CN115676788B - 一种高纯磷酸二氢钾及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于磷化工领域，提供了一种高纯磷酸二氢钾的制备方法，包括如下步骤：S1.反应：采用磷酸氢钙和硫酸氢钾；或采用磷酸氢钙和硫酸以及硫酸钾反应制备固液混合物A；S2.石膏分离：对固液混合物A进行过滤，得到石膏和滤液；S3.杂质分离：向步骤S2得到的滤液中加入含钙除杂剂，含钙除杂剂中钙的摩尔含量为滤液中硫酸根的摩尔含量的1～5倍；同时，控制所述滤液中钙磷摩尔比满足n(Ca2+)：n(P2O5)＝1:20～35；混合均匀后调整滤液pH值至4.5～6，得到固液混合物B，并将其进行过滤后进行结晶和重结晶。本发明的方法能够同时实现高脱除率、低成本、高效且安全的脱除杂质的目的，本发明还提供了上述制备方法制备的高纯磷酸二氢钾产品。
Description
技术领域
本发明涉及磷酸盐的制备领域，具体涉及一种高纯磷酸二氢钾及其制备方法。
背景技术
磷酸二氢钾是一种含磷、钾元素的无机化合物，工业上用作缓冲剂、培养剂，也用作细菌培养剂合成清酒的调味剂等，农业上用作高效磷钾复合肥。
近年来，使用廉价的磷酸氢钙生产磷酸二氢钾的方法得到广泛的研究，该方法主要是将磷酸氢钙中的钙转化为硫酸钙，在制备过程中，由于要尽可能的保证磷酸氢钙的转化率，所以一般设计反应溶液中的硫酸根是过量的；而且现有的制备磷酸二氢钾所用的磷酸氢钙，多采用饲料级磷酸氢钙，其本身含有一些镁、铁、铝等杂质离子；过量的硫酸根离子和原料磷酸氢钙中携带的镁、铁、铝等杂质离子浓度过高，会对后续生成的磷酸二氢钾的结晶造成影响，会影响磷酸二氢钾的纯度和收率，所以需要在制备过程中将其进行脱除。
钡法是较为有效的硫酸根脱除方法，然而由于钡是有毒重金属，在生产过程中使用会存在较大的安全隐患，且其沉淀得到的废弃物也会对环境产生较大的影响，固废处理的成本较高；常用的其他硫酸根沉淀剂(如钙离子)均不可避免的会引入新的杂质离子，仍然会对后续的结晶带来干扰。
而钙镁铝铁等杂质由于其在酸性条件下溶解度较高，所以工业上常采用过碱至pH＝10～11的方式将钙镁等杂质很好的脱除。对于磷酸二氢钾的制备而言，如果在pH＝10～11的条件下脱除钙镁等杂质，还需要再通过精磷酸再将其调整至pH＝4.5左右进行磷酸二氢钾的结晶，此举则大大的提高了原料成本。
综上，现有技术采用磷酸氢钙制备磷酸二氢钾的制备方法中，很难实现对杂质的高脱除率、低成本、高效且安全的脱除。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种高纯磷酸二氢钾的制备方法，其能够同时实现高脱除率、低成本、高效且安全的脱除杂质的目的，进而制备高纯度的磷酸二氢钾。
本发明的第二目的在于提供一种高纯磷酸二氢钾产品，由上述制备方法制备得到。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供了一种高纯磷酸二氢钾的制备方法，包括如下步骤：
S1.反应：采用磷酸氢钙和硫酸氢钾在溶液中反应制备固液混合物A；或采用磷酸氢钙和硫酸以及硫酸钾在溶液中反应制备固液混合物A；
S2.石膏分离：对步骤S1得到的固液混合物A进行过滤，得到石膏和滤液；
S3.杂质分离：向步骤S2得到的滤液中加入含钙除杂剂，所述含钙除杂剂中钙的摩尔含量为滤液中硫酸根的摩尔含量的1～5倍；同时，控制所述滤液中钙磷摩尔比满足n(Ca2 +)：n(P2O5)＝1:20～35；混合均匀后用含钾碱性物质调整滤液pH值至4.5～6，得到固液混合物B，并将其进行过滤；
S4：结晶：向步骤S3过滤后的滤液中加入工业磷酸调整pH值至4.2～4.7，对其冷却结晶后得到磷酸二氢钾粗晶体；
S5：重结晶：将磷酸二氢钾粗晶体加热溶解之后重结晶得到高纯磷酸二氢钾。
本发明通过调控钙、磷、硫酸根三者的比例，使得在设定pH值条件下钙、磷、硫酸根转化为硫酸钙和磷酸氢钙，在生成硫酸钙沉淀和磷酸氢钙沉淀的过程中，将溶液中的其他金属杂质包裹沉淀，进而实现了在低pH值条件下一步脱除硫酸根和钙镁铝铁等杂质的目的，且杂质脱除率高、无需用到钡盐等危险元素，实现了高脱除率、低成本、高效且安全的脱除杂质的目的。
具体的，步骤S1制备固液混合物A的两种方法分别为：
方法1：采用磷酸氢钙和硫酸以及硫酸钾在溶液中反应制备固液混合物A，具体步骤包括：
S11.萃取：将磷酸氢钙制备成磷酸氢钙浆料，并将其与硫酸溶液混合，进行萃取反应，得到固液混合物A1；其中，磷酸氢钙料浆的固液比为1:1～2；硫酸溶液的浓度为16％～98％；萃取温度为60～80℃；萃取时间为1～3h；
S12.转化：向步骤S1中制备得到的固液混合物A1中加入硫酸钾进行转化反应，得到固液混合物A；转化温度为60～80℃；转化时间为1～3h；
上述反应中：磷酸氢钙和硫酸根的摩尔比满足1:1～1.2，所述硫酸根由步骤S11的硫酸溶液和步骤S12的硫酸钾提供；且步骤S12中硫酸钾的加入量与步骤S12中硫酸的加入量之间满足：n(硫酸钾)：n(硫酸)＝0.2～0.95:1。
作为优选的，步骤S2得到的石膏通过工业水进行多次洗涤，得到的洗液回用至步骤S11中用于配置磷酸氢钙浆料。
采用磷酸氢钙先与硫酸溶液反应后再加入硫酸钾进行反应的方式，可以分步生成硫酸钙；一方面能够避免硫酸钙过快生成包覆在磷酸氢钙表面而影响磷酸氢钙的进一步反应，造成磷回收率降低的情况；另一方面，硫酸钾直接参与反应生成磷酸二氢钾，避免采用硫酸氢钾反应时生成钾石膏而造成的钾损失的情况。总的来说，采用上述方法制备磷酸二氢钾能够有效的提高磷、钾的回收率，且制备方法简单、原料成本低、生产能耗低，制备得到的石膏粒径细小，具有更高的附加值。
方法2：采用磷酸氢钙和硫酸氢钾在溶液中反应制备固液混合物A，其具体步骤为：
将磷酸氢钙固体加入至硫酸氢钾溶液中反应制备得到固液混合物A；固液比为0.25～0.3:1；n(K+)：n(PO4 3-)＝1.2～1.3：1；反应温度为60～80℃；反应时间为1～3h。
作为优选的，步骤S3中，含钙除杂剂选自碳酸钙、氢氧化钙、磷酸钙、磷酸二氢钙、磷酸氢钙中的一种或多种。
采用上述含钙除杂剂来引入钙盐沉淀硫酸根，不会在系统中引入其他难以去除的杂质，进而不会影响到后续的结晶过程。
另外，本发明在步骤S3的杂质分离过程中，需要严格控制钙、硫酸根和磷的比例，在此过程中，除了要添加含钙除杂剂以控制钙的含量外，必要的时候，还需要添加磷酸来调整钙磷比以达到设定要求。
同时，作为优选的，步骤S3中，用氢氧化钾或碳酸钾中的一种或两种调节pH值至4.5～6。
采用氢氧化钾或碳酸钾作为本步骤pH值调整的调整剂，在pH值调整的同时，引入钾离子，后续步骤S4中再通过工业磷酸进一步调整pH值至结晶pH值，进而保证了生成磷酸二氢钾的磷钾比满足要求。
作为优选的，步骤S4的结晶步骤中：冷却结晶的起始温度为60～80℃，降温速率为0.1～0.5℃/min。
作为优选的，步骤S5的重结晶步骤中：加热溶解后的溶液浓度为：30％～40％，溶液温度为：60～80℃。
本发明还提供了一种高纯磷酸二氢钾，由上述方法制备得到。
本发明还提供了上述制备方法制备得到的磷酸二氢钾。
本发明的有益效果是：
1.本发明在除杂过程中，通过引入钙盐除去硫酸根，同时调整钙、磷、硫酸根的比例，使得溶液中的杂质硫酸根、新引入的杂质钙以及原溶液中的镁、铝、铁等杂质都能够在生成硫酸钙和磷酸氢钙的过程中被沉淀除去；除杂方法简单、易实现，且杂质脱除率高。
2.采用本发明的方法，实现了在低pH值条件下即可脱除钙镁铝铁等杂质，避免了过碱除杂后又需要调整至酸性的情况，减少了生产过程中的原料使用成本。
3.采用本发明的方法，不仅能够很好的除去杂质，且除杂的同时引入的物质最终能够转化为产品，使得原料得到了充分的利用。
4.采用本发明的方法，避免了在除杂过程中引入钡盐，副产固体残渣富含磷、铁、铝、镁、钾等活性元素，可以作为高品质的白肥，不仅避免了危险固废的处理，还得到的高附加值的副产品，增加了整个系统的经济性。
附图说明
图1是本发明实施例1中的高纯磷酸二氢钾的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合具体实施例对本发明进行进一步的说明。实施例中未表注具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或一起未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征或/和步骤以外，均可以以任何方式组合。
下面的实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
下述实施例和对比例中的磷酸氢钙均为饲料级磷酸氢钙。
实施例1
本实施例提供了一种高纯磷酸二氢钾的制备方法，包括如下步骤：
S1.采用磷酸氢钙和硫酸以及硫酸钾在溶液中反应制备固液混合物A；具体的，包括：
S11.萃取：将1032g磷酸氢钙和2064g步骤S3中的洗液混合制备成固液比为1:2的磷酸氢钙浆料，并将其与1032g的浓度为52.3％的硫酸溶液混合；进行萃取反应，萃取温度为65℃，萃取时间为2h，得到固液混合物A1；
S12.转化：向步骤S1中制备得到的固液混合物A1中加入109.9g硫酸钾进行转化反应，转化温度为75℃，转化时间为2h，得到固液混合物A。
S2.石膏分离：对步骤S1得到的固液混合物A进行过滤，得到石膏和滤液；用2064g工业水对石膏进行多次清洗，得到洗液回用至步骤S1配置磷酸氢钙浆料；
S3.杂质分离：向步骤S2得到的滤液中加入106g磷酸氢钙；混合均匀后用氢氧化钾调整滤液pH值至5.9，得到固液混合物B，并将其进行过滤；
S4：结晶：向步骤S3过滤后的滤液中加入工业磷酸调整pH值至4.7，对其冷却结晶后得到磷酸二氢钾粗晶体，结晶初始温度为75℃，降温速率为0.1℃/min；
S5：重结晶：将磷酸二氢钾粗晶体加热溶解之后重结晶得到高纯磷酸二氢钾；加热溶解后的溶液浓度为40％，溶液温度为80℃。
实施例2
本实施例提供了一种高纯磷酸二氢钾的制备方法，包括如下步骤：
S1.采用磷酸氢钙和硫酸以及硫酸钾在溶液中反应制备固液混合物A；具体的，包括：
S11.萃取：将1376g磷酸氢钙和1376g步骤S3中的洗液混合制备成固液比为1:1的磷酸氢钙浆料，并将其与3440g的浓度为17.4％的硫酸溶液混合；进行萃取反应，萃取温度为60℃，萃取时间为3h，得到固液混合物A1；
S12.转化：向步骤S1中制备得到的固液混合物A1中加入366.3g硫酸钾进行转化反应，转化温度为80℃，转化时间为1h，得到固液混合物A。
S2.石膏分离：对步骤S1得到的固液混合物A进行过滤，得到石膏和滤液；用1376g工业水对石膏进行多次清洗，得到洗液回用至步骤S1配置磷酸氢钙浆料；
S3.杂质分离：向步骤S2得到的滤液中加入42.3g磷酸氢钙；混合均匀后用氢氧化钾调整滤液pH值至4.7，得到固液混合物B，并将其进行过滤；
S4：结晶：向步骤S3过滤后的滤液中加入工业磷酸调整pH值至4.7，对其冷却结晶后得到磷酸二氢钾粗晶体，结晶初始温度为80℃，降温速率为0.3℃/min；
S5：重结晶：将磷酸二氢钾粗晶体加热溶解之后重结晶得到高纯磷酸二氢钾；加热溶解后的溶液浓度为35％，溶液温度为70℃。
实施例3
本实施例提供了一种高纯磷酸二氢钾的制备方法，包括如下步骤：
S1.采用磷酸氢钙和硫酸以及硫酸钾在溶液中反应制备固液混合物A；具体的，包括：
S11.萃取：将516g磷酸氢钙和774g步骤S3中的洗液混合制备成固液比为1:1.5的磷酸氢钙浆料，并将其与516g的浓度为37.8％的硫酸溶液混合；进行萃取反应，萃取温度为75℃，萃取时间为2h，得到固液混合物A1；
S12.转化：向步骤S1中制备得到的固液混合物A1中加入192.3g硫酸钾进行转化反应，转化温度为60℃，转化时间为3h，得到固液混合物A。
S2.石膏分离：对步骤S1得到的固液混合物A进行过滤，得到石膏和滤液；用774g工业水对石膏进行多次清洗，得到洗液回用至步骤S1配置磷酸氢钙浆料；
S3.杂质分离：向步骤S2得到的滤液中加入53.4g磷酸氢钙；混合均匀后用氢氧化钾调整滤液pH值至5.3，得到固液混合物B，并将其进行过滤；
S4：结晶：向步骤S3过滤后的滤液中加入工业磷酸调整pH值至4.4，对其冷却结晶后得到磷酸二氢钾粗晶体，结晶初始温度为60℃，降温速率为0.3℃/min；
S5：重结晶：将磷酸二氢钾粗晶体加热溶解之后重结晶得到高纯磷酸二氢钾；加热溶解后的溶液浓度为35％，溶液温度为65℃。
实施例4
本实施例提供了一种高纯磷酸二氢钾的制备方法，包括如下步骤：
S1.采用磷酸氢钙和硫酸氢钾在溶液中反应制备固液混合物A的具体步骤为：
将1032g磷酸氢钙固体加入至993.6g硫酸氢钾配置的溶液中反应制备得到固液混合物A；固液比为0.25:1；n(K+)：n(PO4 3-)＝1.2：1；反应温度为70℃；反应时间为2h。
S2.石膏分离：对步骤S1得到的固液混合物A进行过滤，得到石膏和滤液；
S3.杂质分离：向步骤S2得到的滤液中加入45g磷酸氢钙；混合均匀后用氢氧化钾调整滤液pH值至5.3，得到固液混合物B，并将其进行过滤；
S4：结晶：向步骤S3过滤后的滤液中加入工业磷酸调整pH值至4.4，对其冷却结晶后得到磷酸二氢钾粗晶体，结晶初始温度为60℃，降温速率为0.3℃/min；
S5：重结晶：将磷酸二氢钾粗晶体加热溶解之后重结晶得到高纯磷酸二氢钾；加热溶解后的溶液浓度为：35％，溶液温度为：65℃。
对比例1
本实施例提供了一种高纯磷酸二氢钾的制备方法，包括如下步骤：
S1.采用磷酸氢钙和硫酸以及硫酸钾在溶液中反应制备固液混合物A；具体的，包括：
S11.萃取：将1032g磷酸氢钙和2064g步骤S3中的洗液混合制备成固液比为1:2的磷酸氢钙浆料，并将其与1032g的浓度为52.3％的硫酸溶液混合；进行萃取反应，萃取温度为65℃，萃取时间为2h，得到固液混合物A1；
S12.转化：向步骤S1中制备得到的固液混合物A1中加入109.9g硫酸钾进行转化反应，转化温度为75℃，转化时间为2h，得到固液混合物A。
S2.石膏分离：对步骤S1得到的固液混合物A进行过滤，得到石膏和滤液；用2064g工业水对石膏进行多次清洗，得到洗液回用至步骤S1配置磷酸氢钙浆料；
S3.杂质分离：向步骤S2得到的滤液中加入70g碳酸钡；混合均匀后用氢氧化钾调整滤液pH值至5.9，得到固液混合物B，并将其进行过滤；
S4：结晶：向步骤S3过滤后的滤液中加入工业磷酸调整pH值至4.7，对其冷却结晶后得到磷酸二氢钾粗晶体，结晶初始温度为75℃，降温速率为0.1℃/min；
S5：重结晶：将磷酸二氢钾粗晶体加热溶解之后重结晶得到高纯磷酸二氢钾；加热溶解后的溶液浓度为40％，溶液温度为80℃。
实验例
测定各实施例和对比例中步骤S3杂质分离后所得滤液中钙、镁、铁、铝、硫酸根等杂质的量；并测定各实施例和对比例中所得产品磷酸二氢钾的纯度和磷钾的回收率，得到结果如表1所示：
表1各实施例和对比例测试结果
综上，本申请制备方法制备得到的磷酸二氢钾的纯度高于常规制备方法制备得到的磷酸二氢钾的纯度；得到的滤液中的杂质含量低于常规处理方式得到的滤液中的各杂质含量；同时，本申请实施例1-3的制备方法相对于实施例4的制备方法，对磷钾回收率有明显提升；得到的石膏粒径也更细小，更适合工业应用。
本发明不限于上述实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或者相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高纯磷酸二氢钾的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1. 反应：采用磷酸氢钙和硫酸以及硫酸钾在溶液中反应制备固液混合物A，具体步骤包括：
S11. 萃取：将磷酸氢钙制备成磷酸氢钙浆料，并将其与硫酸溶液混合，进行萃取反应，得到固液混合物A1；
S12. 转化：向步骤S1中制备得到的固液混合物A1中加入硫酸钾进行转化反应，得到固液混合物A；
所述步骤S1中，磷酸氢钙和硫酸根的摩尔比满足1:1~1.2，所述硫酸根由步骤S11的硫酸溶液和步骤S12的硫酸钾提供；
S2. 石膏分离：对步骤S1得到的固液混合物A进行过滤，得到石膏和滤液；
S3. 杂质分离：向步骤S2得到的滤液中加入含钙除杂剂，所述含钙除杂剂中钙的摩尔含量为滤液中硫酸根的摩尔含量的1~5倍；同时，控制所述滤液中钙磷摩尔比满足n（Ca2+）：n（P2O5）=1:20~35；混合均匀后调整滤液pH值至4.5~6，得到固液混合物B，并将其进行过滤；
S4：结晶：向步骤S3过滤后的滤液中加入磷酸调整pH值至4.2~4.7，对其冷却结晶后得到磷酸二氢钾粗晶体；
S5：重结晶：将磷酸二氢钾粗晶体加热溶解之后重结晶得到高纯磷酸二氢钾。
2.根据权利要求1所述的高纯磷酸二氢钾的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述含钙除杂剂选自碳酸钙、氢氧化钙、磷酸钙、磷酸二氢钙、磷酸氢钙中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的高纯磷酸二氢钾的制备方法，其特征在于，步骤S3中，用氢氧化钾或碳酸钾中的一种或两种调节pH值至4.5~6。
4.根据权利要求3所述的高纯磷酸二氢钾的制备方法，其特征在于，步骤S11中，磷酸氢钙料浆的固液比为1:1~2；硫酸溶液的浓度为16%~98%。
5.根据权利要求1~3任一所述的高纯磷酸二氢钾的制备方法，其特征在于，步骤S12中硫酸钾的加入量与步骤S12中硫酸的加入量之间满足：n（硫酸钾）：n（硫酸）=0.2~0.95:1。
6.根据权利要求1~3任一所述的高纯磷酸二氢钾的制备方法，其特征在于，步骤S2得到的石膏通过工业水进行多次洗涤，得到的洗液回用至步骤S11中用于配置磷酸氢钙浆料。
7.一种高纯磷酸二氢钾，其特征在于，由权利要求1~6任一所述方法制备得到。
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115535979B (zh) * | 2022-10-18 | 2023-08-08 | 新希望化工投资有限公司 | 一种磷酸二氢钾及利用磷酸氢钙制备磷酸二氢钾的方法 |
Citations (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES395802A1 (es) * | 1971-10-07 | 1973-12-01 | Cros Sa | Procedimiento de preparacion de sales potasicas yno amoni- cas de acidos fosforicos y polifosforicos. |
| US4324774A (en) * | 1980-07-17 | 1982-04-13 | Fertilizer Development S.A. | Method for the manufacture of defluorinated phosphatic products |
| IL75767A0 (zh) * | 1985-07-10 | 1985-11-29 | ||
| IL78325A0 (en) * | 1986-03-30 | 1986-07-31 | Negev Phosphates Ltd | Process for the manufacture of pure phosphate salts |
| CN1412107A (zh) * | 2001-10-19 | 2003-04-23 | 四川宏达(集团)有限公司 | 一种磷酸二氢钾的生产方法 |
| CN1880217A (zh) * | 2005-06-17 | 2006-12-20 | 陈栋才 | 新直接法磷酸二氢钾生产技术 |
| CN102424374A (zh) * | 2011-09-07 | 2012-04-25 | 湖北三宁化工股份有限公司 | 一种磷酸二氢钾的生产方法 |
| CN103058158A (zh) * | 2013-02-05 | 2013-04-24 | 瓮福（集团）有限责任公司 | 一种肥料级磷酸氢钙生产磷酸二氢钾的方法 |
| CN104445124A (zh) * | 2014-10-30 | 2015-03-25 | 成都化工股份有限公司 | 一种应用超重力技术生产磷酸二氢钾的方法 |
| WO2015081973A1 (fr) * | 2013-12-02 | 2015-06-11 | Ecophos S.A. | Source de phosphate pour l'agriculture et l'alimentaire |
| CN106430132A (zh) * | 2016-11-04 | 2017-02-22 | 湖北三宁化工股份有限公司 | 一种循环法制备磷酸二氢钾联产硫酸铵的方法 |
| CN106629645A (zh) * | 2016-11-15 | 2017-05-10 | 华东理工大学 | 一种净化磷酸二氢钾生产过程中复分解溶液的方法 |
| WO2017096342A1 (en) * | 2015-12-03 | 2017-06-08 | Amrita Vishwa Vidyapeetham | Radio-wave responsive doped nanoparticles for image-guided therapeutics |
| CN107265424A (zh) * | 2017-07-18 | 2017-10-20 | 禄丰天宝磷化工有限公司 | 一种由含磷矿物生产饲料级磷酸二氢钾的生产工艺 |
| WO2019100498A1 (zh) * | 2017-11-27 | 2019-05-31 | 川恒生态科技有限公司 | 一种利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法 |
| CN112758906A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-07 | 谢坪 | 磷酸二氢钾的生产工艺 |
| CN114988380A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-09-02 | 新希望化工投资有限公司 | 利用饲料级磷酸氢钙生产食品级磷酸二氢钾联产高纯石膏的方法 |
| CN115124009A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-09-30 | 新希望化工投资有限公司 | 利用磷酸氢钙回收料生产磷酸氢镁、磷酸二氢钾并联产高纯石膏的方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2831672C3 (de) * | 1978-07-19 | 1981-02-12 | Kali Und Salz Ag, 3500 Kassel | Verfahren zur Herstellung von Kaliummagnesiumphosphat |
| US7087109B2 (en) * | 2002-09-25 | 2006-08-08 | Z Corporation | Three dimensional printing material system and method |
-
2022
- 2022-10-18 CN CN202211272807.1A patent/CN115676788B/zh active Active
Patent Citations (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES395802A1 (es) * | 1971-10-07 | 1973-12-01 | Cros Sa | Procedimiento de preparacion de sales potasicas yno amoni- cas de acidos fosforicos y polifosforicos. |
| US4324774A (en) * | 1980-07-17 | 1982-04-13 | Fertilizer Development S.A. | Method for the manufacture of defluorinated phosphatic products |
| IL75767A0 (zh) * | 1985-07-10 | 1985-11-29 | ||
| IL78325A0 (en) * | 1986-03-30 | 1986-07-31 | Negev Phosphates Ltd | Process for the manufacture of pure phosphate salts |
| CN1412107A (zh) * | 2001-10-19 | 2003-04-23 | 四川宏达(集团)有限公司 | 一种磷酸二氢钾的生产方法 |
| CN1880217A (zh) * | 2005-06-17 | 2006-12-20 | 陈栋才 | 新直接法磷酸二氢钾生产技术 |
| CN102424374A (zh) * | 2011-09-07 | 2012-04-25 | 湖北三宁化工股份有限公司 | 一种磷酸二氢钾的生产方法 |
| CN103058158A (zh) * | 2013-02-05 | 2013-04-24 | 瓮福（集团）有限责任公司 | 一种肥料级磷酸氢钙生产磷酸二氢钾的方法 |
| WO2015081973A1 (fr) * | 2013-12-02 | 2015-06-11 | Ecophos S.A. | Source de phosphate pour l'agriculture et l'alimentaire |
| CN104445124A (zh) * | 2014-10-30 | 2015-03-25 | 成都化工股份有限公司 | 一种应用超重力技术生产磷酸二氢钾的方法 |
| WO2017096342A1 (en) * | 2015-12-03 | 2017-06-08 | Amrita Vishwa Vidyapeetham | Radio-wave responsive doped nanoparticles for image-guided therapeutics |
| CN106430132A (zh) * | 2016-11-04 | 2017-02-22 | 湖北三宁化工股份有限公司 | 一种循环法制备磷酸二氢钾联产硫酸铵的方法 |
| CN106629645A (zh) * | 2016-11-15 | 2017-05-10 | 华东理工大学 | 一种净化磷酸二氢钾生产过程中复分解溶液的方法 |
| CN107265424A (zh) * | 2017-07-18 | 2017-10-20 | 禄丰天宝磷化工有限公司 | 一种由含磷矿物生产饲料级磷酸二氢钾的生产工艺 |
| WO2019100498A1 (zh) * | 2017-11-27 | 2019-05-31 | 川恒生态科技有限公司 | 一种利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法 |
| CN112758906A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-07 | 谢坪 | 磷酸二氢钾的生产工艺 |
| CN114988380A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-09-02 | 新希望化工投资有限公司 | 利用饲料级磷酸氢钙生产食品级磷酸二氢钾联产高纯石膏的方法 |
| CN115124009A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-09-30 | 新希望化工投资有限公司 | 利用磷酸氢钙回收料生产磷酸氢镁、磷酸二氢钾并联产高纯石膏的方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| "The effect of salts on the dissolution of monocalcium phosphate";TAYLOR, A. W.等;《Soil Science Society of America. Proceedings》;第29卷;第151-153页 * |
| "肥料磷酸氢钙和氯化钾生产磷酸二氢钾的工艺研究";陈力军;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库 (硕士)工程科技Ⅰ辑(季刊)》(第02期);第B016-53页 * |
| 磷酸二氢钾的制备与提纯;范玉桥;李晨阳;蔡东明;蔡李鹏;王娟;朱文华;;广州化工(第17期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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