一种利用半水法湿法磷酸生产肥料磷酸二氢钾的方法

摘要

一种利用半水法湿法磷酸生产肥料磷酸二氢钾的方法，其特征是,包括如下工艺过程：将半水法湿法磷酸加入磷矿粉进行脱硫，脱硫后的料浆进行过滤，滤渣送入磷酸系统，滤液进入一次中和槽，加入氢氧化钾中和，调节一次中和料浆PH值为2.0?2.5等，本发明的益效果是：半水湿法磷酸与干磷矿粉反应脱硫，降低半水湿法磷酸SO42?，同时溶入2?5％的CaO。可减少一、二次中和除杂氢氧化钾的用量。使得磷和钾得到充分利用。以此提高了P2O5的收率。三次中和过滤母液返回一、二次中和氢氧化钾的配制用水，减少生产过程用水量，同时回收母液的残留的磷和钾，使得磷和钾充分利用，提高磷和钾的收率。

说明书

技术领域

本发明属于磷化工领域，具体涉及一种半水法湿法磷酸生产肥料磷酸二氢钾(KH₂PO₄) 的方法。

背景技术

磷酸二氢钾(KH₂PO₄)是磷酸盐的一大分支，磷酸二氢钾是磷酸盐的重要产品，纯的磷 酸二氢钾是含氧化钾(K₂O)34.60％,五氧化二磷(P₂O₅)52.20％。磷酸二氢钾是一种无色或白 色光泽的斜方晶体，能溶于水，呈酸性反应，不溶于醇。磷酸二氢钾是一种高浓度优质的磷 钾复合肥，传统工艺一般采用中和法和复分解法，中和法工艺简单，但所用的原料成本昂贵， 难以在农业用磷酸二氢钾的生产中推广；复分解法主要用氯化钾和磷酸进行复分解反应，通 过移出反应产生的氯化氢气体使反应得以进行，该存在能耗高和产品中存在氯离子含量超标 等问题。此外磷酸二氢钾生产工艺还有直接法、转化法、有机萃取法、离子交换法等，均由 于原料成本昂贵、生产成本高、产品质量不合格、设备腐蚀严重等未能工业化。

到目前为此，还没有较大规模的磷酸二氢钾生产装置，致使市场上磷酸二氢钾货源供不应 求，产品价格较高。

发明内容

本发明的目的在克服上述不足，提供一种生产成本低、产品质量好以及设备投资大幅度 减少的磷酸二氢钾生产方法，该法适用于所有拥有饲料级磷酸氢钙和复合肥生产装置的企业， 可以配套生产磷酸二氢钾。

本发明的目的是这样实现的：一种利用半水法湿法磷酸生产肥料磷酸二氢钾的方法，本 发明特征是,包括如下工艺过程：将半水法湿法磷酸加入磷矿粉进行脱硫，脱硫后的料浆进行 过滤，滤渣送入磷酸系统所以，滤液进入一次中和槽，加入氢氧化钾中和，调节一次中和料 浆PH值，一次中和料浆进行过滤，滤渣按2％-10％加入氮磷钾复合肥中，而且不影响氮磷钾 复合肥指标，滤液进入二次中和槽，加入氢氧化钾二次中和，调节二次中和料浆PH值，二 次中和料浆进行过滤，滤渣作为饲料级磷酸氢钙的添加剂，滤液进入三次中和槽，加入氢氧 化钾三次中和，调节三次中和PH值，三次中和料浆输送至蒸发浓缩装置浓缩，浓缩后的过 饱和溶液进入冷却结晶槽，冷却结晶后的料浆经过滤，母液回一、二、三次中和用作氢氧化 钾配制用水，过滤所得的晶体为磷酸二氢钾，烘干、计量、包装即得磷酸二氢钾成品。

半水法湿法磷酸脱硫加入磷矿粉的量按照硫与氧化钙的摩尔比为1:1～1：3.反应时间 1.0-3.0小时。反应温度30-80℃.

一次中和料浆PH值2.0-2.5，反应时间1.5-3.0小时。反应温度30-50℃.

二次中和料浆PH值3.0-3.5，反应时间1.5-3.0小时。反应温度30-50℃.

三次中和料浆PH值4.2-4.7，反应时间2.0-6.0小时。反应温度50-70℃.

一、二次中和氢氧化钾浓度15-30％。

三次中和过滤母液作为氢氧化钾配制用水。

本发明提供磷酸二氢钾生产方法，具有以下有益效果：

1、半水湿法磷酸与干磷矿粉反应脱硫，降低半水湿法磷酸SO₄^2-，同时溶入2-5％的CaO.(表 1为半水湿法磷酸脱硫前后指标)

表1

2、由于半水湿法磷酸脱硫可以溶入2-5％的CaO，为一、二次中和除杂提供Ca²⁺，一次中和 除杂主要生成CaSO₄.2H₂O、CaF₂、K₂SiF₆及磷酸铁铝镁钾盐。二次中和主要生成CaHPO₄.H₂O, 因Ca²⁺过量，减少一、二次中和除杂氢氧化钾的用量。

3、一次中和在加入氢氧化钾中和除杂的同时，生成CaSO₄.2H₂O、CaF₂、K₂SiF₆及磷酸铁铝 镁钾盐，可以作为氮磷钾复合肥的添加剂，使得磷和钾得到充分利用。

4、二次中和在加入氢氧化钾中和时，生成次品磷酸氢钙，该次品磷酸氢钙可以添加到饲料级 磷酸氢钙成品中，添加的量可以按2-10％加入，添加后的饲料级磷酸氢钙成品指标能达到国 家标准，使得磷得到充分利用，以此提高P₂O₅的收率。

5、三次中和过滤母液返回一、二次中和氢氧化钾的配制用水，减少生产过程用水量，同时回 收母液的残留的磷和钾，使得磷和钾充分利用，提高磷和钾的收率。

附图说明

图1是本发明的的工艺流程示意图。

具体实施方式

实施例1：

将半水法湿法磷酸加入磷矿粉进行脱硫，加入比例按照硫与氧化钙的摩尔比为1:2反应， 反应时间1.5小时。反应温度50℃.脱硫后的料浆进行过滤，滤渣送入磷酸系统所以，滤液进 入一次中和槽，加入浓度为15％氢氧化钾中和，调节一次中和料浆PH值2.2，反应时间1.5 小时，反应温度60℃，一次中和料浆进行过滤，滤渣加入氮磷钾复合肥中，滤液进入二次中 和槽，加入浓度为15％氢氧化钾二次中和，调节二次中和料浆PH值3.0，反应时间1.5小时， 反应温度60℃，二次中和料浆进行过滤，滤渣加入饲料级磷酸氢钙烘干系统，滤液进入三次 中和槽，加入浓度为15％氢氧化钾三次中和，调节三次中和PH值4.2，反应时间2.0小时， 反应温度70℃，三次中和料浆输送至蒸发浓缩装置浓缩，浓缩后的过饱和溶液进入冷却结晶 槽，冷却结晶后的料浆经过滤，母液回一、二、三次中和是氢氧化钾配制用水，过滤所得的 晶体为磷酸二氢钾，干燥、计量、包装得品质较优磷酸二氢钾产品。磷酸二氢钾产品指标见 表1

表1本发明磷酸二氢钾产品指标检测表

项目 农业一等品 本产品 磷酸二氢钾(KH₂PO₄以干基计)含量≥，％ 96 96.2 水分≦，％ 4 3.8 PH值 4.3-4.7 4.5 氧化钾(K₂O以干基计)含量≥，％ 33.2 33.25

实施例2：

将半水法湿法磷酸加入磷矿粉进行脱硫，加入比例按照硫与氧化钙的摩尔比为1:3反应， 反应时间1.5小时。反应温度50℃.脱硫后的料浆进行过滤，滤渣送入磷酸系统所以，滤液进 入一次中和槽，加入浓度为15％氢氧化钾中和，调节一次中和料浆PH值2.2，反应时间1.5 小时，反应温度30℃，一次中和料浆进行过滤，滤渣加入氮磷钾复合肥中，滤液进入二次中 和槽，加入浓度为15％氢氧化钾二次中和，调节二次中和料浆PH值3.2，反应时间1.5小时， 反应温度30℃，二次中和料浆进行过滤，得到次品磷酸氢钙，次品磷酸氢钙5％加入饲料级 磷酸氢钙烘干系统，经过烘干计量包装，得到品质合格的饲料级磷酸氢钙产品。滤液进入三 次中和槽，加入浓度为15％氢氧化钾三次中和，调节三次中和PH值4.2，反应时间2.0小时， 反应温度50℃，三次中和料浆输送至蒸发浓缩装置浓缩，浓缩后的过饱和溶液进入冷却结晶 槽，冷却结晶后的料浆经过滤，母液回一、二、三次中和是氢氧化钾配制用水，过滤所得的 晶体为磷酸二氢钾，干燥、计量、包装得品质较优磷酸二氢钾产品。次品磷酸氢钙按5％加入 饲料级磷酸氢钙烘干系统，饲料级磷酸氢钙指标见表2。

表2本发明磷酸二氢钙产品指标检测表

实施例3：

将半水法湿法磷酸加入磷矿粉进行脱硫，加入比例按照硫与氧化钙的摩尔比为1:2.5反 应，反应时间1.5小时。反应温度50℃.脱硫后的料浆进行过滤，滤渣送入磷酸系统所以，滤 液进入一次中和槽，加入浓度为15％氢氧化钾中和，调节一次中和料浆PH值2.2，反应时间 1.5小时，反应温度30℃，一次中和料浆进行过滤，滤渣加入氮磷钾复合肥中，滤液进入二 次中和槽，加入浓度为15％氢氧化钾二次中和，调节二次中和料浆PH值3.2，反应时间1.5 小时，反应温度30℃，二次中和料浆进行过滤，得到次品磷酸氢钙，次品磷酸氢钙按10％加 入饲料级磷酸氢钙烘干系统，经过烘干计量包装，得到品质合格的饲料级磷酸氢钙产品。滤 液进入三次中和槽，加入浓度为15％氢氧化钾三次中和，调节三次中和PH值4.2，反应时间 2.0小时，反应温度50℃，三次中和料浆输送至蒸发浓缩装置浓缩，浓缩后的过饱和溶液进 入冷却结晶槽，冷却结晶后的料浆经过滤，母液回一、二、三次中和是氢氧化钾配制用水， 过滤所得的晶体为磷酸二氢钾，干燥、计量、包装得品质较优磷酸二氢钾产品。次品磷酸氢 钙按10％加入饲料级磷酸氢钙烘干系统,饲料级磷酸氢钙指标见表3

表3本发明磷酸二氢钙产品指标检测表

实施例4：

将半水法湿法磷酸加入磷矿粉进行脱硫，加入比例按照硫与氧化钙的摩尔比为1:1.2反 应，反应时间1.5小时。反应温度50℃.脱硫后的料浆进行过滤，滤渣送入磷酸系统所以，滤 液进入一次中和槽，加入浓度为15％氢氧化钾中和，调节一次中和料浆PH值2.2，反应时间 1.5小时，反应温度30℃，一次中和料浆进行过滤，滤渣按照5％加入氮磷钾复合肥中一起烘 干，滤液进入二次中和槽，加入浓度为15％氢氧化钾二次中和，调节二次中和料浆PH值3.2， 反应时间1.5小时，反应温度30℃，二次中和料浆进行过滤，滤渣加入饲料级磷酸氢钙烘干 系统，经过烘干计量包装，得到品质合格的饲料级磷酸氢钙产品。滤液进入三次中和槽，加 入浓度为15％氢氧化钾三次中和，调节三次中和PH值4.2，反应时间2.0小时，反应温度50℃， 三次中和料浆输送至蒸发浓缩装置浓缩，浓缩后的过饱和溶液进入冷却结晶槽，冷却结晶后 的料浆经过滤，母液回一、二、三次中和是氢氧化钾配制用水，过滤所得的晶体为磷酸二氢 钾，干燥、计量、包装得品质较优磷酸二氢钾产品。

一次中和滤渣按5％加入氮磷钾复合肥,氮磷钾复合肥指标见表4