一种过硫酸氢钾复合盐的制备方法与流程

本发明涉及无机过氧化物制备领域，更具体地说，涉及一种过硫酸氢钾复合盐的制备方法。

背景技术：

1、氯磺酸法、阳极氧化法和发烟硫酸法是目前制备过硫酸氢钾复合盐的方法，其中，氯磺酸法的工艺要求反应温度为-15°c，能耗较大；还需从容器中抽走副产物氯化氢气体，氯化氢较强腐蚀性，因此对管道材质要求高；阳极氧化法是通过铂电极电槽电解硫酸生成过二硫酸，然后再水解生成过一硫酸，但是该工艺采用贵重的铂金电解槽，设备投资成本高、能耗高、操作复杂。而发烟硫酸法是以双氧水作为打底液加入稳定剂，然后滴加发烟硫酸的过程，形成过一硫酸、硫酸和双氧水的混合物，虽然这种方法反应剧烈，放热量较大；但是由于其操作简单、实用性强，它已经成为了工业生产的主要选择。但是发烟硫酸法中发烟硫酸浓度为65%时，才能保证双氧水和发烟硫酸充分反应，危险程度高。

2、在2021年03月26日公告的专利号为cn2018107632585的中国专利，公开了一种过硫酸氢钾复合盐连续化制作设备及制备方法；这种制备方法通过双氧水与硫酸反应制备过硫酸氢钾复合盐，虽然这种方法能够连续性进行，但是过硫酸氢钾复合盐后分离出来的一次母液并不能直接用于循环利用，而是必须通过真空升温浓缩后，形成二次母液水；二次母液水才能用于循环使用，这样的操作繁琐，消耗较大；且在反应过程中双氧水和硫酸反应、中和反应均会生成水，从而稀释溶液，使最终产物直接冷却结晶得到最终产物过硫酸氢钾复合盐后得到浓度较低的一次母液水。一次母液水若直接排放会破坏环境，若需要减少排放对环境的影响，则需对一次母液进行真空浓缩以升高一次母液的浓度，使其进入循环，产生的冷凝水才可排放。但是这样的操作时间长、对母液水的处理量较大，资源浪费过多、消耗大、成本高。

3、因此有必要提供一种能够操作简单、危险程度低、不需要进行真空浓缩、能够减少对母液水处理量的过硫酸氢钾复合盐的制备方法。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种过硫酸氢钾复合盐的制备方法，它可以通过双氧水、过硫酸钾和发烟硫酸共同作用减少反应过程中生成的水，同时减少中和反应中碱性钾盐的消耗，从而使反应生成的母液水的处理量减少、能耗低、成本少。

2、为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

3、一种过硫酸氢钾复合盐的制备方法，具体步骤如下：

4、氧化反应：将质量浓度为70%的双氧水、双氧水稳定物和过硫酸钾混合均匀，形成第一混合体系；

5、将发烟硫酸缓慢滴加进第一混合体系中，边滴加边搅拌，控制滴加反应温度为5-15°c，以形成氧化液；

6、混合反应：将母液水与氧化液混合均匀后，加入碳酸钾，搅拌，反应完成后冷却至0-1°c，并保温30 min，抽滤离心后，得到过硫酸氢钾复合盐湿品和母液水；

7、烘干：对过硫酸氢钾复合盐湿品烘干后加抗结块剂得到最终产品过硫酸氢钾复合盐。

8、进一步地，所述发烟硫酸的质量浓度为20-65%。

9、进一步地，所述发烟硫酸的质量浓度为20%。

10、进一步地，所述双氧水与过硫酸钾的质量比为1：1.06-1.73。

11、进一步地，所述混合反应的反应温度为10-30°c。

12、进一步地，所述抗结块剂为氧化镁、碳酸镁或硫酸镁中的一种。

13、进一步地，所述抗结块剂的添加量为过硫酸氢钾复合盐干品的0.5-2.0%。

14、进一步地，过硫酸氢钾复合盐湿品的烘干温度为55-65°c。

15、进一步地，所述双氧水与发烟硫酸的摩尔比为1：0.38-0.62。

16、进一步地，所述双氧水稳定剂为焦磷酸钾、水杨酸、8-羟基喹啉、六偏磷酸钠或乙二胺四乙酸中的一种。

17、进一步地，所述双氧水稳定剂为焦磷酸钾。

18、相比于现有技术，本发明的优点在于：

19、一、本发明通过氧化反应中的过硫酸钾和发烟硫酸的共同存在，使过硫酸钾在酸性条件下与水发生反应，水解生成双氧水，在减少水生成的同时，进一步促进双氧水和发烟硫酸的反应，提高双氧水的转化率，并减少了反应体系中的过量的水，进而减少了反应过程中对分离得出的母液水的处理量。并且，整个反应在低温下进行，使双氧水和过硫酸钾的自发水解的情况不易发生，同时减少发烟硫酸与水接触而释放的热量，使双氧水和发烟硫酸的反应得以减缓，继而降低反应过程中的危险。

20、二、本方案的母液水经离心后含有h2o2、khso5、khso4或k2so4等物质；本发明在得到目标产物过硫酸氢钾复合盐的同时，母液水可全部直接用于本发明的“母液水与氧化液的混合反应”中，以实现母液水的循环利用。并且，将母液水的循环利用过程中，无需额外增加真空浓缩的装置设备就能够做到正常循环利用，从而使本反应过程中不额外产生废水，继而降低因排放酸性废水对环境造成的影响。

21、三、本方案的反应过程可在常规反应釜设备内进行，对反应设备、材质方面无其他特殊严格要求；因此本反应能够在工业上普遍运行。

22、四、本方案提供的制备方法中由于双氧水、发烟硫酸和过硫酸钾的共同存在，使浓度低于65%的发烟硫酸也能和双氧水充分反应。该方法不仅确保了双氧水的高转化率，还显著降低了反应的危险程度，使整个反应安全可靠。

技术特征：

1.一种过硫酸氢钾复合盐的制备方法，其特征在于：过硫酸氢钾复合盐的制备方法如下：

2.根据权利要求1所述的一种过硫酸氢钾复合盐的制备方法，其特征在于：所述发烟硫酸的质量浓度为20-65%。

3.根据权利要求2所述的一种过硫酸氢钾复合盐的制备方法，其特征在于：所述双氧水与过硫酸钾的质量比为1：1.06-1.73。

4.根据权利要求1所述的一种过硫酸氢钾复合盐的制备方法，其特征在于：所述混合反应的反应温度为10-30°c。

5.根据权利要求1所述的一种过硫酸氢钾复合盐的制备方法，其特征在于：所述抗结块剂为氧化镁、碳酸镁或硫酸镁中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种过硫酸氢钾复合盐的制备方法，其特征在于：所述抗结块剂的添加量为过硫酸氢钾复合盐干品的0.5-2.0%。

7.根据权利要求1所述的一种过硫酸氢钾复合盐的制备方法，其特征在于：过硫酸氢钾复合盐湿品的烘干温度为55-65°c。

8.根据权利要求1所述的一种过硫酸氢钾复合盐的制备方法，其特征在于：所述双氧水与发烟硫酸的摩尔比为1：0.38-0.62。

9.根据权利要求1所述的一种过硫酸氢钾复合盐的制备方法，其特征在于：所述双氧水稳定剂为焦磷酸钾、水杨酸、8-羟基喹啉、六偏磷酸钠或乙二胺四乙酸中的一种。

10.根据权利要求1所述的一种过硫酸氢钾复合盐的制备方法，其特征在于：所述双氧水稳定剂为焦磷酸钾。

技术总结
本发明公开了一种过硫酸氢钾复合盐的制备方法，属于无机过氧化物制备领域；该方法，包括将质量浓度为70%的双氧水、双氧水稳定剂和过硫酸钾混合均匀；将发烟硫酸缓慢滴加进上述混合溶液中，边搅拌边滴加，控制滴加反应温度为5‑15°C，以形成氧化液；将母液水与氧化液混合均匀后，加入碳酸钾，反应结束后冷却至0‑1°C，并保温30 min，抽滤离心后，得到过硫酸氢钾复合盐湿品和母液水；对过硫酸氢钾复合盐湿品烘干后加抗结块剂得到最终产品；该方法通过双氧水、过硫酸钾和发烟硫酸的一系列反应减少母液水的处理量，从而使反应后的母液水不必通过真空浓缩便可直接用于循环回用，能耗低。

技术研发人员：刘龙,陶卓奇,崔旭,连少君,陶彭均,朱陈斌
受保护的技术使用者：浙江洁华新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5