硝酸钾生产工艺

硝酸钾生产工艺

配料、分离工段

根据相图,使氯化钾、半成品在高温下溶解而NaCl等很少溶解。从而达到富集KNO3的目的。

一次提纯工段

该工段根据溶解速度差异,而达到分离提纯目标的。

母液A

二次提纯工段

该工段就是重复上一工段的重要部分,再次提高产品质量,原理也与上类同,为高温溶解,低温结晶NaCl 溶解速度快等原理。

成品加工工段

经以上工段主离子含量已达到合格,而水份较高。通过干燥器使水份含量达到合格,产品粒度不均通过振动筛使之合格,装袋,即可向外销售,而完成生产工序。

高母液Ｂ

离心水(同冲囤后水)

螺旋输送机

硝酸钾,分子式为KNO3。无色透明棱柱晶体或粉末,溶于水、稀乙醇、甘油,不溶于无水乙醇与乙醚。无嗅无毒,味咸辣有清凉感。空气中不潮解。在334℃分解放出氧,400℃时分解放出氧气,生成亚硝酸钾,继续加热则生成氧化钾。就是强氧化剂,与易燃物,有机物接触能引起燃烧爆炸,并发生有毒与刺激性气体。与炭或硫一起加热时,能发强光而燃烧。[1]

硝酸钾 - 主要用途

医药工业主要用于生产青霉素钾盐、利福平与利尿、发汗、清凉的药剂。食品工业用于配肉,并在午餐肉中起防腐剂作用。机械工业用于热处理(金属淬火)作淬火之盐浴。玻璃工业用于玻璃器皿生产,起耐温硬化玻料的作用,还用作玻璃澄清剂。农业上用作农作物与花卉的复合肥料。[1]

分析试剂,用于锰、钠的微量分析。

复分解法

硝酸钠与氯化钾经复分解反应得硝酸钾与氯化钠。利用它们的不同溶解度可将其分离。此法工业上应用较多。先把硝酸钠溶于热水中,在搅拌下按硝酸钠:氯化钾＝100:85的配料比逐渐加入氯化钾,经蒸发浓缩,当温度为119°C时,氯化钠结晶析出。将分离氯化钠后的母液缓慢冷却,硝酸钾即结晶析出。经过滤、洗涤与干燥即得产品。

危害性

爆炸物危险特性: 与有机物、硫磷等混合可爆

储运特性: 库房通风; 轻装轻卸; 与有机物、还原剂、木炭、硫磷易燃物分开存放

可燃性危险特性: 高热放出氧气; 遇有机物、还原剂、木炭、硫、磷等易燃物可燃; 燃烧产生有毒氮氧化物烟雾

防护措施

工程控制: 生产过程密闭,加强通风。提供安全淋浴与洗眼设备。

呼吸系统防护: 可能接触其粉尘时,建议佩戴头罩型电动送风过滤式防尘呼吸器。

眼睛防护: 呼吸系统防护中已作防护。

身体防护: 穿聚乙烯防毒服。

手防护: 戴氯丁橡胶手套。

其她防护: 工作现场禁止吸烟、进食与饮水。工作完毕,淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。

硝酸钾 - 存储运输

储存注意事项

两层塑料袋或一层塑料袋外麻袋、塑料编织袋、乳胶布袋;塑料袋外复合塑料编织袋(聚丙烯三合一袋、聚乙烯三合一袋、聚丙烯二合一袋、聚乙烯二合一袋);螺纹口玻璃瓶、塑料瓶或塑料袋外普通木箱;螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶(罐)外普通木箱。

运输注意事项

铁路运输时应严格按照铁道部《危险货物运输规则》中的危险货物配装表进行配装。运输时单独装运,运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。运输时运输车辆应配备相应品种与数量的消防器材。严禁与酸类、易燃物、有机物、还原剂、自燃物品、遇湿易燃物品等并车混运。运输时车速不宜过快,不得强行超车。运输车辆装卸前后,均应彻底清扫、洗净,严禁混入有机物、易燃物等杂质。

)以氯化钾与硝酸钠为原料制备硝酸钾的工艺流程如下:

根据所提供的溶解度曲线,回答下列问题:

1)20℃时饱与硝酸钠溶液中溶质的质量分数就是

46、5%

(精确到0、1%).

(2)为了加速固体溶解,可采取的措施有

加热、搅拌、研细颗粒

.

(3)实验室进行蒸发浓缩操作时,将蒸发皿置于铁圈上,用酒精灯加热.取用蒸发皿应使用

坩埚钳

(填仪器的名称),为了防止液滴飞溅,进行的操作就是

用玻璃棒不断搅拌滤液

.

(4)滤液1中含的离子就是

K+、NO

-、Na+、Cl-

3

.硝酸钾转化法生产工艺:

反应式:NaNO3+KCl=KNO3+NaCl

当温度升高时,硝酸钾与硝酸钠的溶解度大大提高,而氯化钠的溶解度变化很小。因此,在热的硝酸钠与氯化钾的饱与溶液中氯化钠会沉淀以保证反应的继续进行。则在较高温度下此复分解反应可以继续进行。其次,在生成的硝酸钾产品中夹杂少量的原料带进的亚硝酸钠、碳酸钠等杂质,可以加少量的硝酸铵除去。

Na2CO3+2NH4NO3=(NH4)2CO3+2NaNO3

NaNO2+NH4NO3=(NH4)NO2+NaNO3

生成的亚硝酸铵40℃时已经开始很快分解,碳酸铵则在60至70℃时全部分解,所以生成物会在高温下分解成氮气、氨与二氧化碳排入大气。

每生产一吨产品消耗:硝酸钠0、93吨、氯化钾0、92吨、硝酸铵0、05吨、蒸汽11吨。

工艺流程:转化法制造硝酸钾工艺包括两个主要工序:硝酸钠与氯化钾的复分解及硝酸钾的净化与结晶,流程如下:

NaNO3→NaNO3储槽→蒸发器→反应器→过滤器→KNO3净化→结晶器→离心机→熔化→过滤→结晶器→离心机→干燥器→成品

硝酸钠溶液预先经过过滤后在蒸发器中浓缩到含NaNO3 600至700g/L,在80至90℃下送至钢制反应器。然后逐渐将粉碎的氯化钾加入反应器,也可先将氯化钾溶解于含有硝酸钠的热的稀母液中,然后送入反应器进行复分解。反应物中硝酸钠量超过化学计量90至120g/L。为了加速转化与防止反应过程中氯化钠沉淀堵塞反应器,在反应器下部通入压缩空气或机械强力搅拌,使反应器中析出的氯化钠处于悬浮状态。反应初期溶液温度为80至90℃,可由反应器内蛇管蒸汽加热。为了减少泡沫,在反应器内加少量矿物油,转化过程3至4小时,当温度达到119至122℃时可认为转化结束。其时溶液密度约在1、54至1、60g/立方厘米,被送入加压过滤器在0、4mpa下操作,使食盐与溶液分离并用水洗涤去氯化钠中夹带的硝酸钾,洗涤水并入第一次结晶分离的母液中,氯化钠可供工业用。硝酸钾溶液由过滤器送入净化槽中,为防止硝酸钾结晶并除去杂质,用蒸汽加热保持槽内温度在90至105℃范围内,并加入少量的硝酸铵,一般加入化学计量的70%可以使杂质碳酸盐与亚硝酸盐分解。同时氯化钠也可能在此槽内继续沉淀出来。纯化后的热溶液送至用水冷却的结晶器中,冷却到25至30℃下析出硝酸钾结晶(称为一次结晶),经过离心分离并洗涤后,硝酸钾结晶中氯化钠可在6%以下。为制取较纯的硝酸钾(一级品),通常将一次结晶在熔化器中用蒸汽冷凝水并通直接蒸汽予以溶解。制得的浓硝酸钾溶液在热状态下进行板框过滤,此时滤液中氯化钠含量不得超过1至2%,送结晶器进行二次结晶,离心分离后在转筒干燥器中用105至110℃的热空气干燥为成品。二次结晶分离的母液可用来制取2级品的硝酸钾。

硝酸钾直接法生产工艺:

利用氯化钾与硝酸为原料制取硝酸钾,避免采用苛性钾与碳酸钾,但长期以来由于材料腐蚀与硝酸损失量大一直无法工业化生产。

反应式:HNO3+KCl=KNO3+HCl

此外还发生副反应:3HCl+HNO3=NOCl+Cl2+H2O

即氯化物分解生成氯化亚硝酰与氯气,对此混合物的利用至今还未有合理的利用方法,只能排放,使硝酸损失增大。但采用30%至40%的稀硝酸,反应温度在60至70℃时生成的氯化亚硝酰数量不大,可提高硝酸的利用率。

工艺流程: