目前国内碳酸钾生产的主要方法是离子交换法。这种方法工艺流程简单,技术成熟可靠,投资少,产品质量好,成本较低。但也存在一些明显的不足:一是低浓度并含有少量碳酸氢铵的离子交换液使得除氨、干燥等后续过程能耗大大增加;二是低浓度的氯化铵废水全部回收利用较难,不符合环保要求;三是在离子交换过程中,成本比较高的氯化钾的利用率不高,而钾离子的回收工作又比较困难,从而造成了钾离子的大量流失,增加了生产成本。针对上述问题,本文提出在不改变生产工艺的前提下,结合工厂实际生产,对该方法最初的离子交换工艺进行实验研究。在实验过程中,对铵钾摩尔比、料液流速、再生液PH值等三个因素对离子交换效果的影响进行了研究,重点对铵钾摩尔比进行了实验研究。确定实验方案,选用黄金分割法在铵钾比1:1～2:1之间进行插值,按插值点比例进行实验;根据离子交换原理,通过改变料液流速和再生液PH值改变离子交换的平衡状态。实验结果表明,钾离子利用率随铵钾比的增大而增大,但上升趋势逐渐变缓;铵根离子转化率随铵钾比的增加先增后减;交换液中钾离子浓度在铵钾比大于1.25:1后开始降低;铵根离子浓度在铵钾比1.15:1～1.25:1之间时最低;料液流速越慢,钾离子利用率越高,交换液浓度也越大;碱性环境可以大大提高离子交换树脂的再生率,降低钾离子的泄漏量。综合考虑生产效率和经济因素可以得出:最佳的铵钾比例为1.25:1～1.3:1,料液线速在2.5×10^-2～3.2×10^-2m/min之间。在此参数区间内,可以保证单柱钾离子回收率达到91%以上,而离子交换液中的钾离子浓度较高,碳酸氢铵含量较低。