способ получения нитрата калия

Формула изобретения

Способ получения нитрата калия, включающий конверсию нитрата натрия с хлоридом калия, кристаллизацию и выделение целевого продукта, отличающийся тем, что влажные кристаллы нитрата калия плавят при температуре 340-380°С, а полученный расплав разбрызгивают во встречном потоке охлаждающего воздуха до затвердевания капель расплава в свободном падении.

Описание изобретения к патенту

Способ относится к химической промышленности и может быть использован в технологии получения минеральных солей и удобрений.

Нитрат калия находит широкое применение во многих отраслях промышленности. Он также является идеальным бесхлорным комплексным удобрением, содержащим азот и калий в эквивалентном соотношении. Однако применение его в сельском хозяйстве ограничено высокой ценой.

Для промышленных потребителей очень важными показателями качества является минимальная влажность и 100% рассыпчатость.

Известен способ получения нитрата калия путем конверсионного обмена между нитратом натрия и хлоридом калия по уравнению (см., например, «Справочник азотчика», М., 1987 г., стр.206-210)

Твердый хлорид натрия отделяют, а из полученного раствора кристаллизуют нитрат калия. Кристаллы отделяют, промывают и сушат горячим воздухом во вращающих печах или печах кипящего слоя.

Недостатком известного способа является получение конечного продукта в виде кристаллов, которые, будучи упакованными в тару, через несколько дней слеживаются, превращаясь в монолит. Сушка кристаллического продукта воздухом до получения конечной влажности не более 0,08 мас.% Н₂О (норма по ГОСТ 19790-74 марка А, Б) требует значительного времени, что снижает производительность аппаратов сушки и лимитирует весь процесс производства.

Целью настоящего изобретения является создание товарной формы нитрата калия, удовлетворяющей требованиям любого потребителя: 100% рассыпчатость и минимальная влажность с одновременной интенсификацией процесса сушки.

Указанная цель достигается тем, что влажный продукт плавят при температуре 340-380°С, а полученный расплав разбрызгивают во встречном потоке охлаждающего воздуха до затвердевания капель расплава в свободном падении. Полученные гранулы обладают высокой статической прочностью. Гранулированный продукт имеет 100% рассыпчатость и практически не содержит физической влаги.

Процесс гранулирования солевых продуктов из расплава широко распространен в химической технике (аммиачная селитра, карбамид и др.), однако сведений о его применении для калиевой селитры нет.

Кристаллы нитрата калия плавят, используя в качестве теплоносителя топочные газы, получаемые при сжигании углеводородного сырья, возможно применение печей электрического нагрева. Расплав нитрата калия обладает заметной электропроводностью (˜0,75 Ом^-1 ×см^-1), что делает также возможным использование индукционных печей.

Расчеты показывают, что тепловые затраты на нагрев кристаллической соли до температуры плавления, непосредственно плавление (скрытая теплота плавления равна 11,89 кДж/моль), тепло на испарение физической влаги суммарно составляют ˜120·10³ ккал на 1 т продукта. Такое количество тепла можно получить, сжигая 25-30 м³/ч природного газа с КПД ˜55-65%.

Пример 1.

Кристаллы нитрата калия с влажностью 2,8 мас.% Н₂О расплавляют при температуре 350°С. Время пребывания соли в расплавленном состоянии 10 мин.

Расплав разбрызгивают в потоке восходящего воздуха. Полученные гранулы имеют показатели качества:

KNO₃ , % - 99,9

Н₂О, % - 0,05

прочность, г/гранулу - 980

рассыпчатость, % - 100.

Пример 2.

Кристаллы нитрата калия с влажностью 2,6% расплавляют при температуре 350°С. Далее процесс ведут, как в примере 1. Полученные гранулы имеют следующие показатели:

KNO ₃, % - 99,9

Н₂О, % - 0,02

прочность, г/гранулу - 1200

рассыпчатость, % - 100.