能否用硝酸钠和氯化钾进行复分解反应制取硝酸钾?为什么
工业生产有复分解法和离子交换法。用氯化钾和硝酸铵(代替硝酸钠)为原料的复分解法,氯化钾和稀硝酸为原料的离子交换法和溶剂萃取法,氯化钾、硝酸铵、碳酸氢铵为原料的内循环法,硝酸铵、氯化钾为原料的循环法等工艺均处于工艺研究阶段。
复分解法将硝酸钠加入盛有适量水的反应器中,用蒸汽加热,在搅拌下使硝酸钠全部溶解,再按NaNO3:KCl=100:85配料比缓慢加入氯化钾进行复分解反应,生成硝酸钾,当加热蒸发使溶液浓度达45~48°Bé、温度达120℃时,首先析出氯化钠。经真空过滤,用少量热水洗涤氯化钠晶体,减少硝酸钾的带损。滤液送入结晶器,用滤液量10%~15%的水稀释,边搅拌边冷却,经24h后,析出硝酸钾结晶,经真空过滤、水洗、离心分离后,送至气流干燥器在80℃以上进行干燥,制得硝酸钾成品。其反应方程式如下:
离子交换法以氯化钾和硝酸铵为原料,使氯化钾和硝酸铵溶液中的钾铵离子在离子交换树脂上进行转换,得到硝酸钾溶液和氯化铵溶液。反应方程式如下: 经蒸发浓缩、过滤、滤液冷却结晶,过滤,水洗、离心分离,气流干燥,制得硝酸钾成品。
工业上常利用氯化钾和硝酸钠的复分解反应制备,于500mL蒸发皿中加入100mL去离子水,加热到60℃,在搅拌下逐渐加入100g工业硝酸钾粉末。再加入0.1g碳酸钾,稍加煮沸,过滤,在搅拌下滤液冷却结晶,抽滤,干燥。
取100g硝酸钾溶于80mL热水中,溶液经折叠滤纸过滤,于搅拌下冷却,用布氏漏斗吸滤出结晶,并在室温下使之干燥,若母液加以利用,则制剂产率可达97%,溶液在过滤前若加入0.1gK2CO3(纯级),煮沸后过滤,可以除去杂质Fe3+,制剂中若含有杂质KNO2,可按下述方法处理。取400g硝酸钾溶于900mL水中,向此溶液中加入20mLHNO2,然后滴加入KMno4溶液,直到红色不退为止,再加1~3滴草酸溶液,使红色素退去,为了除去溶液中的Mn2+加入K2CO3至呈弱酸性,过滤析出MnCO3沉淀,滤液则用HNO3中和,直至呈中性。然后将溶液蒸发至形成结晶膜。以下结晶和分离等操作,可按上述方法进行。
转化法 系将硝酸钠与氯化钾复分解而得。此法工艺流程简单,产品质量较高,工业上广泛采用。
合成法 系按硝酸与氯化钾作用,生成硝酸钾、氯气及亚硝酰氯。
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