CN102556989A

CN102556989A - 用废弃磷泥生产磷酸及多微量元素磷酸二氢钾

Info

Publication number: CN102556989A
Application number: CN2010105798414A
Authority: CN
Inventors: 吴良弟
Original assignee: ZUNYI JIEJING CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: ZUNYI JIEJING CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2010-12-09
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2012-07-11

Abstract

一种用废弃磷泥生产磷酸及多微量元素磷酸二氢钾，利用黄磷厂电炉制磷产品废弃的下脚料-磷泥为原料，在气化炉中燃烧，气化炉的温度为870-980℃，炉磷气进入立式燃烧炉顶部通入的空气进行氧化，用水将磷吸收即得磷酸；气化炉的燃烧室为石墨砌筑，外壁用水循环冷却，控制炉内壁的温度200-260℃；提纯：在反应容器内用活性炭吸附悬浮重金属，加入聚合氯化铝沉淀；取上层磷酸液过滤；用精制KOH调节HP值至8以上，使杂质沉析出来，再过滤；该磷酸液用精制磷酸调整pH至4.2-4.6，浓缩，烘干为成品；变废为宝减少工业废渣对环境的污染，简化了工艺，冷却水循环利用。

Description

用废弃磷泥生产磷酸及多微量元素磷酸二氢钾

技术领域

本发明涉及磷化工技术领域，特别是利用黄磷厂电炉制磷产品过程中产生的下脚料废弃磷泥，生产磷酸再进一步的中和反应生产磷酸二氢钾，再鳌合多种微量元素的磷酸二氢钾作为多元复合磷钾肥。

背景技术

目前，国内生产磷酸二氢钾有几种常见方法，1、磷酸与氯化钾反应；2、磷酸二氢铵与氯化钾反应；3、磷酸二氢纳与氯化钾反应；4、磷酸与氢氧化钾反应。第1、2种方法生产出的磷酸二氢钾纯度不高，含有很高的氯离子，对设备要求很高；第1种方法生产的磷酸二氢钾中会产生很多氯化氢气体，对环境会造成污染。用第3种方法生产磷酸二氢钾时会有副产物氯化钠，处理起来也相当的麻烦，所以为了产品质量和环境要求，第1、2、3种方法均多不再采用；第4种方法是国内现在采用最多的一种，该方法操作简单，容易掌握，但是第4种方法生产时会使用大量的冷却水，水也是一种宝贵重要的资源，为了利用资源，节约资源，为此，本法是第4种生产方法上作了相应的改进。未改进工艺方法之前的生产方法：第一步将880kg85％的磷酸与825kg50％氢氧化钾反应，第二步开启冷却水对反应的温度进行冷却，第三步结晶，第四步结晶产品进行脱水，第五步烘干，第六步包装，第七部产品检验，第八步产品入库。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用废弃磷泥生产磷酸及多微量元素磷酸二氢钾。

本方法(1)是：1、用两个10立方米以上的不锈钢容器，一个接反应釜的进水口，另一个接反应釜的出水口，这样能使水循环使用，水的循环利用见(附图2)若反应釜有小孔，釜里的二氢钾料液也不会直接排放到外面造成损失和污染，在循环使用水时，要定期对水进行监测，如果水里含磷酸二氢钾含量达到一定程度，要及时对水进行处理，将水一部份转移到母液中浓缩，然后再作第二次配料使用；2、利用生产黄磷的尾气对母液进行浓缩；3、增设一个不锈钢圆盘混料机，将烘干后磷酸二氢钾按配比量放入圆盘混料机中，再往里面加入鳌合的铁、锰、铜、锌、硼等微量元素，每吨磷酸二氢钾中加入铁0.025％、锰0.013％、铜0.01％、锌0.03％、硼0.2％，那么将这些原料混均匀，最后按要求进行包装；4、配料方法：在磷酸母液中加入固体氢氧化钾，具体的经济配比指标如下：含量85％磷酸，为湿法酸0.855吨，加入90％固体氢氧化钾；0.458吨中和液冷却至36℃以下，便有大量的结晶折出。结晶器内设有搅拌和冷却夹套，可加快冷却速度，以提高产品的产量和质量，结晶后的料浆放入离心机中进行分离脱水，将母液分离除去，减少结晶中母液含量，再经适当水洗、卸料、干燥即得到成品。

本方法(2)是利用黄磷厂电炉制磷产品过程中产生的下脚废弃料-磷泥，以磷泥为原料在气化炉中燃烧，气化炉的温度为870-980℃，将磷泥中的残留磷迅速气化，炉气进入立式燃烧炉顶部，用二次空气进行磷的氧化，剩下的残渣呈熔融态从炉中排出。

立式燃烧炉的燃烧室为石墨砌制，外壁用水冷却，控制内壁的温度200-260℃，氧化后的磷炉气用水吸收得到磷酸。

为了解决本法生产的磷酸杂质较高，第一步在磷酸反应池中加活性碳吸收悬浮重金属，再加入聚合氯化铝，使其产生絮状沉淀；第二步取上层液，采用板框压滤机过滤此磷酸；第三步在磷酸中加入少量的KOH碱液，使该磷酸参与反应，用精碱氢氧化钾使PH值达8以上，使杂质沉析出来，再一次经过过滤后回收部份KOH精碱，再用精制磷酸调PH值至4.2-4.6，经浓缩得到磷酸二氢钾。

传统工艺是采用液体50％氯氧化钾和磷酸中和反应，反应过程中，产生大量母液水，就必须用锅炉蒸汽进行浓缩或者用黄磷尾气燃烧加热浓缩，本发明的方法，采用的原料为90％的固体氢氧化钾，反应工艺过程中延长反应时间，反应容器中加装搅拌装置，并加大搅拌装置的浆叶，使之充分反应，保持较高浓度，省去母液水的浓缩装置，节约了能源，减少了CO₂排放，达到低碳的效果。

本方法采用的冷却方式是，建立水的循环利用系统利用山区高低地形的落差，在高地建造多个梯级水池，交替使用，利用蓄积水和用水泵将低位水池提到高位水池，高位水池的水自动流向反应釜夹套中，并在夹套中增加散热片，扩大散热面积，每块散热片的大小，以及之间的间隙大小决定反应釜的冷却效果；控制反应釜进出水口的截面大小，就能影响水的流速和流量，从而调控冷却温度的最适效果，从而实现冷却水的循环利用。

采用本技术方案的有益效果：变废为宝对有污染的工业废料进行充分利用，不但降低了成本，减少工业废渣对环境的污染，比传统工艺更节能节水，对冷却水进行了循环使用，简化了工艺流程和设备生产出农业生产中急需的多种微量元素复合的磷酸二氢钾。

附图说明

图1为废料磷泥生产磷酸再产多微元素磷酸二氢钾的流程图；

图2为冷却水的循环利用示意图；

图中：1-高位水池、2-反应容器、3-低位水池、4-水泵、5-不锈钢容器。

具体实施方式

本发明所述的用废磷泥生产磷酸及多微量元素磷酸二氢钾，现将具体的实施方式和工艺过程陈述如下：

(1)、磷酸的生产，利用黄磷厂电炉制磷产品废弃的下脚料-磷泥为原料，在气化炉中燃烧，气化炉的温度为870-980℃，磷泥中的磷迅速气化，炉磷气进入立式燃烧炉顶部凭借二次通入的空气进行磷的氧化，氧化后的炉磷气用水将磷吸收即得磷酸，剩下呈溶融状态的残渣从炉中排出。

(2)、气化炉的燃烧室为石墨砌筑，外壁用水循环冷却，控制炉内壁的温度200-260℃。

(3)、磷酸的提纯及生产磷酸二氢钾：上述所得的磷酸杂质较高必须要提纯；提纯方法：第一步在反应容器内用活性炭吸附悬浮重金属，其后加入聚合氯化铝，使其产生絮状沉淀；第二步：取上层磷酸液用板框压滤机过滤该磷酸；第三步：在该磷酸中加入少量的KOH碱液，使磷酸参与反应，用精制KOH调使HP值至8以上杂质沉析出来，再一次过滤后回收得部份KOH；第四步：将该磷酸液用精制磷酸调整PH至4.2-4.6，浓缩得磷酸二氢钾，烘干后即为成品。

(4)、多微量元素复合磷酸二氢钾：将上述的半成品或成品磷酸二氢钾，按用户要求各微量元素成份的比例配量，放进圆盘混料机里，对铁、锰、锌、硼、硒等微量元素进行鳌合。如每吨磷酸二氢钾中按铁0.025％、锰0.013％、铜0.01％、锌0.03％、硼0.2％，添加那么所需的络活量为EDTA-Fe2kg、EDTA-Mn1kg、EDTA-Cu0.5kg、EDTA2kg、硼酸12kg；将上述原料混合均匀按要求进行包装，即成多微量元素磷酸二氢钾。

实施例1

将上述方法得到的磷酸二氢钾成品与铁0.025％、锰0.013％、铜0.01％、锌0.03％、硼0.2％，相配合所需KH₂OP₄982.5kg、EDTA-Fe2kg、EDTA-Mn1kg、EDTA-Cu0.5kg、EDTA2kg、硼酸12kg。

实施例2

将上述方法得到的磷酸二氢钾成品与铁0.05％、锰0.02％、铜0.03％、锌0.02％、硼0.3％，相配合所需KH₂OP₄973.4kg、EDTA-Fe4kg、EDTA-Mn1.6kg、EDTA-Cu2kg、EDTA-zn1.5kg、硼酸17.5kg，将上述产品混合均匀包装。

以上含量13％EDTA-Fe；13％EDTA-Mn；15％EDTA-Cu；15％EDTA-zn，含硼17.5％的硼酸，均为市售商品原料。

Claims

1.一种用废弃磷泥生产磷酸及多微量元素磷酸二氢钾，其特征在于：(1)、磷酸的生产，利用黄磷厂电炉制磷产品废弃的下脚料-磷泥为原料，在气化炉中燃烧，气化炉的温度为870-980℃，磷泥中的磷迅速气化，炉磷气进入立式燃烧炉顶部凭借二次通入的空气进行磷的氧化，氧化后的炉磷气用水将磷吸收即得磷酸，剩下呈溶融状态的残渣从炉中排出；

(2)、气化炉的燃烧室为石墨砌筑，外壁用水循环冷却，控制炉内壁的温度200-260℃；

(3)、磷酸的提纯及生产磷酸二氢钾：上述所得的磷酸杂质较高必须要提纯；提纯方法：第一步在反应容器内用活性炭吸附悬浮重金属，其后加入聚合氯化铝，使其产生絮状沉淀；第二步：取上层磷酸液用板框压滤机过滤该磷酸；第三步：在该磷酸中加入少量的KOH碱液，使磷酸参与反应，用精制KOH调使HP值至8以上使杂质沉析出来，再一次过滤后回收得部份KOH；第四步：将该磷酸液用精制磷酸调整PH至4.2-4.6，浓缩得磷酸二氢钾，烘干后即为成品；

(4)、多微量元素复合磷酸二氢钾：将上述的半成品或成品磷酸二氢钾，按用户要求各微量元素成份的比例配量，放进圆盘混料机里，对铁、锰、锌、硼、硒等微量元素进行鳌合；如每吨磷酸二氢钾中按铁0.025％-0.05％、锰0.013％-0.02％、铜0.01％-0.03％、锌0.03％-0.02％、硼0.2％-0.3％，添加所需的络活量为EDTA-Fe2kg-4kg、EDTA-Mn1kg-1.6kg、EDTA-Cu0.5kg-2kg、EDTAzn2kg、硼酸12kg-17.5kg与KH₂OP₄982.5-973.4kg；将上述原料混合均匀按要求进行包装，即成多微量元素磷酸二氢钾。

2.根据权利要求1的用废弃磷泥生产磷酸及多微量元素磷酸二氢钾，其特征在于：磷酸二氢钾成品与铁0.025％、锰0.013％、铜0.01％、锌0.03％、硼0.2％，相配合所需KH₂OP₄982.5kg、EDTA-Fe2kg、EDTA-Mn1kg、EDTA-Cu0.5kg、EDTA2kg、硼酸12kg。

3.根据权利要求1的用废弃磷泥生产磷酸及多微量元素磷酸二氢钾，其特征在于：磷酸二氢钾成品与铁0.05％、锰0.02％、铜0.03％、锌0.02％、硼0.3％，相配合所需KH₂OP₄973.4kg、EDTA-Fe4kg、EDTA-Mn1.6kg、EDTA-Cu2kg、EDTA-zn1.5kg、硼酸17.5kg，将上述产品混合均匀包装。