(1)硫酸鉀法 用硫酸銨和硫酸配制成電解液除雜質(zhì)后進(jìn)行電解。HSO4-在陽極放電而生成過二硫酸,再與硫酸銨反應(yīng)生成過硫酸銨,然后加入硫酸鉀進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng),經(jīng)冷卻、分離、結(jié)晶、干燥,制得過硫酸鉀成品。其反應(yīng)方程式如下:
陽極反應(yīng):
陰極反應(yīng):
(2)過硫酸銨的制備 將100～120kg/m3硫酸和280～300kg/m3硫酸氫銨組成的電解液加入電解槽。為提高電流效率,在電解液中還加入0.3kg/m3的硫氰酸銨。以鉑作陽極、石墨作陰極。電解槽溫度控制在35～40℃,槽電壓6～7V。當(dāng)陽極液中生成的過硫酸銨含量達(dá)150～170kg/m3時(shí),放入儲槽,待復(fù)分解用。
(3)過硫酸鉀的合成 將儲槽內(nèi)的過硫酸銨液送入反應(yīng)釜,在攪拌下加入硫酸及硫酸鉀粉末,常溫下反應(yīng)半小時(shí),然后在攪拌下使物料冷卻至14℃,過硫酸鉀即以結(jié)晶析出。通過離心分離,即得粗品過硫酸鉀,母液循環(huán)使用。
(4)過硫酸鉀的精制 在結(jié)晶器中配制氫氧化鉀水溶液,在攪拌下加入粗品過硫酸鉀,緩慢加熱到70℃,待結(jié)晶完全溶解后,冷卻到14℃,使過硫酸鉀重新結(jié)晶,經(jīng)離心分離,再在90～95℃下氣流干燥,即得成品。母液中的物料經(jīng)減壓濃縮回收。循環(huán)使用的電解液,部分定期加入氨水,調(diào)節(jié)pH值8～9,棄去生成的過氧化鐵沉淀。 本法生產(chǎn)過硫酸鉀的電解效率為80%,重結(jié)晶效率為70%～80%。
(5)電解硫酸氫鉀的稀硫酸溶液可制得過二硫酸鉀.以一容積為500mL的玻璃燒杯為電解槽,陽極為光亮的鉑片,置于電解槽的中央,陰極為鉑網(wǎng),置于陽極的兩側(cè),并與陽極平行。將以硫酸氫鉀飽和的稀硫酸溶液加入到電解槽中后,電解槽放入盛有冰水的大容器中。電解時(shí)陽極的電流密度為048A/cm2,在強(qiáng)制冷卻下,電解數(shù)小時(shí),電解過程中溶液的溫度不要超過7℃。經(jīng)10～15min后,開始有過二硫酸鉀的結(jié)晶析出,最初溶液變得不透明,以后就會有細(xì)小的結(jié)晶徐徐地積聚在容器的底部。用玻璃砂芯漏斗將結(jié)晶過濾出來,并用少量的水洗滌。在30℃的水中反復(fù)進(jìn)行重結(jié)晶,可除去其中所含的少量硫酸。產(chǎn)品最后放在硫酸干燥器中進(jìn)行干燥。
(6)用過二硫酸銨溶液與氯化鉀溶液進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)也可制得過二硫酸鉀.將600g (NH4)2S2O8溶解在1000mL 40℃的溫水中,并加入60mL 50%的KOH溶液。另將750g KCl溶解在2000mL水中,并加入20mL 50%的KOH溶液,加熱至沸后過濾。在攪拌下乘熱將濾液慢慢加入到(NH4)2S2O8的堿性溶液中。將混合溶液放置過夜,次日將母液傾出,并用冷水對結(jié)晶進(jìn)行傾析洗滌后抽濾,再用冷水洗至無Cl-離子為止?？蛇M(jìn)行重結(jié)晶使其得到進(jìn)一步精制,最后在50℃下干燥。
(7)在含量約為32%的過硫酸銨溶液中,加入50%的氫氧化鉀(純級品)溶液,進(jìn)行反應(yīng):
然后將混合物在通風(fēng)條件下于50℃下加熱30～40min,以除去氨氣,再將混合物冷卻結(jié)晶,析出的過硫酸鉀濾出后,用冷水洗滌,最后在50℃下干燥,即得試劑過硫酸鉀。
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