Спосіб отримання сульфату калію

Винахід відноситься до виробництва сульфату калію і может бути використаний у виробництві безхлорних калійних добрив з одночасним отриманням і хлориду амонію. Відомі способи отримання сульфату калію з природних розсолів і руд галургійним способом, обробкою хлориду калію сірчаною кислотою, обмінною взаємодією хлориду калію та сульфатних солей, тощо (Тихонова Р.А. Состояние и перспективы производства сульфата калия // Хим. пром. за рубежом. - 1989. №4. - С.49 - 59). Галургійні способи переробки природних руд як і конверсійні способи отримання сульфату калію багатостадійні процеси, що приводять до низького використання сировини, багатотонажних твердих та рідких відходів виробництва. Спосіб отримання сульфату калію обробкою хлориду калію сірчаною кислотою не знаходить розвитку через важкі санітарні умови виробництва, корозію апаратури, проблеми використання соляної кислоти, нестабільну якість продукту. Найближчим за технічною суттю до пропонованого винаходу є спосіб отримання сульфату калію шляхом обмінної взаємодії хлориду калію та сульфату амонію (Заявка ФРН №2142114, кл. C01D5/08, C01C1/16, опубл. 1976). Недолік відомого способу в тому, що обмінну взаємодію хлориду калію та сульфату амонію проводять у водній фазі з багатостадійною технологічною схемою, малоефективним розділенням продуктів реакції, низьким виходом сировини в готовий продукт. Винаходом ставиться завдання спрощення процесу виробництва, підвищення ефективності розділення продуктів реакції, усунення відходів виробництва. Для досягнення цього технічного завдання у пропонованому способі отримання сульфату, калію шляхом обмінної взаємодії хлориду калію та сульфату амонію взаємодію проводять у твердій фазі при нагріванні з відгонкою хлориду амонію в газову фазу, при подачі у вихідну шихту ретуру сульфату калію в 1 - 5 кратній масовій кількості по відношенню до хлориду калію, підвищують температуру суміші в зоні відгонки зі швидкістю 4 - 8°C за хвилину. Процес проводять за рівнянням: При проведенні процесу без ретуру зі стехіометричною кількістю реагентів вміст хлору в продукті може перевищувати 3%, шихта чутливе до зволоження при незначному розтопленні сульфату амонію. Подачею ретуру досягають підвищення показників знехлорення. При 1-кратній кількості ретуру по відношенню до хлориду калію вміст хлору в продукті не перевищує 1%. При надмірній кількості ретуру вміст хлору в продукті підвищується. Верхня межа в 5-кратну кількість ретуру пов'язана зі зростанням вмісту хлору в продукті. Ретур, крім покращення показників знехлорення, сприяє утворенню розсипчастої шихти на протязі всього процесу перетворення, зменшує тривалість процесу. При високій швидкості нагрівання шихти швидкість розтоплення сульфату амонію перевищує швидкість процесу перетворення, відбувається зволоження суміші, її комкування, знижується ступінь знехлорення. Тому передбачають обмеження швидкості нагрівання. Нижня межа швидкості нагрівання в 4°C за хвилину відноситься до меншої кількості ретуру, а верхня межа у 8°C за хвилину - до 5-кратної кількості ретуру. Проміжні значення для ретуру і швидкості нагрівання визначаються за прямолінійною залежністю. Обмеження встановлені для температурної зони відгонки хлориду амонію - 250 - 450°C. Приклад 1. У фарфорову чашку засипають 20г хлориду калію, "чда", 20г оборотного сульфату калію з вмістом хлору 0,87%, 18,54г сульфату амонію, "ч". Суміш перемішують, нагрівають зі швидкістю 4°C за хвилину в температурній зоні 250 - 450°C. Отримують 43,34г продукту з вмістом хлору 0,94%. Приклад 2. Проводять процес за п.1, додаючи 60г оборотного сульфату калію з вмістом хлору 0,87% і 19,04г сульфату амонію. Суміш перемішують, нагрівають зі швидкістю 6°C за хвилину в температурній зоні 250 - 450°C. Отримують 83,54г продукту з вмістом хлору 0,62%. Приклад 3. Проводять процес за п.1, додаючи 10г сульфату калію з вмістом хлору 0,43% і 19,02 г сульфату амонію. Суміш перемішують, нагрівають зі швидкістю 8°C за хвилину в температурній зоні 250 450°C. Отримують 123,39г продукту з вмістом хлору 0,81%. Вміст хлориду амонію в сублімованих парах 99,0%.