稳定用户，否则制约其
生产。
B.缔置法：是以氯化钾、硫酸和氨为原料，在缔合剂作用下，制取硫酸钾和
副产品氯化铵。其优点有：常压操作，低温反应，设备使用寿命长，无污染。其
主要缺点是：缔合剂价格高，而副产品氯化铵价格较低。
C.复分解法：是以氯化钾和硫酸盐(硫酸钠、硫酸镁、硫酸铵)为原料，经
复分解反应生成硫酸钾。其特点是：工艺简单，投资省，能耗较低，母液闭路循
环使用，无污染。
因此，用复分解法生产硫酸钾的工艺明显优于其他两种方法。在复分解法中，
硫酸铵来源困难，硫酸镁资源有限，因而，一般采用芒硝法(即无水硝法)生产
硫酸钾，上述《综合利用盐场(矿)芒硝资源开发硫酸钾产品》中公开了一种芒
硝法生产硫酸钾的工艺，但该工艺较复杂，其原理仍采用传统方法，即采用25℃
相图中的R点作为配料点进行复分解反应的，如附图1所示。
化学工业出版社于1979年出版的《钾肥工业》一书中第110页至112页公开了
一种芒硝法生产硫酸钾的工艺，该工艺也较复杂，能耗较高，其原理也是采用了
传统方法，即采用25℃相图中的R点作为配料点进行复分解反应的，也如附图
1所示，其按下述步骤进行：
第一步，芒硝和氯化钾在水溶液中形成低溶解度的钾芒硝，并将钾芒硝与(
钾芒硝)母液分离；第二步，用氯化钾和钾芒硝反应生成硫酸钾，并将硫酸
钾与(硫酸钾)母液分离；
通常硫酸钾母液都用来和芒硝一起再制取钾芒硝；而钾芒硝母液的利用方案
则较多，其中主要的有蒸发和冷冻两个流程。
蒸发法是将钾芒硝母液进行蒸发，浓缩到一定程度，析出氯化钠和硫酸钠。
其中，每生产1吨纯度90％硫酸钾的消耗定额是：94％的氯化钾消耗量为1.1吨，
蒸发水量为4.2吨，芒硝用量为2.6吨。
冷冻法是将钾芒硝母液先进行低温冷冻，析出芒硝，分离芒硝后的母液经蒸
发分离出氯化钠，冷却结晶析出氯化钾。得到的芒硝和氯化钾仍返回用作原料，
氯化钠可作为副产工业用盐。
综上所述，传统芒硝法生产硫酸钾的工艺一般都是采用25℃相图中的R点
作为配料点进行复分解反应的，这是由于利用25℃相图中的R点作为配料点进
行复分解反应时，复分解反应的钾离子回收率较高(因在原料中：氯化钾比芒硝
的价格要高许多)，因而被普遍采用，但是仍然存在生产工艺复杂、控制难度较
高、需要的水蒸发量大而使能耗较高、投资较大的问题，因此使生产硫酸钾的成
本一直较高。
《海湖盐与化工》期刊第24卷第2期第20页和第26页的《芒硝加氯化
钾连续转化生产硫酸钾和碘精盐》中公开了一种生产硫酸钾的工艺，其工艺采用
了25℃相图中的R点和P点，但该工艺也较复杂，不易控制，投资也较大。
鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种工艺流程简单、能耗低
的水硝法硫酸钾生产方法。
本发明的目的是通过以下步骤来实现的：
第一步，首先向第一反应罐中加入956至655重量份的水，其次开动反应罐中的
搅拌器，再加入1000重量份氯化钾，最后加入2214至2465重量份的水硝，加热使水
硝溶化，保持反应温度在24至28℃，搅拌反应45至60分钟后，在继续搅拌的情况下，
用泵将反应好的物料泵入离心机进行脱水分离，得到钾芒硝1016至1120重量份，并
将分离出2.23至2.43立方米钾芒硝母液泵入所需的储罐中；
第二步，先向第二反应罐中加入648至670重量份氯化钾和1604至17450重量份
的水，其次将995.4重量份钾芒硝加入反应罐中，保持反应温度为24至28℃，反应
45至60分钟，继续搅拌，用泵将反应好的物料泵入离心机进行分离，将分离出的
硫酸钾母液泵入所需的储罐中，这样就得到了所需的硫酸钾。
将生产硫酸钾分离出的硫酸钾母液加入蒸发罐中，蒸发去水30至40％后停止
蒸发，然后将蒸发好的母液联同析出物一起加入第一反应罐中，事先在第一反应
罐中加入600至610重量份的氯化钾和2048至2115重量份的水硝，在24至28℃下，
搅拌反应45至60分钟，然后加入离心机进行分离，得到1016至1120重量份的钾芒
硝，同时得到钾芒硝母液
将钾芒硝母液加入到蒸发罐中进行蒸发，蒸去30％至40％的水份，析出固体
盐，并进行固液分离。将分离出的固体盐用饱和盐水在80至90℃的条件下洗涤5
分钟，然后加入离心机脱水分离，得到食用盐，然后将洗涤母液送去蒸发罐。将
分离出的蒸发母液反回第一反应罐用于配料。
本发明的生产原理为：仅仅利用了25℃相图中的P点作为配料点而进行复
分解反应的，如附图1所示；因25℃相图中的P点的复分解反应的钾离子回收
率较低，在现有的生产硫酸钾的工艺中都不采用这一点，而是采用钾回收率较高
的25℃相图中的R点；但是，本发明采用了25℃相图中的P点作为配料点而
实验出了工艺简单、能耗低的水硝法硫酸钾生产方法。其中，R点与P点的区别
在于：R点过蒸发后，首先析出的是硫酸钠；而P点过蒸发后，首先析出的是氯
化钾。
附图1为Na+、K+″Cl-、SO4--H2O体系多温度(25℃……100℃)相图，其
中，图中实线表示25℃相图，虚线表示100℃相图，A表示硫酸钠的结晶区及其结
晶终点，B表示氯化钾的结晶区及其结晶终点，C表示氯化钠的结晶区及其结晶终
点，D表示硫酸钾的结晶区及其结晶终点，G表示钾芒硝的结晶区及其结晶终点，
P表示氯化钾、氯化钠和钾芒硝的三相共饱点，R表示硫酸钠、氯化钠和钾芒硝
的三相共饱点，Q表示氯化钾、硫酸钾和钾芒硝的三相共饱点，L表示P点蒸发至
100℃时的终点；
附图2为本发明最佳实施例的工艺流程图；
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
该水硝法硫酸钾生产方法是按以下步骤进行的：
第一步，首先向第一反应罐中加入956至655重量份的水，其次开动反应罐中的
搅拌器，再加入1000重量份氯化钾，最后加入2214至2465重量份的水硝，加热使水
硝溶化，保持反应温度在24至28℃，搅拌反应45至60分钟后，在继续搅拌的情况下，
用泵将反应好的物料泵入离心机进行脱水分离，得到钾芒硝1016至1120重量份，并
将分离出2.23至2.43立方米钾芒硝母液泵入所需的储罐中，该钾芒硝母液的组成
如附图1的相图上P点的液相构成所示；
第二步，先向第二反应罐中加入648至670重量份氯化钾和1604至17450重量份
的水，其次将995.4重量份钾芒硝加入反应罐中，保持反应温度为24至28℃，反应
45至60分钟，继续搅拌，用泵将反应好的物料泵入离心机将硫酸钾与其母液进行
分离，将分离出的硫酸钾母液泵入所需的储罐中，该硫酸钾母液的组成如附图1
的相图中的相图上Q点的液相构成所示，这样就得到了所需的硫酸钾，其产品可
达到国家农用硫酸钾的优级标准。
为了充分利用硫酸钾母液，将生产硫酸钾分离出的硫酸钾母液加入蒸发罐中，
蒸发去水30至40％后停止蒸发，然后将蒸发好的母液联同析出物一起加入第一反
应罐中，事先在反应罐中加入600至610重量份的氯化钾和2048至2115重量份的水
硝，这样就可利用蒸发母液的热能来溶解水硝，从而进一步降低能耗，在24至28℃
下，搅拌反应45至60分钟，然后加入离心机进行分离，得到1016至1120重量份的
钾芒硝，同时得到钾芒硝母液，该钾芒硝母液的组成如附图1的相图上P点的液
相构成所示。
为了充分利用钾芒硝母液，将生产硫酸钾过程中得到的钾芒硝母液和利用硫
酸钾母液过程中得到的钾芒硝母液加入到蒸发罐中进行蒸发，蒸去30％至40％的
水份，析出固体盐，并进行固液分离。为了使所得到的固体盐达到食用标准，将
分离出的固体盐用饱和盐水在80至90℃的条件下洗涤5分钟，然后加入离心机脱
水分离，就得到食用盐，然后将洗涤母液送去蒸发罐再充分利用；由于利用了25℃
相图中的P点，使P点过蒸发后，首先析出的是氯化钾，即析出固体盐时，有微
量的氯化钾随固体盐一起析出，而固体盐中的微量氯化易被饱各盐水洗涤，从而
保证了所得食用盐符合国标GB5461-92。将分离出的蒸发母液反回第一反应罐用
于配料，这样既可回收蒸发母液中的钾离子，又可利用蒸发母液的热能来溶解水
硝，有利于进一步降低能耗。
上述各步骤可构成本发明的最佳实施例，如附图2所示，可构成完整的闭路
循环系统，从整体上提高了钾离子回收率，使本发明的能耗进一步降低。
本发明具有生产工艺简便、易操作、能耗低、投资少的特点。本发明在中试
时，每生产1吨纯度92％硫酸钾的消耗定额是：95％的氯化钾消耗量为0.93吨，蒸
发水量仅为2.7吨，芒硝用量为0.81吨；这与上述现有硫酸钾生产方法(每生产1
吨纯度90％硫酸钾的消耗定额是：94％的氯化钾消耗量为1.1吨，蒸发水量为4.2
吨，芒硝用量为2.6吨。)相比，不但原料消耗低，而且能耗也较低。