工业中如何制硫酸钾

❶ 钾肥的制取

原料钾是在地壳中含量占第七位的元素。但是,它在矿石、土壤、海洋、湖泊和江河中的含量都很低。具有经济价值的钾盐矿,是内陆海在干燥条件下,蒸发水分后干涸的沉积矿床。最主要的沉积钾盐矿有钾石盐(KCl、NaCl混合物)、无水钾镁矾(K₂SO₄·2MgSO₄)、钾盐镁矾(K₂SO₄·MgSO₄·3H₂O)和光卤石(KCl·MgCl₂·6H₂O)等。一些含钾的井水、湖水和卤水，也是钾肥原料的来源。氯化钾工业生产以钾石盐矿精制加工为主，在某些国家和地区采用光卤石为原料，少数国家从卤水提取。钾石盐矿富集和精制 由钾石盐矿富集氯化钾有三种方法：①浮选法，是应用最广泛和最经济的方法。其过程（见图）
钾肥是以脂肪胺作为浮选剂，进行多次粗选，再进入精选系统进一步精制，底流返回粗选系统。②溶解结晶法，是利用氯化钠和氯化钾在热水和冷水中的溶解度不同，将氯化钾母液加热后与钾石盐混合。此时，氯化钾全部进入溶液，而氯化钠进入溶液较少,冷却后析出氯化钾结晶,经分离、洗涤和干燥即得产品。母液返回系统。如需制得工业用氯化钾精品，可用再结晶的方法精制，氯化钾纯度可达到99.9%。③重液分离法，是利用氯化钠和氯化钾的密度不同，选择密度介于两者之间的重介质，把磨细过的钾石盐矿置于其中，氯化钾上浮,氯化钠下沉,达到分离的目的。
光卤石富集和精制 光卤石资源较丰富，但因它含钾量不高（纯光卤石仅含氧化钾17%），加工能耗较高，且大量副产氯化镁不易处理，故在氯化钾生产中所占比例不大,其富集主要有两种工艺：①冷溶法,含有氯化钠等杂质的光卤石矿在20～25℃下用水或淡盐水浸取，氯化镁首先溶出，当溶液中氯化镁含量增加时，溶入的一部分氯化钾会再结晶出来。所得氯化钾是含有氯化钠的混合物，用富集钾石盐的方法进一步加工制氯化钾。②热溶法，在约100℃水中溶解光卤石,在分离不溶物之后进行冷却结晶得氯化钾。
含钾卤水加工 含钾卤水包括含钾湖水、含钾井水和盐田卤水等。以色列和约旦利用死海卤水,中国利用青海省察尔汗盐湖的卤水生产氯化钾。工艺是卤水在盐田里自然蒸发，直至约90%的氯化钠结晶出来；再将卤液移入另一组盐田，经蒸发、结晶得光卤石，再以富集光卤石的方法制取氯化钾。
硫酸钾主要用可溶性硫酸盐钾矿为原料，少数国家和地区用氯化钾为原料制取。硫酸盐钾矿加工无水钾镁矾和软钾镁矾等是可溶性硫酸盐钾矿，采用与钾石盐矿富集相类似的方法进行处理即可用作肥料。制纯硫酸钾时，可以用氯化钾与可溶性硫酸盐钾矿进行复分解反应：
K₂SO₄·2MgSO₄+4KCl==3K₂SO₄+2MgCl₂
然后将溶液蒸发即可结晶出硫酸钾。
明矾石综合利用制硫酸钾、氧化铝和硫酸，在苏联已有工业生产，在中国也有小规模生产。明矾石矿经磨细后，进行煅烧还原，分解出二氧化硫，用以生产硫酸。还原物料用碱液浸取，溶出硫酸钾和氧化铝，按铝矾土加工的拜耳法制氧化铝。溶液进一步蒸发、结晶和干燥，得到硫酸钾产品。此法在有明矾石资源而缺少铝矾土资源的地方有经济价值。
由氯化钾制备 用硫酸分解氯化钾制取硫酸钾并副产盐酸，反应分两步进行，其反应式为：
KCl+H₂SO₄→KHSO₄+HCl (1)
KHSO₄+KCl→K₂SO₄+HCl (2)
第一步反应是放热反应，在约200℃下进行;第二步反应是吸热反应，需要在600～700℃下进行。此法能耗较高，材料腐蚀问题比较严重，只有在需要盐酸的地区或国家用此法进行生产，如美国和比利时。
综合利用富集精制钾石盐矿时，大量副产主要含有氯化钠和少量氯化钾的废卤液，将其泵送至人工筑堤的围场内，靠自然蒸发，以结晶固化。
光卤石加工过程中还大量副产含氯化镁的废液，其处理更加困难，因为依靠自然蒸发、结晶、固化需要很长时间。在以色列用水解和煅烧的方法处理含氯化镁的废液，生产氧化镁和盐酸实现了工业化。氧化镁用于生产耐火材料，盐酸用于生产磷酸。

❷ 工业如何制硫酸

第一步：矿石氧化反应场所：沸腾炉反应方程式：4FeS2+11O2=高温=2FeO3+8SO2 第二步：气体氧化反应场所：接触室反应方程式：2SO2+O2=催化剂加热=2SO3 第三步：吸收液体反应场所：吸收塔放映方程式：H2O+SO3==H2SO4【实际用98%的浓硫酸吸收】

主要方程式:

4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2

2SO2+O2=2SO3

SO3+H2O=H2SO4