國內農用硫酸鉀生產工藝現狀及發展方向

方靖榮

【摘 要】硫酸鉀是一種重要的無氯優質鉀肥，在農作物的栽培中，它不僅能提高某些農作物的產量，還能夠改善其品質。硫酸鉀作為一種優質的農業肥料，在國內使用量較大，隨著國內農業發展農用硫酸鉀的生產及發展已經成為行業關注的重點，本文就針對國內硫酸鉀的生產情況及現有的硫酸鉀生產工藝存在的優缺點、結合新形勢進行分析未來硫酸鉀生產的發展趨勢，對其未來的發展前景進行展望。

【關鍵詞】硫酸鉀生產 氯化鉀 方法 國內發展

鉀肥是農作物生長所必須的基礎肥料，如果農作物在生長過程中沒能有鉀肥的補充，將會導致農作物抗病能力差，開花結果數量少，最終的果實質量也較差。現在世界上普遍用的鉀肥主要的有硫酸鉀、氯化鉀、硝酸鉀。硫酸鉀是20世紀后期開始才使用的鉀肥種類，它主要是在氯化鉀的基礎上進行加工生產，它與氯化鉀的主要區別在于硫酸鉀不含氯。硝酸鉀在生產中生產成本較高，在實際的農作物生產中使用推廣比較難，在現階段農業生產中使用的不含氯鉀肥主要還是硫酸鉀。本文就國內現用硫酸鉀的生產工藝及未來的發展作淺顯的分析。

1 目前我國主要的硫酸鉀生產技術

我國硫酸鉀的生產自投產生產至今已經在全國范圍內擁有農用硫酸鉀生產企業40多家，其生產的總能力較大，2014年為300多萬噸/年，國內采用的硫酸鉀生產方法較為成熟及應用較廣的主要有以下幾種。

1.1 締置法制備

締置法是我國自行研發的制備方法，該方法采用氯化鉀、氨、和硫酸作為制備的原料，通過置換和解締等反應進行生產硫酸鉀，其工藝為：利用有機溶劑在硫酸和鹽酸中的親和力差別這一特性來制備硫酸鉀，運用有機締合劑首先與硫酸進行締合，再將其加入氯化鉀溶液中，利用硫酸根與氯離子的置換得到硫酸鉀溶液，然后利用結晶等方法就得到了成品硫酸鉀，最后利用氨將置換后的氯離子進行解締，使最后的有機溶劑能夠循環使用。該方法的優點為在制備時是在常壓下進行的，溫度低、腐蝕性較小、生產所使用的設備壽命較長、投資少，最終生產出來的產品質量也較好，其生產中投資也較少，成本低、無污染，而且最終的副產品氯化銨也是肥料。其缺點為生產過程中的締合劑會有損失，而且生產的原材料要求比較高，具體的生產效果不是很好。

1.2 曼海姆法制備

曼海姆法制備硫酸鉀是以德國人首創的利用鹽酸與氯化鉀為原料的制備方法，該方法在具體的生產過程中依托兩步化學反應進行，第一步為在低溫下進行硫酸分解氯化鉀（2KCl+H2SO4（濃）—KHSO4+HCl+Q），第二步為在高溫的環境下硫酸氫鉀和氯化鉀進行吸熱反應得到硫酸鉀（KHSO4+KCl—K2SO4+HCl）。通過這兩步的反應最終得到硫酸鉀，反應過后的硫酸鉀為固體，而產生的氣體氯化氫采用冷卻的方式用水進行吸收得到工業所用的鹽酸。在現階段利用曼海姆法制備硫酸鉀已經是一項非常成熟的工藝，運用該種方法制備在我國為主流方法，該方法在國內的生產能力也比較大，基本上占有了我國農用硫酸鉀百分之七十的市場。該方法生產硫酸鉀主要的優點為生產所得的產品其品位較高，幾乎沒有損失，鉀的回收率在整個工藝后的回收也較高，主要是其生產工藝較為成熟，生產能力較大。其缺點為由于在高溫、強酸等條件下進行生產，設備的腐蝕等問題較嚴重這導致了單個爐子的產能的提高是一大問題，設備維修量大，投資的費用及成本較高。

1.3 芒硝法制備

芒硝法制備硫酸鉀是以氯化鉀與硫酸鈉為主要的生產原料在溶液中進行化學反應進行制備硫酸鉀的方法。第一步其采用在25度的溫度下進行反應，第二步在60度到100度范圍內的溫度下進行反應，其在反應過程中主要是利用各種鹽在不同的溫度下其溶解度不同進行解析分離，最終得到硫酸鉀和氯化鈉。該方法制備硫酸鉀的優點為：生產工藝簡單，設備的投資比較小，設備的擴大等容易，其能耗也比較低，工藝基本無污染。但其缺點主要為原料的化學特性等原因會導致最終生產出來的產品質量難以保證，硫酸鉀的質量提高時一大問題。

1.4 苦鹵法制備

苦鹵法制備硫酸鉀是以不同溫度下利用不同鹽的各自的溶解度等方法進行改進的一種方法，該法用系統自產得到的光鹵石和苦鹵混合分離出苦鹽后進行蒸發濃縮，通過一系列的分離浮選最后得到固態硫酸鉀。該方法主要的優點為工藝比較先進，經濟效益較好。但其缺點為原材料受限，且在浮選過程中存在一些缺陷。

2 新形勢下國內硫酸鉀生產的機遇及發展

結合以上在國內現有的硫酸鉀制備方法上可知，各種硫酸鉀的制備工藝都存在著自己各自的優點與不足。現階段在國家“十三五”的規劃下，多項舉措實現農業的大力加速發展，這也決定了我國硫酸鉀的市場的穩定或提高，在這些新的機遇下我國的硫酸鉀生產的發展必須要走出一條節能、高效、經濟的發展道路。我國是擁有大量人口的國家，每一個人每天都必須要吃飯，這對我國農業的發展的影響是巋然不動的。我國土地鉀元素匱乏，農業的發展需要鉀肥的支撐，在現有國內的大環境下，我國鉀肥的需求量仍然很大，我國的硫酸鉀企業的發展前景是非常可觀的。現在國內硫酸鉀生產行業發展的過程中，企業在加大生產力度的同時也開始面臨技術完善等問題，國內目前大型企業針對硫酸鉀的生產方法主要使用曼海姆法制備硫酸鉀，由于此法在技術上的優勢，必將是近階段主要的工藝手段。首先曼海姆法制備硫酸鉀的生產工藝必須得到改進，利用現有技術優勢，針對該法的缺點，著重解決工藝中的成本問題，進一步的采取措施降低設備投資，解決設備腐蝕嚴重和副產品的進一步加工利用等問題。其次我國的芒硝資源豐富，應考慮以芒硝為原料進行硫酸鉀的制備工藝，在芒硝產量較大的區域建廠，最大化的利用該工藝的優點生產硫酸鉀。在中國海洋資源與鹽湖資源也比較豐富，應利用苦鹵法制備硫酸鉀的工藝進行發展海洋化工，利用我國鹽湖資源來降低生產工藝中的成本問題。

3 結語

我國的硫酸鉀擁有非常大的容量，但在發展硫酸鉀生產的同時應充分考慮原料及工藝等的相關問題，要從中國資源儲量豐富出發，最大化的發揮資源優勢，以最少的投資，最小的生產成本以獲得較大的效益。針對各區域的不同優勢，分析比較各種生產工藝的優劣，利用最佳的方式進行成本控制，提高市場競爭力。最后還應考慮副產品的綜合開發與利用，提高副產品的經濟效益來降低生產成本，通過相關措施的改進國內硫酸鉀生產的發展前景廣闊。

參考文獻：

[1] 楊容華，張恭孝.硫酸鉀的生產方法研究進展及方向[J].無機鹽工業，2008（09）.

[2] 李晨輝，林海能.國內農用硫酸鉀生產工藝及發展方向[J].廣西大學學報（自然科學版），2003（S1）：78-80.