氢氧化钾生产概况

1 国内外氢氧化钾生产概况 1 概述 氢氧化钾又名苛性钾，分子量 56.11，白色斜方结晶，工业品分固、 液体两种，固态为白色或浅灰色片、块棒状桶状等。比重 2.044（20℃） 熔点 360.4℃,沸点 1320-1324℃；属强碱，腐蚀性强，易溶于水，且放出 大量溶解热。 吸水性极强。 吸收 CO 2 逐渐变为 K 2CO3， 是基础化工原料之一。 广泛应用于高锰酸钾、碳酸钾等钾盐和钾碱的生产、在医药工业中，用于 生产钾硼氢、安体舒通、沙肝醇、黄体酮、丙酸睾丸素等。在轻工业中用 于生产钾肥皂、碱性电池、化妆品。在染料工业中，用于生产还原染料， 如还原蓝 RSN 等。在电化工业中，用于电镀、雕刻等。在纺织工业中，用 作印染、 漂白和丝光， 并大量用作制造人造纤维， 是聚酯纤维的主要原料， 此外，还在合成橡胶，食品添加剂、发酵、纸张分量剂、冶金加热剂，皮 革脱脂等方面应用。 由于氯化钾价格较贵， 因此氢氧化钾的用途也受到一 定限制。该产品的用途有待进一步开发。 生产氢氧化钾主要原料是氯化钾和电力， 国内产氯化钾产量很少 （主 要产于我国青海省，总产量还不足一百万吨/年） ，我国是钾资源贫乏国家 之一，所以每年需从俄罗斯、加拿大、以色列、约旦、西班牙、德国等国 进口大量氯化钾用于钾肥生产。从上世纪 90 年代每年进口总量 200 多万 吨，逐年递增到 2002 年的 664.8 万吨。其中 30%以上是从俄罗斯进口， 主要产地在俄罗斯乌拉尔产区（协会曾组织企业到该产地进行实地考察， 该地产氯化钾质量基本能满足氢氧化钾生产需要，且价格较低） ，离岸口 岸，水、陆路均有，在进口氯化钾中，国内氢氧化钾生产占用量约 25~30 2 万吨，占全部进口量约二十分之一，受种种因素约束，氢氧化钾生产厂所 购的氯化钾大都是转二~三次手的货源，所以到厂价较高，从有关部门获 悉，2003 年 1 月份，氯化钾进口到岸价约 920 元/吨，然而企业所购得氯 化钾到厂价高达 1150~1300 元/t，扣除运费，较由企业自己组织进口高出 100 多元。从而造成国内氢氧化钾产品成本较高，影响到该产品在国际市 场上竞争力，企业不能直接进口氯化钾，不符合市场经济规律，应进一步 深化改革。 进口及国产氯化钾质量情况见表如下： 进口及国产氯化钾质量情况表 单位% 种 类 氯化钾 钙、 镁量 硫酸根 氯化钠 水份 其它 备注 1 ＞99 ＜0.01 ＜0.1 ＜0.08 进口 2 ＞96-97 0.1 0.1-0.2 ＜1.0 ＜0.5 ＜0.025 进口 3 ≥90 ≤0.4 ＜1.5 ≤3 4 国产 从上表可见，国产氯化钾品质低，杂质高，若用于氢氧化钾生产，将 严重影响下游产品质量， （如碳酸钾）故企业很少全部采用国产氯化钾生 产氢氧化钾， 如将国产氯化钾进行再精制， 其售价将大大高于进口氯化钾 价格，相对下游产品成本将会提高很多，所以，只有少数企业在无奈的情 况下用少量国产氯化钾参入原料中作生产之用。 2 生产工艺及质量比较 国内氢氧化钾采用两种工艺流程，一是隔膜法（金属阳极） ，二是离 子膜法， 从整体上看氢氧化钾生产与氢氧化钠生产工艺基本相同 （工序流 程然同） 。区别仅在于原、辅材料与操作控制有一定差异。 （1）隔膜法（金属阳极）电解制取氢氧化钾工艺流程简叙如下：将 精制后符合电解需要的水溶液氯化钾不断地注入金属阳极电解槽中， 通以 3 直流电进行电解， 生成氢氧化钾阴极室流出， 通过蒸发器蒸发浓缩得到液 体氢氧化钾产品，如继续浓缩、经脱色、制片，得固体氢氧化钾产品。其 反应式如下： （2）离子膜法电解制取氢氧化钾工艺流程示意见图 2。 4 用氯化钾为原料，从离子膜电解槽流出的淡盐水经过脱氯塔脱去氯 气，进入盐水饱和槽制成饱和盐水，而后再加入氢氧化钾、碳酸钾等化学 品， 盐水进入澄清槽澄清， 但是从澄清槽出来的一次精制盐水还有一些是 悬浮物， 对盐水精制的螯合树脂塔将产生不良影响， 一般要求盐水中的悬 浮物小于 1PPm，因此需要经过盐水过滤器过滤。而后经过二次精制，即 盐水进入螯合树脂塔除去其中的钙、 镁， 就可以加到离子膜电解槽的阳极 室；与此同时，纯水和液碱一同进到阴极室。通入直流电后，在阳极室产 生氯气和流出淡盐水经分离器分离， 氯气输送到氯气总管， 淡盐水一般含 KCl200-220g/l， 经脱氯气去饱和槽。 在电解槽的阴极室产生氢气和 30-32% 液碱同样也经过分离器，氢气输送到氢氧总管。30-32%的液碱可以作为 商品出售，也可以送到蒸发装置蒸浓到 48%的液碱，作商品出售，再浓缩 即可制成片、固体氢氧化钾产品。 （3）由于生产工艺差别，产品质量也有一定差异，离子膜法产出的 产品较隔膜法产品杂质相对少、品质高，成本价稍高，售价略高。表 2、 表 3 分别为离子膜法及隔膜法的产品质量标准。 表 2 离子膜法氢氧化钾质量标准 HG/T3688-2000 项 目 指标，质量分数% 优等品 一等品 氢氧化钾（KOH）含量≥ 95.0 90.0 碳酸钾（K2CO3）含量≤ 0.5 0.5 氯化物（以 CL）计量≤ 0.005 0.005 铁（Fe）含量≤ 0.0005 0.0005 硫酸盐（以 SO4计）含量≤ 0.005 0.005 硝酸盐及亚硝酸盐（以 N 计）含量 0.0005 0.0005 钠（Na）含量 0.8 0.8 磷酸盐（以 PO4计）含量 0.005 0.005 硅酸盐（以 SiO3计）含量 0.01 0.01 5 铝（Al）含量 0.002 0.002 钙（Ca）含量 0.005 0.005 镍（Ni）含量 0.0005 0.0005 重金属（以 pb 计）含量 0.002 0.002 注：用户对钠（Na）指标无要求时，可不控制；高品质片状氢氧化 钾应为白色。 表 3 隔膜法氢氧化钾质量标准 GB/T1919-2000 质量分数% 品种 品级 主含量 K2CO3 Cl Fe Na 包装 片碱 一等品 ≥90.0 ≤2.5 ≤1.0 ≤0.05 ≤2.0 软包装 固碱 一等品 ≥90.0 ≤2.5 ≤1.0 ≤0.05 ≤2.0 铁桶装 固碱 合格品 ≥88.0 ≤3.0 ≤1.4 ≤0.07 ≤2.0 液碱 一等品 ≥48.0 ≤1.2 ≤0.5 ≤1.5 槽车 液碱 合格品 ≥45.0 ≤1.5 ≤0.7 ≤1.5 槽车 国内产氢氧化钾品种规格大约为片碱占 40%，固碱(桶碱)占 30%，液 体碱 30%。 3 产品消耗定额 3.1 离子膜法 氯化钾 1350kg/t （折百） ； 蒸汽 2t/t； 电耗 2000kW· /t； 综合能耗 1300kg （标准）/t。 3.2 隔膜法（金属阳极） 氯化钾 1350kg/t（折百） ；蒸汽 7.5t/t；电耗 2150 kW·/t ；综合能耗 2000kg 标准/t。 4 国内生产厂家生产能力情况 两种工艺流程的能力约各占总能力 50%，即各为 15 万吨左右（其中 部分装置正在建设之中，不久即将投产）现阶段产、能严重失衡，产量仅 占总能力 50%，这种状况，成为行业内极为关注的问题。盲目扩建，装置 不能有效的