李 涛,高书宝,郝晓翠,王泽江,姚 颖,路绍琰,王玉琪,张 琦,黄西平

(自然资源部 天津海水淡化与综合利用研究所,天津 300192)

1 前言

硝酸钾既是一种重要的工业原料又是一种优质的无氯钾氮复合肥。在农业上,硝酸钾具备理想的化学、物理特性和良好的环境品质,主要用于烟草、花卉、柑桔以及其它对氯离子敏感的经济作物,可提高作物的产量,改善其质量[1-3]。在工业上,硝酸钾广泛应用于陶瓷、精密仪器玻璃、触摸屏玻璃、光学玻璃、火药、烟花以及食品、医药等行业[4]。此外,利用高温硝酸熔盐发电是其应用的新领域[5]。

据统计,全球硝酸钾产能约为400万t/a,主要生产国有智利、以色列、中国、美国、约旦等,其中智利矿业化工公司(SQM)的产能占比最大,约占总产能的33%。中国企业产能约占全球产能的50%,是产能占比最大的国家[6]。全国第二次国土普查结果表明,我国约有84%的土地缺钾,约有45%的土地严重缺钾。我国硝酸钾实际产量远达不到需求,每年仍需进口大量硝酸钾。随着近几年我国光热发电行业的快速发展,作为熔盐储能原料之一的硝酸钾需求量日益增加[7]。

2 国外硝酸钾制备技术

国外硝酸钾制备技术主要包括:硝酸—氯化钾高温蒸馏技术、低温萃取技术、离子交换法、硝钠转换法和复分解法等。

2.1 硝酸—氯化钾高温蒸馏技术

硝酸—氯化钾高温蒸馏技术是美国西南钾碱公司于20世纪50年代末开发,并于1963-11建厂投产,其工艺流程是氯化钾和硝酸在高温蒸馏塔里生成硝酸钾、氯化亚硝酰及氯气,塔底物料送至真空结晶器使硝酸钾结晶析出,然后用离心机分离出来。……