国内农用硫酸钾生产工艺现状及发展方向

国内农用硫酸钾生产工艺现状及发展方向

作者：方靖荣

来源：《中国科技纵横》2016年第08期

【摘 要】硫酸钾是一种重要的无氯优质钾肥，在农作物的栽培中，它不仅能提高某些农作物的产量，还能够改善其品质。硫酸钾作为一种优质的农业肥料，在国内使用量较大，随着国内农业发展农用硫酸钾的生产及发展已经成为行业关注的重点，本文就针对国内硫酸钾的生产情况及现有的硫酸钾生产工艺存在的优缺点、结合新形势进行分析未来硫酸钾生产的发展趋势，对其未来的发展前景进行展望。

【关键词】硫酸钾生产 氯化钾 方法 国内发展

钾肥是农作物生长所必须的基础肥料，如果农作物在生长过程中没能有钾肥的补充，将会导致农作物抗病能力差，开花结果数量少，最终的果实质量也较差。现在世界上普遍用的钾肥主要的有硫酸钾、氯化钾、硝酸钾。硫酸钾是20世纪后期开始才使用的钾肥种类，它主要是在氯化钾的基础上进行加工生产，它与氯化钾的主要区别在于硫酸钾不含氯。硝酸钾在生产中生产成本较高，在实际的农作物生产中使用推广比较难，在现阶段农业生产中使用的不含氯钾肥主要还是硫酸钾。本文就国内现用硫酸钾的生产工艺及未来的发展作浅显的分析。 1 目前我国主要的硫酸钾生产技术

我国硫酸钾的生产自投产生产至今已经在全国范围内拥有农用硫酸钾生产企业40多家，其生产的总能力较大，2014年为300多万吨/年，国内采用的硫酸钾生产方法较为成熟及应用较广的主要有以下几种。 1.1 缔置法制备

缔置法是我国自行研发的制备方法，该方法采用氯化钾、氨、和硫酸作为制备的原料，通过置换和解缔等反应进行生产硫酸钾，其工艺为：利用有机溶剂在硫酸和盐酸中的亲和力差别这一特性来制备硫酸钾，运用有机缔合剂首先与硫酸进行缔合，再将其加入氯化钾溶液中，利用硫酸根与氯离子的置换得到硫酸钾溶液，然后利用结晶等方法就得到了成品硫酸钾，最后利用氨将置换后的氯离子进行解缔，使最后的有机溶剂能够循环使用。该方法的优点为在制备时是在常压下进行的，温度低、腐蚀性较小、生产所使用的设备寿命较长、投资少，最终生产出来的产品质量也较好，其生产中投资也较少，成本低、无污染，而且最终的副产品氯化铵也是肥料。其缺点为生产过程中的缔合剂会有损失，而且生产的原材料要求比较高，具体的生产效果不是很好。 1.2 曼海姆法制备

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

曼海姆法制备硫酸钾是以德国人首创的利用盐酸与氯化钾为原料的制备方法，该方法在具体的生产过程中依托两步化学反应进行，第一步为在低温下进行硫酸分解氯化钾

（2KCl+H2SO4（浓）—KHSO4+HCl+Q），第二步为在高温的环境下硫酸氢钾和氯化钾进行吸热反应得到硫酸钾（KHSO4+KCl—K2SO4+HCl）。通过这两步的反应最终得到硫酸钾，反应过后的硫酸钾为固体，而产生的气体氯化氢采用冷却的方式用水进行吸收得到工业所用的盐酸。在现阶段利用曼海姆法制备硫酸钾已经是一项非常成熟的工艺，运用该种方法制备在我国为主流方法，该方法在国内的生产能力也比较大，基本上占有了我国农用硫酸钾百分之七十的市场。该方法生产硫酸钾主要的优点为生产所得的产品其品位较高，几乎没有损失，钾的回收率在整个工艺后的回收也较高，主要是其生产工艺较为成熟，生产能力较大。其缺点为由于在高温、强酸等条件下进行生产，设备的腐蚀等问题较严重这导致了单个炉子的产能的提高是一大问题，设备维修量大，投资的费用及成本较高。 1.3 芒硝法制备

芒硝法制备硫酸钾是以氯化钾与硫酸钠为主要的生产原料在溶液中进行化学反应进行制备硫酸钾的方法。第一步其采用在25度的温度下进行反应，第二步在60度到100度范围内的温度下进行反应，其在反应过程中主要是利用各种盐在不同的温度下其溶解度不同进行解析分离，最终得到硫酸钾和氯化钠。该方法制备硫酸钾的优点为：生产工艺简单，设备的投资比较小，设备的扩大等容易，其能耗也比较低，工艺基本无污染。但其缺点主要为原料的化学特性等原因会导致最终生产出来的产品质量难以保证，硫酸钾的质量提高时一大问题。 1.4 苦卤法制备

苦卤法制备硫酸钾是以不同温度下利用不同盐的各自的溶解度等方法进行改进的一种方法，该法用系统自产得到的光卤石和苦卤混合分离出苦盐后进行蒸发浓缩，通过一系列的分离浮选最后得到固态硫酸钾。该方法主要的优点为工艺比较先进，经济效益较好。但其缺点为原材料受限，且在浮选过程中存在一些缺陷。 2 新形势下国内硫酸钾生产的机遇及发展

结合以上在国内现有的硫酸钾制备方法上可知，各种硫酸钾的制备工艺都存在着自己各自的优点与不足。现阶段在国家“十三五”的规划下，多项举措实现农业的大力加速发展，这也决定了我国硫酸钾的市场的稳定或提高，在这些新的机遇下我国的硫酸钾生产的发展必须要走出一条节能、高效、经济的发展道路。我国是拥有大量人口的国家，每一个人每天都必须要吃饭，这对我国农业的发展的影响是岿然不动的。我国土地钾元素匮乏，农业的发展需要钾肥的支撑，在现有国内的大环境下，我国钾肥的需求量仍然很大，我国的硫酸钾企业的发展前景是非常可观的。现在国内硫酸钾生产行业发展的过程中，企业在加大生产力度的同时也开始面临技术完善等问题，国内目前大型企业针对硫酸钾的生产方法主要使用曼海姆法制备硫酸钾，由于此法在技术上的优势，必将是近阶段主要的工艺手段。首先曼海姆法制备硫酸钾的生产工艺必须得到改进，利用现有技术优势，针对该法的缺点，着重解决工艺中的成本问题，进一步的

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

采取措施降低设备投资，解决设备腐蚀严重和副产品的进一步加工利用等问题。其次我国的芒硝资源丰富，应考虑以芒硝为原料进行硫酸钾的制备工艺，在芒硝产量较大的区域建厂，最大化的利用该工艺的优点生产硫酸钾。在中国海洋资源与盐湖资源也比较丰富，应利用苦卤法制备硫酸钾的工艺进行发展海洋化工，利用我国盐湖资源来降低生产工艺中的成本问题。 3 结语

我国的硫酸钾拥有非常大的容量，但在发展硫酸钾生产的同时应充分考虑原料及工艺等的相关问题，要从中国资源储量丰富出发，最大化的发挥资源优势，以最少的投资，最小的生产成本以获得较大的效益。针对各区域的不同优势，分析比较各种生产工艺的优劣，利用最佳的方式进行成本控制，提高市场竞争力。最后还应考虑副产品的综合开发与利用，提高副产品的经济效益来降低生产成本，通过相关措施的改进国内硫酸钾生产的发展前景广阔。 参考文献：

[1] 杨容华，张恭孝.硫酸钾的生产方法研究进展及方向[J].无机盐工业，2008（09）. [2] 李晨辉，林海能.国内农用硫酸钾生产工艺及发展方向[J].广西大学学报（自然科学版），2003（S1）：78-80.