钾肥生产工艺课件.ppt
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- 钾肥 生产工艺 课件
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1、钾肥钾肥一、钾肥的性质及用途一、钾肥的性质及用途二、钾肥原料二、钾肥原料 1、固体钾盐矿的分类、固体钾盐矿的分类 2、钾肥品种、钾肥品种三、氯化钾的生产三、氯化钾的生产 1、氯化钾的性质、氯化钾的性质 2、钾石盐制取氯化钾、钾石盐制取氯化钾 3、光卤石生产氯化钾、光卤石生产氯化钾 4、由含钾盐湖提取氯化钾、由含钾盐湖提取氯化钾四、硫酸钾的生产四、硫酸钾的生产 1、曼海姆法生产硫酸钾、曼海姆法生产硫酸钾 2、含硫酸镁的复盐和氯化钾复分解法生产硫酸钾、含硫酸镁的复盐和氯化钾复分解法生产硫酸钾 3、芒硝和氯化钾生产硫酸钾、芒硝和氯化钾生产硫酸钾 4、石膏和氯化钾生产硫酸钾、石膏和氯化钾生产硫酸钾 5
2、、从明矾石生产硫酸钾或钾氮混肥、从明矾石生产硫酸钾或钾氮混肥五、硝酸钾的生产五、硝酸钾的生产 目录目录一、钾肥的性质及用途一、钾肥的性质及用途 钾是肥料三钾是肥料三元素元素之一,之一,植物体内含钾一般占植物体内含钾一般占干物质重的干物质重的0.2%4.1%,仅次于氮。钾在植物仅次于氮。钾在植物生长发育过程中,参生长发育过程中,参与与60种以上种以上酶系统酶系统的的活化,光合作用,同活化,光合作用,同化化产物产物的运输,的运输,碳水碳水化合物化合物的代谢和蛋白的代谢和蛋白质的合成等过程。质的合成等过程。钾肥(钾肥(potash fertilizer)全称钾素肥料,)全称钾素肥料,是以钾为主要养分
3、的肥料,钾是植物所是以钾为主要养分的肥料,钾是植物所需三大营养元素之一。钾肥肥效的大小需三大营养元素之一。钾肥肥效的大小决定于其氧化钾含量。钾肥大都能溶于决定于其氧化钾含量。钾肥大都能溶于水,肥效较快,并能被土壤吸收,不易水,肥效较快,并能被土壤吸收,不易流失。钾肥能提高土壤供钾能力和植物流失。钾肥能提高土壤供钾能力和植物的钾营养水平,钾元素能促进植物体内的钾营养水平,钾元素能促进植物体内各种糖类的代谢及蛋白质和脂肪的形成,各种糖类的代谢及蛋白质和脂肪的形成,钾肥施用适量时能促进开花结果,提高钾肥施用适量时能促进开花结果,提高作物抗逆性,如增强植物抗寒、抗旱、作物抗逆性,如增强植物抗寒、抗旱、
4、抗病虫害侵袭和抗倒伏等性能,以此增抗病虫害侵袭和抗倒伏等性能,以此增加农作物产量和提高农作物质量。加农作物产量和提高农作物质量。作物缺少钾肥,就会得作物缺少钾肥,就会得“软骨病软骨病”,易伏倒,常被病菌害虫困扰。,易伏倒,常被病菌害虫困扰。钾元素常被称为钾元素常被称为“品质元素品质元素”。它对作物产品质量的作用主要有:。它对作物产品质量的作用主要有:能促使作物较好地利用氮,增加蛋白质的含量,并能促进糖分和能促使作物较好地利用氮,增加蛋白质的含量,并能促进糖分和淀粉淀粉的生成;使核仁、种子、水果和块茎、块根增大,形状和色泽美观;的生成;使核仁、种子、水果和块茎、块根增大,形状和色泽美观;提高油料
5、作物的含油量,增加果实中维生素提高油料作物的含油量,增加果实中维生素C的含量;加速水果、的含量;加速水果、蔬菜和其他作物的成熟,使成熟期趋于一致;增强产品抗碰伤和自蔬菜和其他作物的成熟,使成熟期趋于一致;增强产品抗碰伤和自然腐烂能力,延长贮运期限;增加然腐烂能力,延长贮运期限;增加棉花棉花、麻类作物纤维的强度、长、麻类作物纤维的强度、长度和细度,色泽纯度。度和细度,色泽纯度。钾可以提高作物抗逆性,如抗旱、抗寒、抗倒伏、抗病虫害侵袭钾可以提高作物抗逆性,如抗旱、抗寒、抗倒伏、抗病虫害侵袭的能力。的能力。过量施用钾肥的害处:过量施用钾肥的害处:1.过量施钾不仅会浪费宝贵的资源,而且会造成作物对钙等
6、过量施钾不仅会浪费宝贵的资源,而且会造成作物对钙等阳离阳离子子的吸收量下降,造成叶菜的吸收量下降,造成叶菜“腐心病腐心病”、苹果、苹果“苦痘病苦痘病”等,等,2.过量过量施用钾肥会造成土壤施用钾肥会造成土壤环境污染环境污染,及水体污染;,及水体污染;3.过量施用钾肥,会削过量施用钾肥,会削弱庄稼生产能力。弱庄稼生产能力。施用钾肥能够促进作物施用钾肥能够促进作物的的光合作用光合作用,促进作物,促进作物结果结果和提高作物的抗寒、和提高作物的抗寒、抗病能力,从而提高农抗病能力,从而提高农业业产量产量。钾元素在植物。钾元素在植物体内以游离钾离子形式体内以游离钾离子形式存在,它能促进存在,它能促进碳水化
7、碳水化合物合物和氮的代谢;控制和氮的代谢;控制和调节各种矿物和调节各种矿物营养元营养元素素的活性;活化各种酶的活性;活化各种酶的活动的活动;控制养分和水的控制养分和水的输送输送;保持保持细胞细胞的内压,的内压,从而防止从而防止植物植物枯萎枯萎二、钾肥原料二、钾肥原料 地壳中钾平均含量为地壳中钾平均含量为2.4%,但是基本上是火但是基本上是火成岩,沉积岩和变质成岩,沉积岩和变质岩等非水溶性矿物,岩等非水溶性矿物,不能为作物所摄取。不能为作物所摄取。海水中含有海水中含有0.0460%钾。钾。其浓度虽低,但全地其浓度虽低,但全地球海水中球海水中K2O的总储量的总储量为为720万亿吨。万亿吨。1、固体
8、钾盐矿的分类、固体钾盐矿的分类 1)、氯化物类:主要是钾石盐,光卤盐,是钾肥)、氯化物类:主要是钾石盐,光卤盐,是钾肥的主要原料。的主要原料。2)、硫酸盐类:主要是钾盐镁矾,无水钾镁矾和)、硫酸盐类:主要是钾盐镁矾,无水钾镁矾和杂卤石,并伴生有石盐和硬石膏。杂卤石,并伴生有石盐和硬石膏。3)、钾、镁氯化物和硫酸盐混合物。)、钾、镁氯化物和硫酸盐混合物。2、钾肥品种、钾肥品种 当今,氯化钾和硫酸钾是主要的钾肥品种,其当今,氯化钾和硫酸钾是主要的钾肥品种,其余为硫酸钾镁盐、磷酸氢钾和硝酸钾,产量都余为硫酸钾镁盐、磷酸氢钾和硝酸钾,产量都很少。很少。由于氯化钾是自然界存在的数量最大的水溶性由于氯化钾
9、是自然界存在的数量最大的水溶性钾盐,所以也是用量最大的钾肥,占全世界钾钾盐,所以也是用量最大的钾肥,占全世界钾肥总量的肥总量的90%以上。硝酸钾纯品含以上。硝酸钾纯品含K2O46.5%,N13.8%,农业硝酸钾的纯度为,农业硝酸钾的纯度为98%左右,其左右,其中约含中约含K2O44%和和13%N。钾镁矾和钾盐镁矾。钾镁矾和钾盐镁矾含含26%30%K2O,8%12%MgO,40%45%SO3.三、氯化钾的生产三、氯化钾的生产 一、氯化钾的性质一、氯化钾的性质氯化钾是无色细长氯化钾是无色细长菱形菱形或立方晶体,或白色结或立方晶体,或白色结晶小晶小颗粒颗粒粉末,外观如同粉末,外观如同食盐食盐;无臭、
10、味咸:;无臭、味咸:易溶于水,溶于易溶于水,溶于甘油甘油,微溶于,微溶于乙醇乙醇;相对密度;相对密度1.987,溶点,溶点773。氯化钾为白色结晶或结晶性粉末。有苦咸味。氯化钾为白色结晶或结晶性粉末。有苦咸味。有吸湿性。有吸湿性。1g溶于溶于2.8ml水、水、1.8ml沸水、沸水、14ml甘油、约甘油、约250ml乙醇,不溶于乙醚、丙酮和盐乙醇,不溶于乙醚、丙酮和盐酸。钠和镁的氯化物,能降低其在水中的溶解酸。钠和镁的氯化物,能降低其在水中的溶解度。度。15饱和水溶液的相对密度为饱和水溶液的相对密度为1.172,pH约为约为7。相对密度。相对密度1.98。熔点。熔点770。沸点。沸点1500(部
11、分升华部分升华)。有刺激性。有刺激性。氯化钾化学中性,氯化钾化学中性,生理酸性肥料生理酸性肥料,分子式为,分子式为KCI,分子量分子量为为74.55,白色结晶体,易溶于水,白色结晶体,易溶于水,有有吸湿性吸湿性,长期贮存会结块,而且杂质的含量,长期贮存会结块,而且杂质的含量越高,其吸湿性越强,愈易结块,越高,其吸湿性越强,愈易结块,here氯化钾可以用作营养增补剂;胶凝剂;氯化钾可以用作营养增补剂;胶凝剂;代盐剂;代盐剂;酵母酵母食料;与食料;与食盐食盐一样可用于一样可用于农产品、水产品、畜产品、发酵品、调农产品、水产品、畜产品、发酵品、调味品、罐头、方便食品的调味剂等。也味品、罐头、方便食品
12、的调味剂等。也用于强化钾(供人体电解质用)配制用于强化钾(供人体电解质用)配制运运动员动员饮料等。可强化凝胶作用。饮料等。可强化凝胶作用。注射氯化钾溶液可以使注射氯化钾溶液可以使心脏心脏停止跳动停止跳动,在在中国中国和美国和美国,氯化钾和硫喷妥钠氯化钾和硫喷妥钠,泮库泮库溴铵一起用于注射死刑溴铵一起用于注射死刑.本品无毒本品无毒,可以代替氯化钠作为食盐使可以代替氯化钠作为食盐使用用,又称为低钠盐或是无钠盐又称为低钠盐或是无钠盐 农业上用作农业上用作钾肥钾肥(以氧化钾计含量为(以氧化钾计含量为5060%),),肥效肥效快,可用作快,可用作基肥基肥和追和追肥。但在肥。但在盐碱地盐碱地或对马铃薯、番
13、薯、甜或对马铃薯、番薯、甜菜、烟草等忌氯农作物不宜施用。工业菜、烟草等忌氯农作物不宜施用。工业上用作制造其他上用作制造其他钾盐钾盐的原料。医疗上用的原料。医疗上用以防治以防治缺钾症缺钾症。2、钾石盐制取氯化钾、钾石盐制取氯化钾 1)、钾石盐的开采恶化预加工)、钾石盐的开采恶化预加工 钾石盐是氯化钾和氯化钠的混合钾石盐是氯化钾和氯化钠的混合物,是自然界中最主要的可溶性物,是自然界中最主要的可溶性钾矿。钾石盐由于组成简单,储钾矿。钾石盐由于组成简单,储量达和加工方便等优点,它一直量达和加工方便等优点,它一直作为钾肥工业的重要原料。钾石作为钾肥工业的重要原料。钾石盐中氯化钾的含量,铵矿床形成盐中氯化
14、钾的含量,铵矿床形成条件的不同而在条件的不同而在10%60%范围范围内波动,一般认为氯化钾含量在内波动,一般认为氯化钾含量在20%以上才有工业开采价值。以上才有工业开采价值。2)、)、溶解结晶法制取氯化钾溶解结晶法制取氯化钾 从钾石盐中提取从钾石盐中提取KCl的方法的方法 A)、经过粉碎的钾石盐用氯化钾结晶后的母液在、经过粉碎的钾石盐用氯化钾结晶后的母液在高温下溶浸,以制取高温的高温下溶浸,以制取高温的KCl-NaCl共饱和液。共饱和液。B)、高温的共饱和溶液和盐泥残渣分离并加以澄、高温的共饱和溶液和盐泥残渣分离并加以澄清,以除去溶液中夹带的固体颗粒。清,以除去溶液中夹带的固体颗粒。C)、将共
15、饱和溶液冷却到常温,使其中的氯化钾、将共饱和溶液冷却到常温,使其中的氯化钾结晶,再将氯化钾晶体与母液分离,将湿氯化钾结晶,再将氯化钾晶体与母液分离,将湿氯化钾固体送去干燥。固体送去干燥。D)、将氯化钾母液加热去溶浸新的一部分钾石盐、将氯化钾母液加热去溶浸新的一部分钾石盐或重新注入矿床去浸溶矿层以得到共饱和溶液。或重新注入矿床去浸溶矿层以得到共饱和溶液。3)、浮选法制取氯化钾)、浮选法制取氯化钾 浮选是泡沫浮游选矿法的简称。系利用矿石中各组分被浮选是泡沫浮游选矿法的简称。系利用矿石中各组分被水润湿程度的差异而进行选矿的方法。可溶性盐的浮选介水润湿程度的差异而进行选矿的方法。可溶性盐的浮选介质是饱
16、和盐溶液。把要选别的矿物悬浮在水或饱和溶液中,质是饱和盐溶液。把要选别的矿物悬浮在水或饱和溶液中,当鼓入空气泡时,不易被水润湿的矿物颗粒即附着于气泡当鼓入空气泡时,不易被水润湿的矿物颗粒即附着于气泡表面被带到液面,而易被水润湿的矿物沉到器底。但表面被带到液面,而易被水润湿的矿物沉到器底。但KCl和和NaCl均易被润湿,必须人为的加入某种药剂,使各种均易被润湿,必须人为的加入某种药剂,使各种矿物具有不同的润湿性以达到分离目的。矿物具有不同的润湿性以达到分离目的。4)、重介质选矿法制取氯化钾)、重介质选矿法制取氯化钾 KCl的相对密度为的相对密度为1.98,NaCl的相对密度为的相对密度为2.14
17、,如果采,如果采用一种相对密度介于这两种之间的悬浮液作为分离介质,用一种相对密度介于这两种之间的悬浮液作为分离介质,则则KCl 晶体上浮而晶体上浮而NaCl晶体下沉。工业上先将钾石盐粉晶体下沉。工业上先将钾石盐粉碎到介于碎到介于15mm,用,用0.1mm的磁铁矿悬浮液做分离介质,的磁铁矿悬浮液做分离介质,得到的氯化钾精矿含得到的氯化钾精矿含KCl65%,钾的提取率约为,钾的提取率约为90%,所,所得到的结果是不够满意不的。得到的结果是不够满意不的。有的钾石盐加工厂采用重介质选矿法和浮选法联合加工。有的钾石盐加工厂采用重介质选矿法和浮选法联合加工。5)、静电分离法制取氯)、静电分离法制取氯化钾化
18、钾 分离钾石盐也可以采用静分离钾石盐也可以采用静电分离法。钾石盐经破碎电分离法。钾石盐经破碎和过筛后,加热到和过筛后,加热到450左右而后冷却时,左右而后冷却时,KCl便便带正电。如果将这些带有带正电。如果将这些带有电荷的矿粒通过高压静电电荷的矿粒通过高压静电场,氯化钾和氯化钠即向场,氯化钾和氯化钠即向相反的方向移动,从而得相反的方向移动,从而得到分离到分离 3、光卤石生产氯化钾、光卤石生产氯化钾 1)、)、光卤石的赋予情况光卤石的赋予情况 纯光卤石是钾镁氯化纯光卤石是钾镁氯化合物的复盐,其分子式为合物的复盐,其分子式为KCl.MgCl2.6H2O,含含26.8%KCl、34.3%MgCl2、
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