寫文獻(xiàn)綜述的參考模板

PAGE4PAGE1寫文獻(xiàn)綜述的參考樣板（化學(xué)工程與工藝xxx020310510）1鉀肥的概述鉀是農(nóng)作物生長的一種重要元素，世界上探明的鉀資源在200億噸K2O以上，可使用400年之久。世界鉀肥產(chǎn)量增長很快1950、1960、1970年和1980年分別為460、901、1756.8、和2753.7萬噸，之后1987年為3153萬噸達(dá)到最高產(chǎn)量（1987年世界鉀肥能力為3560萬噸，設(shè)備利用率不到90%）。1990年產(chǎn)量下降到2600萬噸水平，總的市場供大與求，但近幾年由于科技迅猛發(fā)展帶動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，鉀肥的產(chǎn)量又呈上升趨勢。鉀肥的主要品種為氯化鉀約占90%，硫酸鉀約占5%左右，產(chǎn)品中95%左右用作肥料，5%作為工業(yè)用途，鉀肥主要生產(chǎn)國是加拿大、前蘇聯(lián)、德國、法國、以色列、美國等。其中加拿大和前蘇聯(lián)占總產(chǎn)量的50%左右。鉀素對作物的主要功能有：促進(jìn)碳水化合物的形成，如糖、淀粉等。促進(jìn)氮素代謝和蛋白質(zhì)的合成?？刂坪驼{(diào)節(jié)多種主要礦物營養(yǎng)元素的作用，生成堅(jiān)實(shí)的作物組織、提高秸稈強(qiáng)度、防止作物倒?fàn)?。增?qiáng)作物抵抗疾病和不良?xì)夂虻哪芰?，如使作物根系發(fā)達(dá)、含糖量增加，從而提高抗寒能力。中和生理上重要的有機(jī)酸類。促進(jìn)作物細(xì)胞形成，使幼嫩組織生長。調(diào)節(jié)作物的官能作用，如葉面氣孔活動(dòng)，減少水分蒸發(fā)。改善作物質(zhì)量，如使谷粒增重；改善作物產(chǎn)品的味、色和貯存耐久性。鉀素是地球上第七位最豐富的元素，它以極低的富集度存在與巖石和土壤里，存在與海洋、湖泊和江河中，存在與鹽湖沉積物中。我國土壤全鉀含量一般為0.3%～2.5%的K2O，但98%以上極難為作物所利用。同時(shí)由于我國長期強(qiáng)化耕作，鉀素來源已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過自然循環(huán)所能滿足，因此為了提高作物產(chǎn)量必須施用鉀肥，而且施用量越來越多。據(jù)農(nóng)業(yè)部不完全統(tǒng)計(jì)：1995年化肥產(chǎn)量達(dá)到2782萬噸，其中鉀肥327萬噸，氮磷鉀比例為1:0.5:0.2；2000年達(dá)到3210萬噸，其中鉀肥460萬噸，氮磷鉀比例為1:0.5:0.25，預(yù)計(jì)在未來3～4年國際鉀肥價(jià)格將繼續(xù)在高位運(yùn)行，而未來我國鉀肥需求將保持6%左右的增速，同時(shí)70%的鉀肥仍然依賴進(jìn)口，而國內(nèi)鉀肥價(jià)格由國際鉀肥決定，國內(nèi)鉀肥企業(yè)的產(chǎn)能將是未來增長的動(dòng)力。由此可見，鉀肥在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要性，開拓和發(fā)展鉀資源尤為必要[1]。鉀可以通過幾種渠道獲得，到目前為止最便宜且應(yīng)用最廣泛的鉀肥就是氯化鉀，它含K2O的量為60%～63%，占鉀肥市場用量的93%，氯化鉀在土壤溶液中離解成鉀和氯離子，氯離子聚集量低時(shí)是有益的，然而土壤溶液中的氯含量往往超過適宜的值，在鹽堿性土壤中如果不把氯有效去除，它就會積累到有毒的程度，有些植物像柑橘類水果、藤本植物、萵苣和馬鈴薯等耐氯性低，還有些其它植物如甘薯、甜菜、煙草、茶葉等忌氯的經(jīng)濟(jì)作物，就都需要用不含氯的鉀肥，盡管其費(fèi)用較高[2]。因此，近年來無氯鉀肥的農(nóng)業(yè)上的需求不斷增加。無氯鉀肥是指含氯量小于一定規(guī)定數(shù)量的鉀肥，其含氯量因作物種類和國家規(guī)定的不同而異，一般無氯鉀肥的最高氯含量范圍為1.0%～2.5%。主要品種有碳酸鉀、磷酸二氫鉀、硝酸鉀、偏磷酸鉀、硫酸鉀等[3]。世界上一些主要鉀鹽研究者和生產(chǎn)商不斷改進(jìn)相關(guān)的生產(chǎn)工藝并開發(fā)出無氯鉀鹽的新產(chǎn)品，其中碳酸鉀、磷酸二氫鉀由于生產(chǎn)成本太高而很少在農(nóng)業(yè)中使用；偏磷酸鉀的研究還處于初步狀態(tài)，目前未見在農(nóng)業(yè)中使用；硝酸鉀產(chǎn)量少，價(jià)格較硫酸鉀貴40%～50%，所以一般作工業(yè)用，近來也有人致力于改變硝酸鉀的生產(chǎn)方法，以圖降低成本來發(fā)展它的農(nóng)業(yè)用途；而硫酸鉀中K2O含量高（約50%左右），還含有18的硫，并且具有一些優(yōu)良特性，如鹽指數(shù)低，不吸潮、不結(jié)快、便于運(yùn)輸和使用，因此硫酸鉀是無氯鉀肥的主要品種。2硫酸鉀的生產(chǎn)現(xiàn)狀及各種工藝硫酸鉀是一種重要的無氯優(yōu)質(zhì)鉀肥，也是農(nóng)作物所需硫的重要補(bǔ)充來源。它的鹽堿低指數(shù)僅為氯化鉀的40%，在世界鉀肥總產(chǎn)量中約占6%，主要施用與亞麻，蕎麥、煙草、葡萄、西瓜、柑橘、茶葉、馬鈴薯、蔬菜等喜鉀忌氯作物及海產(chǎn)品養(yǎng)殖，或者，用于鉀和硫缺乏的地區(qū)，不但能提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量還能改變其品質(zhì)。據(jù)查，世界硫酸鉀的年產(chǎn)量為400～500萬噸，而據(jù)專家的預(yù)測，世界硫酸鉀產(chǎn)量每年增加50萬噸，消費(fèi)量將以5%的年遞增率增長。而硫酸鉀主要的消費(fèi)市場有三個(gè)，最大的消費(fèi)市場是亞洲，確切地說是我國和日本，我國主要用于煙草，柑橘種植，日本主要用于煙草，蔬菜和水果施肥。其次是西歐，且主要是地中海沿岸國家，意大利，希臘和法國。第三是非洲，集中在埃及，阿爾及利亞、南非、摩洛哥。此外還有北美和東歐一些國家[4，5]。由此可見我國對硫酸鉀的需求量最大，僅種植煙草每年需硫酸鉀50～60萬噸，而且柑橘種植面積也很大，加上其它作物每年需求量約120～150萬噸。在1992年以前，我國基本上不生產(chǎn)農(nóng)用硫酸鉀，其所需全部依賴進(jìn)口，在“八五”初期硫酸鉀每年進(jìn)口量約為48萬噸左右，到“八五”末期就增加到每年約60萬噸，在2000年就增加到每年近80萬噸。至2005年，年需硫酸鉀約200萬噸，而國內(nèi)硫酸鉀生產(chǎn)總量才約70萬噸，產(chǎn)需矛盾嚴(yán)重突出，因此我們必須大力發(fā)展硫酸鉀，以改變產(chǎn)需矛盾狀況，同時(shí)也可節(jié)約大量外匯[4，7]。由于我國是一個(gè)鉀鹽資源貧乏的國家，大型可溶性鉀鹽礦床十分少。截止1999年，我國鉀鹽資源保有量為558150Kt，折合K2O約35180Kt。從我國探明的鉀鹽資源看，有兩大特點(diǎn)：（1）分布不均，多集中于經(jīng)濟(jì)相對落后的西北地區(qū)和西南地區(qū)，而經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和自然環(huán)境相對較好的東部地區(qū)幾乎沒有鉀鹽資源分布；（2）礦種以內(nèi)陸湖沉積的液體礦為主，占資源總儲量的95%以上，多分布我國四大鹽湖區(qū)的許多近代鹽湖，如青海湖的察爾汗鹽湖和新疆的羅布泊，固體鉀鹽礦床只在云南江城發(fā)現(xiàn)，它的保有儲量折合為KCl為11990Kt[6~8]。因而面對如此廣闊的資源，近年來國內(nèi)硫酸鉀生產(chǎn)得以迅速的發(fā)展，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，硫酸鉀生產(chǎn)廠已達(dá)60余家，總生產(chǎn)規(guī)模超過50萬噸/年以上，各種生產(chǎn)工藝技術(shù)亦在不斷涌現(xiàn)。從已建成投產(chǎn)或在建的廠家情況看，不少已能正常生產(chǎn)并取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。但也有不少企業(yè)，或者長期不能順利投產(chǎn)，或者不能正常生產(chǎn)，難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)。出現(xiàn)這種情況的重要原因就是生產(chǎn)工藝技術(shù)選擇不當(dāng)，或是選用的工藝技術(shù)本身不成熟，或是選用的工藝技術(shù)與建設(shè)方的建廠條件不相適應(yīng)，諸如原材料供應(yīng)不足或成本太高，或副產(chǎn)品難以正常回收利用等等，影響經(jīng)濟(jì)效益?？梢?，選擇合適的工藝技術(shù)是硫酸鉀廠建設(shè)能否成功的至關(guān)重要的因素。目前世界上生產(chǎn)硫酸鉀的方法有三大類[9，10]：一類是利用含鉀硫酸鹽礦石生產(chǎn)硫酸鉀，約占總產(chǎn)量的50%左右；另一類是利用KCl轉(zhuǎn)化而成，約占總量的37%左右，其余的來自鹽湖鹵水和其它資源。由于我國至今未發(fā)現(xiàn)大型可供開采的含鉀硫酸鹽礦藏，而氯化鉀礦資源豐富，至今探明的儲量約5億萬噸[6]，因此我國硫酸鉀的生產(chǎn)幾乎只有靠氯化鉀轉(zhuǎn)化而得，利用氯化鉀轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)硫酸鉀。目前主要有以下幾種工藝[11，12]：2.1曼海姆法此法系19世紀(jì)末德國化學(xué)家MannheimVerein所研制出的曼海姆機(jī)械爐而名的，以氯化鉀和硫酸為原料按一定配比生產(chǎn)硫酸鉀，其反應(yīng)分為以下兩步進(jìn)行：第一步：KCl+H2SO4=KHSO4+HCl+10.4KJ（低溫進(jìn)行），由于第一步反應(yīng)速度很快，生成的酸性硫酸鹽包裹在KCl的表面，形成了一層不滲透的膜，阻止反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，致使反應(yīng)在常溫下無法進(jìn)行，在通過燃燒重油或煤氣間接加熱爐內(nèi)物料，并不斷攪拌到268℃時(shí)進(jìn)行第二步反應(yīng)：KHSO4+KCl=K2SO4+HCl-71KJ（高溫進(jìn)行），在500～600℃條件下轉(zhuǎn)化制備，副產(chǎn)品氯化氫洗滌吸收得到35%的鹽酸。其優(yōu)點(diǎn)有a.生產(chǎn)技術(shù)成熟可靠；b.產(chǎn)量質(zhì)量穩(wěn)定；c.流程簡單，鉀收率高；不足的是a.投資高；b.設(shè)備腐蝕嚴(yán)重；c.能耗高；d.副產(chǎn)品鹽酸易受銷路制約；因此此法不宜在我國推廣，它之所以目前在世界硫酸鉀生產(chǎn)占主導(dǎo)地位，是因?yàn)閲庠谝郧耙呀⒘艘恍┞Ｄ贩ㄉa(chǎn)路線。2.2有機(jī)溶劑法由于曼海姆法中第二步反應(yīng)溫度較高，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，為此近年出現(xiàn)了有機(jī)溶劑萃取法[13]，使它能在低溫下操作。我國中科院鹽湖研究所做過溶劑萃取法研究，萃取劑為正丁醇，溫度70℃，化學(xué)反應(yīng)式可寫為：2KCl+H2SO4→K2SO4+2HCl，利用正丁醇與鹽酸有效締合形成有機(jī)相，從而使反應(yīng)向右進(jìn)行，并使生成的硫酸鉀的溶解度大大降低，然后用解締劑回收締合劑。其優(yōu)點(diǎn)有:a.產(chǎn)品質(zhì)量好；b.鉀收率高（≥95%）；c.反應(yīng)溫度低(≤70℃)；d.投資低；不足的是a.工藝流程復(fù)雜，操作技術(shù)要求高；b.締合劑，解締劑價(jià)格貴，且有一定損失，生產(chǎn)成本不易控制；c.在酸性介質(zhì)反應(yīng)，對設(shè)備要求高，后又有人用甲醇或乙醇來代替，關(guān)鍵問題在于回收。此法若要用于實(shí)際生產(chǎn)，有一定難度。2.3締置法它也是針對曼海姆法第二步的改進(jìn)，但它的原理與溶劑法又有很大不同。沈陽化工綜合利用研究所開發(fā)了一種以有機(jī)胺（920號）作為締合劑的締置法[14，15]，此技術(shù)的原理和反應(yīng)過程如下：締合：920號劑與硫酸發(fā)生締合，生成硫酸胺鹽，SO42-被締合在締合劑上。置換：氯化鉀中Cl-，將締合在締合劑上的SO42-轉(zhuǎn)換出來，使SO42-和溶液中K+生成K2SO4。解締：用氨和被締合在920號劑上的Cl-反應(yīng)，生成NH4Cl副產(chǎn)物，締合劑復(fù)原。此法經(jīng)煙臺中興化工公司試驗(yàn)生產(chǎn)，三年后由于技術(shù)原因被迫停產(chǎn)。據(jù)他們提出一些看法和意見：a.締合劑價(jià)格貴，且較“嬌嫩”，反應(yīng)前必須設(shè)置過濾系統(tǒng)，這一工序使原料損失3%以上；b.締合劑中毒后再生劑是氨，氨的利用率僅為66.9%，損耗大，應(yīng)尋求另外的再生方法，并且締合劑被帶入產(chǎn)品，作肥料使用，對莊稼和人的影響尚未研究；c.反應(yīng)過程中需要大量蒸發(fā)水，耗能；所以此答要有待進(jìn)一步改進(jìn)和完善。2.4芒硝法在白俄羅斯有一套一步法裝置：2KCl+Na2SO4=K2SO4+2NaCl，這種方法鉀的收率低，不到70%，排出的NaCl溶液濃度低，難以利用，造成污染，這種方法不可取。近年來開發(fā)了兩步法，四川眉山芒硝廠就采用此法。其原理是根據(jù)Na2SO4-KCl-K2SO4-H2O四元鹽水體系在任何溫度下K2SO4和KCl的結(jié)晶互不干擾及25℃時(shí)K+、Na+||Cl-、SO42-溶液的平衡相圖制得硫酸鉀[16]，并副產(chǎn)氯化鈉。首先第一步反應(yīng)生成鉀芒硝：4Na2SO4+6KCl→3K2SO4·Na2SO4+NaCl。第二步鉀芒硝再與KCl轉(zhuǎn)換生成硫酸鉀：K2SO4·Na2SO4+2KCl→2K2SO4+2NaCl該法的優(yōu)點(diǎn)是：a.鉀收率還可以，可達(dá)92%～96%；b.腐蝕性??；c.資源豐富，成本低。D.裝置易放大，無污染。不足的是a.流程太長，工序繁瑣；b.鉀和鈉的分離不徹底，硫酸鉀成品的質(zhì)量不容易提高；c.副產(chǎn)氯化鈉用途不大，價(jià)格低廉。d.需要高材質(zhì)的防腐材料。2.5硫酸銨轉(zhuǎn)化法該法主要是用其它工業(yè)的副產(chǎn)硫酸銨與氯化鉀反應(yīng)，利用其反應(yīng)產(chǎn)物溶解度的差異，通過控制溶液和溫度分離出硫酸鉀和氯化銨，其化學(xué)反應(yīng)式為：（NH4）4SO4+2KCl→K4SO4+NH4Cl傳統(tǒng)一步法工藝只能生產(chǎn)出K4SO4含量為84%～87%（其中K2O含量只有45%～47%）的產(chǎn)品，達(dá)不到國際通行的K2O≥50%的農(nóng)用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)；而且鉀的收率只有70%左右，近年來對該法進(jìn)行改進(jìn)，通過兩次復(fù)分解法生產(chǎn)硫酸鉀，鉀收率提高到80%左右。其優(yōu)點(diǎn)是a.1萬噸/年是目前工業(yè)化的最大裝置規(guī)模，從技術(shù)上說可以放大；b.不用專用定型設(shè)備，其材質(zhì)沒有特殊要求，投資低；c.硫酸銨可以是工業(yè)副產(chǎn)，也可以由石膏、芒硝轉(zhuǎn)化而來，來源廣泛。其缺點(diǎn)是a.流程太長，操作繁瑣需二次蒸發(fā)，耗時(shí)耗能；b.鉀收率還不高，才80%左右。2.6硫酸鎂法德國鉀鹽公司利用氯化鉀礦藏和礦體中的硫酸鎂生產(chǎn)硫酸鉀，采用兩步法生成：2Mg2SO4·7H2O+2KCl=Mg2SO4·K2SO4·6H2O+MgCl2+8H2OMg2SO4·K2SO4·6H2O+2KCl=2K2SO4+MgCl2+6H2O其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單，投資低，可大規(guī)模生產(chǎn)。缺點(diǎn)是a.鉀收率低，只有80%的收率；b.副產(chǎn)品MgCl2的排放和污染問題未能很好解決，使它的發(fā)展受限制。2.7石膏轉(zhuǎn)化法在一般的水溶液中，硫酸鉀的溶解度都在20%以上，這種自然性質(zhì)決定了復(fù)分解方法生產(chǎn)硫酸鉀的轉(zhuǎn)化率有限而且需要蒸發(fā)較多的水份。而石膏轉(zhuǎn)化法[17～20]是利用混合溶劑的溶劑化效應(yīng)進(jìn)行無機(jī)鹽的選擇結(jié)晶，以石膏為原材料制備硫酸鉀。其方法有多鹽法、間接法和直接法等[21]。間接法是將石膏轉(zhuǎn)化為可資利用的硫酸鹽，再運(yùn)用相應(yīng)成熟的轉(zhuǎn)化法工藝生產(chǎn)硫酸，而多鹽法和直接法均以石膏直接與氯化鉀反應(yīng)來制取硫酸鉀，區(qū)別在與反應(yīng)的介質(zhì)不同。2.7.1間接法又稱兩步法，該方法是以磷石膏、碳酸氫銨、氨水為原料轉(zhuǎn)化為更難溶的碳酸鈣固體和可溶性硫酸鹽溶液。過濾分離CaCO3，然后將母液中的硫酸銨與氯化鉀進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)。在K+、NH4+||Cl-、SO42四元交互鹽水體系相圖[22]指導(dǎo)下，于適宜條件分別制取硫酸鉀和副產(chǎn)K的氯化銨肥料。德國CHEMIEALGENBAUSTASSFURTAG公司[23]利用這一原理建成年產(chǎn)200Kt硫酸鉀的工藝流程，我國有多人也對此工藝進(jìn)行了研究，但也有一些不足之處：a.氨揮發(fā)比較嚴(yán)重，不僅使操作環(huán)境差，且造成氨損失；b.碳酸鈣晶體細(xì)，固液分離困難；c.間歇操作，設(shè)備生產(chǎn)能力低，投資較大；d.工藝流程冗長，又副產(chǎn)新廢棄物，且其設(shè)施要求較高。2.7.2多鹽法在水溶液中，氯化鉀與石膏反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為鉀石膏（Ca2SO4·K2SO4·H2O）和鉀鈣釩（5CaSO4·K2SO4·H2O）復(fù)鹽。復(fù)鹽再通過酸解或熱解，分離制得硫酸鉀。該工藝過程繁雜，分離流程長，同樣副產(chǎn)品氯化鈣，用處不大，難于工業(yè)化生產(chǎn)，開發(fā)意義不大。2.7.3直接法以氨水為溶劑，根據(jù)在氨-水這種混合溶劑中，氯化鉀的溶解度與在水相差很小，而硫酸鉀的溶解度急劇下降這一特點(diǎn)將氯化鉀與石膏在氨-水體系中直接轉(zhuǎn)化為硫酸鉀并析出晶體和副產(chǎn)品氯化鈣。該法流程短，可以得到純度較高的硫酸鉀產(chǎn)品(K20含量最高可達(dá)52%，粗產(chǎn)品中K20含量約為37-40%)，還可以轉(zhuǎn)產(chǎn)多種純度較高的工業(yè)產(chǎn)品。其反應(yīng)式為：CaS04·2H20+2KC1→K2S04+CaC12+2H20。但研究表明只能在氨水濃度大于35%時(shí)發(fā)生。受氨穩(wěn)定性的影響，該工藝必須在加壓或低溫的條件下方可實(shí)施，能耗大，且副產(chǎn)低濃度的氯化鈣，用途不大。此外還有離子交換法海水鹵水直接提取硫酸鉀、苦鹵蒸發(fā)—浮選法、萃取結(jié)晶法、瀉利鹽法等[24，25]提取和制備硫酸鉀，但其相應(yīng)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、工藝條件都不太成熟和完善，在我國工業(yè)化有一定難度。3工藝路線的確定綜上各種工藝路線[26]可得，曼海姆法由于投資高、回收期長、反應(yīng)爐材質(zhì)要求高、反應(yīng)溫度高、腐蝕重及能耗大等種種缺點(diǎn)所限,并且我國也已建立了多套曼海姆法生產(chǎn)裝置，不宜再引進(jìn)推廣；有機(jī)溶劑法和締置法由于條件不成熟在實(shí)際生產(chǎn)中有一定的經(jīng)濟(jì)技術(shù)難度，需要進(jìn)一步改進(jìn)后才能使用；芒硝法和硫酸鎂法及硫酸銨法由于流程長、或操作繁瑣、或鉀收率低、或副產(chǎn)品用途不大且受銷路影響、或需要高材質(zhì)的防腐材料、或未能解決污染問題等缺點(diǎn)需進(jìn)一步加強(qiáng)工藝條件優(yōu)化方可推廣工業(yè)化生產(chǎn)；離子交換法海水鹵水直接提取硫酸鉀、苦鹵蒸發(fā)—浮選法、萃取結(jié)晶法、瀉利鹽法等由其相應(yīng)的缺點(diǎn)早我國大量推廣有一定難度。而石膏法相對比較適宜，特別是直接法其工藝流程簡單，條件溫和，易于控制，可大規(guī)模生產(chǎn)等特點(diǎn)，而我國又有豐富的天然石膏資源，已探明的儲量達(dá)437億噸，現(xiàn)年開采達(dá)到1060萬噸，其中90%用作建筑材料，附加值較低。同時(shí)，由于磷銨生產(chǎn)排放出的磷石膏和氟石膏每年達(dá)幾千萬噸，只有少量用于水泥生產(chǎn)，其余堆積如山，占據(jù)大量土地污染環(huán)境，也造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。因此面對如此來源豐富，價(jià)格低廉，且能減輕各種廢棄石膏對環(huán)境的污染等優(yōu)點(diǎn)我國各地區(qū)可因地制宜發(fā)展石膏法，但石膏法也存在很多不足，比如母液周轉(zhuǎn)量大，設(shè)備和投資費(fèi)用高，反應(yīng)溫度低等缺點(diǎn)。因此石膏法須進(jìn)行改進(jìn)和完善；同時(shí)更因該針對已有方法的不足進(jìn)行新工藝的研究和探討。4反應(yīng)溶劑的研究為了便于工業(yè)化生產(chǎn)及提高硫酸鉀的產(chǎn)率，JAFernandezlozano等[27～30]研究了以氨水為混合溶劑一步法制取硫酸鉀的工藝，只有在氨的濃度大于35%時(shí)，反應(yīng)才能進(jìn)行較為徹底。何凱等人亦研究了石膏與氯化鉀在氨溶液中進(jìn)行液固反應(yīng)制取硫酸鉀的工藝優(yōu)化條件在氨濃度為36%下氯化鉀轉(zhuǎn)化率可達(dá)91%～95%，產(chǎn)品純度可達(dá)86.5%。陳宏剛等也在理論分析指導(dǎo)下，通過實(shí)驗(yàn)得到石膏轉(zhuǎn)化氯化鉀一步法生產(chǎn)硫酸鉀的適宜工藝條件。但由于氨法要求氨的濃度高，溫度低，蒸汽壓大，且損失大，各國學(xué)者致力于降低氨的濃度或?qū)ふ移渌嫒軇?。俄羅斯學(xué)者研究了了以三乙醇胺為介質(zhì)的石膏轉(zhuǎn)化法制硫酸鉀工藝。崔金蘭等[31，32]以乙醇作為三乙醇胺稀釋劑進(jìn)行了研究。崔金蘭、王向榮等還比較了多種有機(jī)胺-水作為混合溶劑時(shí)的情況。張興法等針對氨溶液中石膏法制備硫酸鉀工藝存在的問題，考察了甲醇、乙醇、異丙醇、氨-甲醇等溶劑對反應(yīng)過程氧化鉀收率的影響。結(jié)果表明：三乙醇胺和甲酰胺由于粘度大，給反應(yīng)攪拌帶來一定難度對本實(shí)驗(yàn)體系不適用。乙二胺作為反應(yīng)溶劑由于其常溫下?lián)]發(fā)嚴(yán)重，有劇毒，不利于工業(yè)化生產(chǎn)使用。最終得出在氨介質(zhì)條件下異丙醇[33]則以其溫和的特性、對反應(yīng)較強(qiáng)的促進(jìn)作用和較高的氯化鉀轉(zhuǎn)化率（95%左右）作為添加溶劑優(yōu)于其他溶劑而得到認(rèn)可。并對此混合溶劑中石膏直接轉(zhuǎn)化硫酸鉀的工藝進(jìn)行了研究。1.5研究目的和意義本文考察了在氨介質(zhì)中添加溶劑異丙醇實(shí)現(xiàn)石膏與氯化鉀直接轉(zhuǎn)化制備硫酸鉀，所涉及到的反應(yīng)過程中影響氧化鈣及氧化鉀轉(zhuǎn)化率的主要因素，然后運(yùn)用正交設(shè)計(jì)法[34]中的方差分析，確定該過程的最佳工藝條件。利用在氨介質(zhì)中石膏與氯化鉀直接轉(zhuǎn)化制取硫酸鉀[35]是一項(xiàng)既可回收來自磷復(fù)肥生產(chǎn)和煙氣脫硫產(chǎn)生的廢棄石膏又可生產(chǎn)緊俏硫酸鉀的新工藝。與其他石膏轉(zhuǎn)化制硫酸鉀[36]的方法相比，該法具有工藝簡單、原料便宜易得、反應(yīng)液腐蝕性小、經(jīng)濟(jì)效益好、流程短、產(chǎn)品純度高等的優(yōu)點(diǎn)。因此開發(fā)這種既經(jīng)濟(jì)而又高效的工藝方法來大量生產(chǎn)硫酸鉀對我國化肥工業(yè)具有重要的意義。參考文獻(xiàn)[1]馮元琦.我國應(yīng)發(fā)展無氯鉀肥[J].吉林石油化工，1995,6（2）：22～28[2]翼康平.鉀鹽產(chǎn)品的開發(fā)和利用[J].無機(jī)鹽工業(yè)，1997，7（5）：25～26[3]李雙志，張凌士.化肥廠生產(chǎn)無氯鉀肥的幾種途徑[J].山西化工，1998,4（4）：57～60[4]陳聯(lián)梅，康泰然，陳天朗.無氯鉀肥的生產(chǎn)及展望[J].四川師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2000.6，21（2）：178～181[5]PetelDP，SafyV.FertilizerNews，1992，37（5）：23～36[6]田光南.磷石膏綜合利用[J].化工進(jìn)展，2002，21（2）：56～59[7]汪家銘。硫酸鉀的生產(chǎn)與市場[J].現(xiàn)代化工，1995，8（5）：11～15[8]馬欣華.沿海地區(qū)硫酸鉀國產(chǎn)化發(fā)展趨勢[J].化工進(jìn)展，1995，11（3）：11～15[9]王惠媛，許松林.硫酸鉀生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀[J].化肥工業(yè)，2004，32（1）29～31[10]陳一中，李偉峰.我國硫酸鉀發(fā)展現(xiàn)狀與前景[J].化工礦物與加工，2000,4（11）：1～4[11]張罡.國內(nèi)硫酸鉀生產(chǎn)工藝概況.今日科報(bào)，1995,5（4），8～9[12]余發(fā)強(qiáng)，余軸.制造硫酸鉀的復(fù)分解工藝[J].無機(jī)鹽工業(yè)，1996，8（3）：22～24[13]王建成.有機(jī)溶劑析出法結(jié)晶分離水溶液中硫酸鉀[J].山東輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，1990，4（4）：13～18[14]母偉，曹娟，史幫助.締置法生產(chǎn)無氯鉀肥—硫酸鉀[J].化肥工業(yè)，1998，25（3）：17～18[15]楊發(fā)貴.關(guān)于締置法生產(chǎn)農(nóng)用硫酸鉀的幾點(diǎn)看法[J].化肥工業(yè)，1998，25（3）：33～34[16]黃學(xué)利，呂秉玲.硫酸鈣制取硫酸鉀相圖及實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展[J].無機(jī)鹽工業(yè)，2002，34（1）：29～31[17]陳五平.無機(jī)化工工藝學(xué)（中）[M].化工出版社，2005.6（4）：340～344[18]何凱，王向榮.石膏轉(zhuǎn)化法由氯化鉀制取硫酸鉀[J].高?；瘜W(xué)工程報(bào)，2004,10（4）：219～222[19]劉小紅.磷石膏制硫酸鉀的新工藝[J].化工環(huán)保，2001，21（1）：29～32[20]鐘輝，楊建元.用石膏制備硫酸鉀工藝[J]，礦產(chǎn)綜合利用，2002,7（5）：12～15[21