36卷第2期第盐业与化工1硫酸钙溶解行为初探陈,向魁兰(清华大学化工系,北京100084)摘要:工业氯化钾的除钙是一个至今尚未解决的技术难题,其核心是硫酸钙的增溶。为此,文章探讨了硫酸钙在盐酸及碳酸氢铵―盐酸体系的溶解行为。结果表明:在0～2.5mol/L范围内增加盐酸浓度可在一定程度增溶硫酸钙,但最大酸溶率低于15%;采用碳酸氢铵―盐酸物相转化再酸溶的方法则可使88%的硫酸钙转化成碳酸钙,总溶钙率达到91%,硫酸钙的物相转化(硫酸钙→碳酸钙)是增溶主要途径。关键词:硫酸钙;碳酸钙;转化;溶解中图分类号:TQ132文献标识码:A文章编号:1673-6850(2007)02-0001-03StudyonTheDissolutionofCalciumSulfateCHENKui,XINGLanA(DepartentofChemicalEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)mcussedinthispapertotrytofindawaytoincreasethesolubilityofCaSO4,whichisthekeypointfortheremovalofCaSO4(impurity)fromtheindustrialKClTheexperimentalresultsindicatedthat.thedissolutionofCaSO4inHClsolutionwaslowerthan15%eventhoughtheincreaseoftheHClconcentrationfrom0mol/Lto2.5mol/LwasfavorableforthedissolutionofCaSO4.ThedissolutiontioninHClsolution.TheincreaseoftheCaSO4dissolutionwasattributedmainlytotheconversionKeywords:calciumsulfate;calciumcarbonate;conversion;dissolutionAbstract:ThedissolutionofCaSO4inHClsolutionandNH4HCO3-HClsystemwasdis2[1]1前言我国是农业大国,也是缺钾国家,每年要花大量外汇进口优质钾肥。国内钾肥产量的2/3产自青海察尔汗盐湖,该地区钾资源特点是多组分伴生,尤以硫酸钙含量较高(2%～10%)。生产过程中硫酸钙与氯化钾共存于固相,严重影响工业氯化钾的品位[2],因此,工业氯化钾的除钙提纯成为急待解决的问题。文献报道的除钙方法很多。从溶液中除可溶[3～4](硫酸盐、钙,可加入沉淀剂碳酸盐、磷酸盐)或絮凝剂(硫酸铁、硫酸铝、聚丙烯酰胺),使钙离子沉淀、絮凝,再用过滤、沉降或离心等方式除去。除固[5]相硫酸钙,可采用加鳌合剂(EDTA)增溶、或加强碱[6]将硫酸钙转化为氢氧化钙再酸溶除去,这些方收稿日期:2006-11-06作者简介:陈魁(1982-),男,硕士研究生。ofCaSO4canreachupto91%ifCaSO4wasreactedinNH4HCO3solutionfollowedbythedissolu2of88%CaSO4toCaCO3.法的缺点是成本较高、除钙条件比较苛刻,难用于工业氯化钾的除钙。利用硫酸钙与氯化钾的比重差异,采用离心方式也可除去部分硫酸钙,但对微量钙的除去效果欠佳。氯化钾在生产过程中均处于饱和状态,固态氯化钾与硫酸钙始终共存。从工业角度考虑,需要在维持高氯化钾收率前提下尽可能除去硫酸钙,其核心技术问题是用经济的方式使硫酸钙增溶。经过长期摸索,我们提出了采用廉价的碳酸氢铵和盐酸为原料,采用物相转化两步除钙的新技术[8],目前已在现有氯化钾生产线上试车成功。本论文就该技术涉及的核心问题―硫酸钙的溶解进行讨论,比较了硫酸钙在盐酸及碳酸氢铵―盐酸体系的溶解行为,初步探讨了相关的过程规律。22实验方法2.1试剂盐业与化工36卷第2期第CaCO3+2H+Ca2++H2CO3实验所用二水硫酸钙、盐酸(36wt%)、碳酸氢铵均为分析纯,由北京化工厂提供。2.2实验方法酸溶:10.0g二水硫酸钙溶于50mL浓度为0～4.7mol/L的盐酸溶液,搅拌(210r/min)30min后,过滤、干燥(100℃,4h)、。称重物相转化溶解:10.0g二水硫酸钙溶于100mL蒸馏水,加一定量碳酸氢铵,搅拌(210r/min)30min后过滤、、洗涤固相转入50mL浓度为2.44mol/L的盐酸溶液,搅拌(210r/min)30