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硫酸鉀為明礬石等天然硫酸鹽鉀礦與氯化物混合經高溫煅燒分解而成的鉀肥。化學式為K2SO4。含鉀量(K2O) 50%～52%。白色菱形或六角形結晶，易溶于水，吸濕性小，屬生理酸性肥料，速效性強。施入土壤后，鉀(K+)溶于土壤溶液中，呈離子態存在，可為植物選擇吸收，也可被土壤膠體所吸附。吸附后，在石灰性土壤中，形成溶解度較小的CaSO4，在酸性土壤中形成H2SO4。因此，對土壤的酸化作用比施用氯化鉀后形成的HCl為小。適用于各種土壤和作物，但應優先分配給煙草、馬鈴薯、葡萄、亞麻等喜鉀忌氯作物。可作基肥、追肥、種肥和根外追肥。在砂質土壤上應分次施用，以免引起鉀的淋失。在酸性土壤上，應注意與石灰等堿性肥料配合施用，防止土壤進一步酸化，影響植物生長。硫酸鉀是鉀肥中的重要品種，是一種優質肥料，其鹽堿地指數僅是氯化鉀的40 %左右，特別適合于一些如煙草、西瓜、茶葉、柑桔、葡萄等忌氯的經濟作物。使用硫酸鉀既可提高作物產量，還可改善其品質，用于缺硫土壤，可提高作物的抗病能力。
硫酸鉀主要用于制備其他鉀鹽。另一用途是作鉀肥，含氧化鉀48～52%，可作基肥和追肥，適用于堿性土壤，尤其適合于忌氯的作物 (如煙草、葡萄等)。在玻璃、染料、香料工業中也用到硫酸鉀。醫藥上可用作緩瀉劑。
目前，生產硫酸鉀的主要方法有：曼哈姆法、締置法、復分解法等。
1. 硫酸法制取硫酸鉀
1）曼哈姆法：曼哈姆法是用硫酸和氯化鉀為原料生產硫酸鉀的工藝。其生產方法是用氯化鉀與濃硫酸在曼哈姆爐內分步反應，首先是反應生成硫酸氫鉀，再在較高溫度下繼續與氯化鉀反應生成硫酸鉀；利用重油或氣體燃料在反應爐燃燒室供熱，溫度為1 000 ～1 100 ℃，反應室溫度控制在520 ～ 540 ℃。反應產
物經冷卻、粉碎、部分中和后即得產品，副產物HCl經冷卻、洗滌、吸收得到質量分數為32% ～ 35%的鹽酸。該工藝成熟，產品硫酸鉀的品位高，幾乎無損失，鉀的收率較高；但由于反應處在強酸高溫條件下，設備腐蝕嚴重，單爐的生產能力較小，一般為年產10萬t，且大量副產的液體鹽酸的銷路直接影響到硫酸鉀的生產。
2）締置法：締置法是以氯化鉀、硫酸和有機溶劑為原料，經締合、置換和解締等反應生產硫酸鉀的方法。其工藝原理是：利用有機溶劑對鹽酸和硫酸親和力的不同來制取硫酸鉀。在此工藝中有機溶劑對硫酸鉀的產率和品質有很大的影響。國內學者用液氨、高沸點有機溶劑、復合有機溶劑等作為締合劑改進并優化了工藝參數，大大縮小了能耗和提高了鉀的收率，使鉀的收率最高達95%以上。若選用高沸點有機溶劑，硫酸鉀噸產品的能耗折標煤約200 kg，比曼哈姆法的能耗大為降低；用復合有機溶劑作為締合劑則對原料要求不高，適應性強，如稀硫酸或廢酸也可采用。締置法與曼哈姆法相比，具有操作條件較溫和、設備腐蝕程度小、能耗低、生產時間短、基本無“三廢”產生、副產氯化銨等優點；但此法工藝尚不夠成熟，如生產規模偏小、締合劑溶損、多數有機溶劑有毒等。
2. 復分解法制取硫酸鉀
1）硫酸銨法
硫酸銨法是利用硫酸銨和氯化鉀在溶液中的復分解反應和產物溶解度差異來制取硫酸鉀和氯化銨的方法，其反應式如下：
通過實驗研究發現，工藝的反應時間、溶劑濃度、硫酸銨初始濃度、配料比、反應溫度對硫酸鉀的產率影響較大，影響順序依次為：反應時間>溶劑濃度>硫酸銨初始濃度>配料比>反應溫度。在生產過程中加入甲醇等有機溶劑，在最佳工藝條件下K2O的收率可達93.40%。硫酸銨法生產硫酸鉀，雖然投資少，二次轉化也能生產出質量較好的產品，但產品成本較高、生產規模小、收率低、經濟效益差，尚存在一些技術障礙。
2）硫酸鈣法
硫酸鈣法又稱石膏法，分為一步和兩步轉化法。一步轉化法是以氨為催化劑，石膏和氯化鉀在氨的飽和溶液中直接進行反應制得硫酸鉀，并副產氯化鈣，其反應式如下：
兩步轉化法是以碳酸氫銨與石膏反應生成碳酸鈣和硫酸銨，硫酸銨再與氯化鉀進行復分解反應制得硫酸鉀，可聯產輕質碳酸鈣，其反應式如下：
3）芒硝法
芒硝轉化法是迄今研究最多、且最為深入的制取硫酸鉀方法，其理論基礎是Na+，K+ //Cl-，SO2 -4 -H2O四元水鹽體系多溫相圖，進行相圖分析，再通過物料計算，然后得出最佳生產工藝條件。此法主要分兩步反應，第一步反應是在25 ℃下進行，第二步反應是在60 ～ 100 ℃下進行。根據各種鹽在不同溫度下的溶解度的差異進行結晶分離，生產硫酸鉀，并副產氯化鈉。國內學者的大量研究，發現工藝的反應溫度、配料比、水平衡、原料中的雜質等對鉀離子轉化率和硫酸鉀的品質有較大影響。針對這些影響因素研究了溫度對氯化鉀芒硝轉化法制取硫酸鉀的影響，發現在一段反應中，隨溫度升高，鉀芒硝中間產品和硫酸鉀產品中氯離子含量升高，鉀離子含量降低；溫度高于30 ℃時，產品硫酸鉀達不到
ZBG21006— 1989標準的一等品要求。因此，一段轉化的溫度控制在30 ℃以下為宜。
4）硫酸亞鐵法
硫酸亞鐵法是以K+ ，Fe2 + //Cl-，SO2 -4 -H2 O四元相圖為理論指導，利用鈦白副產綠礬、硫鐵礦燒渣等工業副產品中的硫酸亞鐵與氯化鉀發生復分解反應制取硫酸鉀的一種方法。該法生產方式主要有：1)硫酸亞鐵與氯化鉀反應生成復鹽，復鹽再分解生成硫酸鉀。該工藝流程簡捷、操作控制方便、對設備腐蝕小、原料便宜易得且原料消耗較低、生產過程中無“三廢”產生；2)硫酸亞鐵與碳酸氫銨反應生成硫酸氫銨，硫酸氫銨再與氯化鉀反應生成硫酸鉀；3)硫酸亞鐵水解為氫氧化鐵和硫酸，硫酸再與氯化鉀反應生成硫酸鉀，此反應不能自發進行，該技術采用20% (質量分數)TOA(三辛氨)+ 10%(質量分數)TBP(磷酸三丁酯)+70% (質量分數)正辛醇作萃取體系，從FeSO4水溶液中將H2 SO4萃出，使Fe2 +水解沉淀，從而使反應向生成硫酸鉀的方向進行。中國農業科學院土壤與肥料研究所研制的利用鈦白粉為原料液相法生產氧化鐵、硫酸鉀和氯化銨技術，硫酸鉀轉化率可達到98.5% ±0.5%。
3. 海水或鹵水制取硫酸鉀
從海水或鹵水中提取硫酸鉀的主要方法有：高溫鹽法、浮選法、旋流法、制堿廢液與鹽田鹵水氨法、液膜法等。采用羅布泊鹽湖硫酸鎂亞型鹵水作初始原料，利用分解或轉化、浮選得到氯化鉀和軟鉀鎂礬，所得氯化鉀和軟鉀鎂礬再經轉化、結晶制取硫酸鉀。以K+ ，Mg2 + //Cl- ，SO2 -4 -H2 O四元介穩相圖為理論指導，發明了以硫酸鹽鹵水生產的鉀混鹽和光鹵石為原料生產硫酸鉀的方法，工藝流程分為分解過濾、轉化篩分、過濾、硫酸鉀合成、過濾干燥5個工序。工藝具有生產成本低、原料利用率高、工藝簡單、產品質量高等優點。中國的鉀鹽礦種以內陸湖沉積的液體礦為主，占資源總儲量的95%以上，具有巨大的開發潛力，因此從海水或鹵水中直接提取硫酸鉀，對于緩解中國鉀肥短缺現狀具有重要的意義。
4. 固體鉀礦提取法制取硫酸鉀
固體鉀礦提鉀的主要方法有：壓熱法、高溫揮發法、直接法、離子交換法、低溫酸解法、浮選法、微生物法和焙燒法。各種鉀礦提鉀方法普遍存在渣多、能耗高、產品中有效K2 O低等缺點，因此各種技術方法實現產業化都有較大困難。中國可溶性鉀礦(除云南思矛地區有限的固體鉀礦外，該鉀礦主要采用溶浸浮選法生產氯化鉀)資源嚴重缺乏，但以鉀長石為代表的不溶性鉀礦資源卻異常豐富，全國鉀長石資源保有量超過100億t。因此，加大資源和技術投入，開展不溶性鉀長石資源的有效開發利用研究，對于一定程度上解中國缺鉀資源現狀具有現實意義。
5. 其他硫酸鉀生產工藝
針對較為特殊的原料和資源，其他生產硫酸鉀的方法還有：離子交換法、熱鉀堿法、微波輻射法、廢酸秸桿法、膜分離法等。針對海鹵水資源，袁俊生研究了沸石法從海水及苦鹵中提取硫酸鉀新技術，并完成了硫酸鉀300 t/a中試和硝酸鉀200 t/a中試。對提升中國傳統海鹽及鹽化工產業鏈、充分利用海鹽苦鹵資源具有重要意義。近年，有專利發明研究了以氯化鉀和硫酸為原料的微波輻射法制取硫酸鉀，主要是按比例混合原料，在微波輻射下反應生產硫酸鉀的新方法，與現有技術相比，具有反應速度快、生產周期短、質量穩定、對環境無污染、節省能源和降低成本等特點。硫酸鉀產品中氮含量高，同時含有硫、鈣、鎂、鐵、錳、銅、鋅、硼等各種微量元素，且富含有機質和氨基酸，屬于全營養、環境友好型復合肥料。膜分離法是以硫酸和氯化鉀為原料，采用膜蒸餾反應器生產硫酸鉀的方法，具有能耗低，產品中不含氯等優點，但因交換膜多需進口，從而使生產成本大大增加。值得指出的是：上述工藝提取硫酸鉀多是針對特殊的原料或特定資源，研究工作多停留在試驗階段，尚待在大規模工業生產中進一步革新。
[1] 農業大詞典
[2] 我國硫酸鉀工業的現狀及未來發展展望
[3] 中國成人教育百科全書·化學·化工
[4] 硫酸鉀生產工藝研究現狀