碳酸钾生产方法与消耗定额*

生产方法

1、电解法 将氯化钾经离子膜或隔膜电解，得到氢氧化钾，然后用 CO₂ 碳化，得到碳酸氢钾，再经煅烧而得。将氯化钾在压缩空气的搅拌下，用水溶解，浓度达到 270g~300g/L 后，泵入精制糟，加入适量碳酸钾和氢氧化钾，除去其中的钙、镁离子，加入适量的氯化钡以除去硫酸根离子。将精制溶液静置澄清后，在中和槽用盐酸调节 PH 值至 8~10，然后送入立式隔膜电解槽或离子膜电解槽中进行电解，槽电压为 2.8~3.5V，槽温为60~70℃。电解所得氢气和氯气加以综合利用。

将浓度为 10%~15% 的氢氧化钾溶液送入蒸发器蒸发浓缩至KOH浓度为 50% 时，冷却至 30℃~35℃，析出氯化钾，水洗后回收再用。分离除去氯化钾的溶液，稀释至 44% 左右，进行预碳化，当KOH浓度达到 30g/L 以下时，过滤除去氢氧化铁沉淀，除铁后的溶液再经浓缩除钠后，进行碳酸化，即得粗碳酸钾。反应式如下： 

2KOH + CO₂ → K₂CO₃ + H₂O 

继续碳酸化，即得到碳酸氢钾结晶，反应式如下：

K₂CO₃ + CO₂ + H₂O → 2KHCO₃ 

结晶经水洗、离心分离、煅烧后，即得精制碳酸钾成品。

也可采用直接洁净法，即把碳酸化终点控制在 pH 值 11，此时碳酸化液中碳酸钾含量达 300~400g/L，过滤除去铁等杂质后，再进行结晶，结晶碳酸钾经离心分离后，在 120℃~200℃ 下干燥，即得无水碳酸钾，但纯度较二次碳化法为低。母液循环使用。

用离子膜电解槽电解制得的氢氧化钾再碳化，可制得高纯碳酸钾。

2、离子交换法 系用阳离子交换树脂与氯化钾交换，再用碳酸氢铵洗脱成碳酸氢钾，然后煅烧而得。将氯化钾配制成 250g/L 溶液，加入适量碳酸钾以除去钙、镁离子。碳酸氢铵也用水配制成 200g/L 溶液，将氯化钾溶液逆流通入阳离子交换树脂柱，使树脂变成钾型，交换式如下：

R—Na + KCl → R—K + NaCl

然后用软水洗去树脂间隙中残留的氯离子，洗水中含 NaCl，另行处理。洗净后，将碳酸氢铵溶液顺流通过树脂交换柱，使树脂变成“铵”型（R—NH₄），交换式如下：

 R—K + NH₄HCO₃ → R—NH₄ + KHCO₃ 

实际生产中所得的是碳酸氢钾和碳酸氢铵的混合稀溶液。用软水洗涤树脂间隙中的碳酸氢钾和碳酸氢铵。再将氯化钾溶液送入上述交换柱中，使“铵”型树脂再生为“钾”型，循环使用。交换式如下：

R—NH₄ + KCl → R—K + NH₄Cl 

所得氯化铵溶液，可作肥料。

将最终交换液经预热器送入第一蒸发器，使碳酸氢钾分解，溶液浓缩至 40% 左右（K₂CO₃计），再经第二次蒸发器，蒸发至50%左右。此时大部分碳酸氢钾分解为碳酸钾。浓缩液放入冷却器中冷却，将析出的氯化钾结晶过滤除去，再经第三蒸发器，蒸发至 54°Bé，过滤除去“钾钠复盐”。溶液送至碳化塔进行碳酸化，使碳酸钾成为碳酸氢钾，经结晶、分离、水洗后，在煅烧炉中煅烧（煅烧中产生的二氧化碳可循环至碳酸化工序使用）即得成品。

3、有机胺法 先将有机胺碳化，再与氯化钾反应，所得碳酸氢钾经煅烧后即得成品。所用有机胺为异丙胺、三乙胺、六甲撑胺。

4、路布兰法 用硫酸钾作原料，是第一个工业生产碳酸钾的方法。硫酸钾经过搅拌、还原焙烧、浸取、碳酸化、蒸发、结晶、煅烧而得。

5、复盐法 亦称恩格尔盐法，系用碳酸镁将水溶液中的氯化钾制成不溶性的复盐（KHCO₃·MgCO₃·3H₂O）然后再分解复盐而得。 

6、其他方法 尚有索尔维法、硝酸钾法、草酸钙法（亦称布库法）、复盐改良法等，在工业生产中都较少采用。目前工业生产中主要采用电解法和离子交换法。

原料消耗 吨/吨产品

*：来自《中国无机盐工业产品大全》