CN1880217A - 新直接法磷酸二氢钾生产技术 - Google Patents

Abstract

本发明属无机化工生产技术，是新直接法磷酸二氢钾生产技术，它是：1.氯化钾与过量浓硫酸加热反应，得硫酸氢钾与过量硫酸混合液，盐酸；2.硫酸氢钾过量硫酸混合液与磷矿粉，硫酸及水组成矿浆反应得磷石膏及磷酸二氢钾溶液，分离磷石膏，获溶液；3.所获溶液加碳酸钾、K₂S中和，硫化净化，滤去沉淀，再纳滤脱水增浓，得净化浓KH₂PO₄液；4.净化浓KH₂PO₄液，冷后，加甲醇，获KH₂PO₄结晶产品；5.分离母液，蒸出甲醇循环用。

Description

新直接法磷酸二氢钾生产技术

一、技术领域

本发明涉及一种无机化工品生产技术，它是新直接法磷酸二氢钾生产技术。

二、已有技术

资料显示：用磷矿、硫酸、氯化钾直接生产磷酸二氢钾工艺是爱尔兰哥尔登肥料有限公司的发明专利，在高等学校教材《无机盐工艺学》第二版(三)《化学肥料》一书(陈五平主编)89年一版，93年再版本302页刊有；上海科技出版社印《化工工艺手册》江体乾主编273页下角也刊有，新法是对哥尔登公司专利的改良、优化，新法更适合国情，加大硫酸氢钾生产中硫酸过量系数，反应更容易进行，常温下可液态泵送，新法净化简单，生产率高，一次高品质率高；新法加纳滤脱水增浓，利于水平衡，节能降耗突出；与国内现有各种磷酸二氢钾生产工艺相比，最大优势是成本特低，利润空间大，工艺简单，设备简单，投资也省许多。

三、发明内容：

本发明工艺过程是：①每0.63吨一级KCl，加98％硫酸0.9吨甚至1吨(过剩20～30％)比例，加入转化器，(小规模生产可用搪瓷，搪玻反应釜改制)通蒸汽直接加热(或夹层间接加热)到≥130℃，反应强烈进行，注意消泡沫，泡沫太多时控制加料或降温控制反应强烈程度，产HCl负压抽出，经酸洗气，再冷水淋吸制成盐酸；加大硫酸过剩系数，产出KHSO₄与过量硫酸混合流体便于泵输送；②将KHSO₄过剩硫酸混合液与水——生产中是蒸醇后母水，磷石膏洗水及只静置未过滤的返回上清液组成混合液再加入磷矿粉，磷矿粉要求含P₂Q₅≥32％，过150目组成反应矿浆，搅拌下不断补加硫酸，反应温度控制在70±5℃，液固比≥3，反应液内始终含游离SO₃在0.3～0.5％间，返回料浆加入量在于保证液固比在3～3.5间，且反应滤液含KH₂PO₄≈300～330g/L间，只有满足以上条件，才可在搅拌6h～8h内完成反应，且KH₂PO₄浓度合要求，产生磷石膏结晶粗大均一，洗滤性能好，P₂O₅回收率高，是技术关键；反应致渣内残留P₂O₅≤0.8％，才能合格，放出反应矿浆取一半不过滤，返回反应槽增大液固比，另一半过滤除磷石膏渣，水洗后渣堆放另有用，得滤水和洗渣水；③获磷石膏一洗水，加入K₂CO₃中和到P_H6±0.5间，精滤后，纳滤脱水增浓到含KH₂PO₄≥300g/L，泵入净化槽与滤液混合，加热到80℃～90℃，再加K₂CO₃及K₂S调P_H6.5-7.5间，加K₂S量应是所含重金属、砷摩尔数的150％，机械搅拌下完成硫化、碳化反应半小时后加絮凝剂再冷却到45℃-50℃，静置絮凝沉淀8h，精滤除沉淀，滤液加磷酸调P_H4-5间，强搅拌使过剩H₂S逸出，完成净化工序；④净化后液应达含KH₂PO₄≥300g/L，泵入结晶槽，冷却到室温，搅拌下先加溶液体积15-20％的甲醇液，静置半小时析出KH₂PO₄结晶，分离出，以甲醇洗晶两次，洗后晶体，≥80℃热风吹脱晶间甲醇，为工业优级、食品级磷酸二氢钾产品，洗晶甲醇液，再加入分离晶体二次母液使含甲醇体积比占40％，静置后又会有结晶析出，分离后，不必醇洗，直接热风吹干，得化肥优级KH₂PO₄产品；⑤含醇母水泵入蒸馏塔，蒸出甲醇，冷凝回收再用，蒸醇后母水，大部返回反应槽循环用，每次抽出15％作有价成份回收防杂质积累。

Claims (7)

1、按氯化钾： 混合，加热到≥130℃下反应，得硫酸氢钾与过量硫酸混合液，反应式 ，酸液洗气后，冷水淋吸得盐酸。

2、硫酸氢钾过量硫酸混合液，加水(以后是反应好料浆未滤返回液，蒸醇后母水，磷石膏洗水)再加入过150目，含P₂O₅≥32％之优质磷矿粉，组成反应矿浆，搅拌反应中补加硫酸，使矿浆游离SO₃含量保持0.3-0.5％间，反应温度控制在70±5℃，液固比≥3下搅拌6h-8h，反应完成，渣中残P₂O₅≤0.8％，可认为反应结束。

3、反应结束，分离磷石膏，水洗后堆放另有用；静置未滤液一半返回反应槽，增大液固比，有助于产粗大均一，洗滤性好的磷石膏，静置初滤液另一半入净化槽，磷石膏一洗水，先以K₂CO₃调PH到6±0.5，静置滤后串接微滤、纳滤脱水增浓到含KH₂PO₄＞300g/L再与初滤液混合，加热到80-90℃，再以K₂CO₃加K₂S调到中性，此刻液中Ca、Mg、Mn、Fe离子多以硫酸盐沉淀，同时加入K₂S为测知重金属及砷摩尔数的150％，机械搅拌下硫化半小时，加絮凝剂，静置沉淀后，再精滤除渣，精滤液加磷酸调PH4-5间，使过量H₂S逸出，完成净化过程。

4、净化后液应达到含KH₂PO₄≥300g/L，冷至常温，先加溶液体积15-20％甲醇混均静置后结晶，分离晶体，甲醇洗晶后，≥80℃净热风吹去晶间甲醇，可得工业优级到食品级磷酸二氢钾产品，一次母液再加20％体积甲醇，可析出晶体，不必醇洗，直接热风吹干，得化肥级磷酸二氢钾。

5、二次晶体分离后母水，泵入蒸馏塔，蒸出甲醇，冷却回收循环用，蒸余母水大部返回反应槽循环用，每次抽15％作分离有价成份，防止循环中杂质积累。磷石膏淡洗水逆流使用，注意保持水平衡。

6、新法与传统爱尔兰国直接法相比，三处改进，一是制硫氢化钾时硫酸加入过剩量大，反应快而彻底，制成混液，冷后也是液态，好输送，反正每吨产品其参与硫酸氢钾反应硫酸只占一半，过剩20-30％反而有好处；二是老直接法，反应液游离磷酸多回作付产品；新法加K₂CO₃和K₂S即中和，又硫化兼碳化，利于一次完成净化，也增加KH₂PO₄收率，(在中和后中性下Al⁺³，硅酸同时絮凝沉淀)简化了工序；三是反应后滤液KH₂PO₄浓度可达300-330g/L，而大量磷石膏洗水采用纳滤脱水增浓，(NF)纳滤膜对PO₄ ^-3、SO₄ ^-2有特殊拦截作用，此技术用于此利于水平衡、蒸汽耗量大减，节能突出，降低成本利于环保，为创新点。

7、分步甲醇析晶，利于开始结晶粗大，品质好，可先回收高纯产品，后回收化肥级产品，一次完成分级。甲醇汽化热仅水汽化热约1/3，甲醇加入促结晶比浓缩结晶，质量好，设备简单，投资小，虽然甲醇易燃易爆，损失也是钱，但优点多于缺点。