一种无水磷酸三钾和结晶磷酸三钾、磷酸钙联产方法
【专利摘要】本发明涉及一种无水磷酸三钾和结晶磷酸三钾、磷酸钙联产方法，⑴配成氢氧化钾40-50wt％的溶液，加磷酸，反应完毕后，热过滤，收集母液进行浓缩，浓缩到有大量结晶膜出现时停止加热，冷却，当温度为50-60℃时，析出结晶，过滤分别收集结晶和滤液，结晶趁热甩干，用少量热水洗一遍，再甩干，即得三水合结晶磷酸三钾；⑶剩余再母液的回收用氯化钙沉淀，即得磷酸钙。本发明利用同样的原料，用常规方法一次生产出无水磷酸三钾、结晶磷酸三钾，为了环保，把产出磷酸三钾的母液回收为磷酸氢钙，既环保又降低了成本，三种产品联产，节约了成本，提高工作效率和经济效益。
【专利说明】一种无水磷酸三钾和结晶磷酸三钾、磷酸钙联产方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化工制备、化学试剂领域、食品添加剂等领域，尤其是一种无水磷酸三钾和结晶磷酸三钾、磷酸钙联产方法。
技术背景
[0002]磷酸三钾一般有两种结构，即含三个结晶水和无水磷酸三钾。结晶磷酸三钾是结晶性粉末，有潮解性，广泛用于分析试剂，缓冲剂、软水剂、洗涤剂的配制和汽油的精制，无水磷酸三钾主要用于食品添加剂、乳化剂、调味剂、抗氧化剂，医药上用作钾的强化剂。
[0003]目前磷酸三钾的合成方法，多用磷酸与氢氧化钾反应，生成结晶磷酸三钾，再用干燥法或蒸馏法除去结晶水得无水磷酸三钾。干燥法需要高温脱水，工艺复杂，难度很大，成本很高。蒸馏法，需要特殊设备，而且出料困难，寻找一个快速脱水的办法是非常必要的。
[0004]磷酸的溶解度非常大，造成出料后的母液浓度非常高，反复浓缩出料，产品质量下降，直接排放，造成污染，所以生产磷酸钾母液的回收很重要。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种成本低、工作效率高、绿色环保的无水磷酸三钾和结晶磷酸三钾、磷酸钙联产方法。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0007]一种无水磷酸三钾和结晶磷酸三钾、磷酸钙联产方法，步骤如下:
[0008]⑴氢氧化钾配成40-50重量％的溶液，慢慢加入到浓磷酸中，氢氧化钾:浓磷酸的摩尔比为3:1;
[0009]⑵反应完毕后，热过滤，滤液进行浓缩，浓缩到密度为1.4-1.8g/cm3时，冷却到40-60°C，有结晶析出，取出结晶，即得到含一水的磷酸三钾，甩干、用水洗一次，于干燥设备中干燥至恒重，得无水磷酸三钾；
[0010]⑶母液继续浓缩到再次出现结晶膜，冷却至20-30°C，滤出结晶，甩干，用水洗，甩干自然晾干，即得结晶磷酸三钾；
[0011]⑷剩余母液中加入固体氯化钙，即可生成磷酸钙沉淀。
[0012]而且，所述步骤⑵的母液回收后经过滤再浓缩，同上述操作，可再次回收一部分三水结晶磷酸三钾。
[0013]而且，所述步骤⑶废液中的剩余氯化钾可浓缩至近干，冷却后作为化肥用。
[0014]本发明的优点和积极效果:
[0015]1、本发明利用同样的原料，用常规方法一次生产出无水磷酸三钾、结晶磷酸三钾，为了环保，把产出磷酸三钾的母液回收为磷酸氢钙，既环保又降低了成本，三种产品联产，节约了成本，提高工作效率和经济效益。
[0016]2、本发明改变成磷酸三钾的合成温度和出料温度，首先结晶出一水磷酸三钾，甩干后干燥至恒重，即可得无水磷酸三钾，减少了高温脱去三个结晶水的操作。
[0017]3、本发明将所剩母液继续浓缩后，冷却至0°C结晶再出料，即得到结晶三水合磷酸三钾，再将剩余母液回收加入定量的的氯化钙，即可沉淀为磷酸钙或磷酸氢钙，母液经浓缩可得氯化钾肥料。
[0018]4、本申请提供的方法既适合于试剂级无水磷酸三钾，结晶磷酸三钾、磷酸钙的生产，也可实现工业化，进行工业级无水磷酸三钾、结晶磷酸钾、磷酸钙的生产，做到零排放，对环境无污染。
[0019]具体的实施方式
[0020]为了理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步说明:下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
[0021]实施例1
[0022]一种无水磷酸三钾和结晶磷酸三钾、磷酸钙联产方法，步骤如下:
[0023]⑴一定量氢氧化钾，配成50% (重量比)的溶液，把此溶液慢慢加入到浓磷酸中，其理论摩尔比为3:1，如下反应:
[0024]3K0H+H3P04 — K3P04+3H20
[0025]⑵反应完毕后，热过滤，滤液进行浓缩，浓缩到密度为1.4-1.8g/cm3时，冷却到40-60°C，有结晶析出，取出结晶，即得到含一水的磷酸三钾，甩干、用水洗一次，于干燥设备中干燥至恒重，得无水磷酸三钾；
[0026]⑶母液继续浓缩到再次出现结晶膜，冷却至20-30°C，滤出结晶，甩干，用水洗，甩干自然晾干，即得结晶磷酸三钾；
[0027]⑷剩余母液中加入固体氯化钙，即可生成磷酸钙沉淀。固体氯化钙加入至无沉淀产生为止。
[0028]实施例2
[0029]一种无水磷酸三钾和结晶磷酸三钾、磷酸钙联产方法，步骤如下:
[0030]⑴取一定量氢氧化钾，配成40wt%的溶液，慢慢加入一定量的磷酸，氢氧化钾:磷酸的摩尔比为3:1 ;
[0031]⑵反应完毕后，热过滤，收集母液进行浓缩，浓缩到有大量结晶膜出现时停止加热，冷却，当温度为50-60°C时，析出结晶，过滤分别收集结晶和滤液，结晶趁热甩干，用少量热水洗一遍，再甩干，于烘箱中130°C干燥至恒重，即得无水磷酸三钾；
[0032]⑶母液进行浓缩，当密度达1.5-1.6g/cm3时，冷却到10_20°C，滤出结晶，甩干，用冷水洗2次，甩干，于60°C干燥，即得三水合结晶磷酸三钾；
[0033]⑷剩余再母液的回收用一定量的氯化钙沉淀，当无沉淀生成为反应完全，甩干，用水洗涤3次，即得磷酸钙。
[0034]实施例3:
[0035]一种无水磷酸三钾和结晶磷酸三钾、磷酸钙联产方法，步骤如下:
[0036]⑴取一定量的氢氧化钾配成4(^丨％的水溶液，慢慢加入到一定量的浓磷酸中，氢氧化钾要安全溶解，热滤，收集母液进行冷却，浓缩到底部有部门结晶出现时，冷却，当温度降至40-60°C，热过滤，分别收集结晶和母液；
[0037]⑵结晶用水洗I次，再甩干，干燥至恒重，即得无水磷酸三钾；
[0038]⑶母液继续进行浓缩，当浓缩到有结晶出现时，冷却到25°C，有大量结晶出现，甩干，用冷水洗2次，甩干，干空气中自然晾干，即得三水结晶磷酸三钾；
[0039]⑷为了回收母液中的三水结晶磷酸三钾，把母液经过滤再浓缩，同上述操作，可回收一部分三水结晶磷酸三钾。
[0040](5)因为磷酸三钾溶解度很大，母液中还存留一部分磷酸三钾，为了废液回收，加入一定量固体氯化钙，使磷酸钙沉淀，沉淀抽滤后，用水打浆洗涤3遍即可，甩干，100°C烘干即得磷酸钙。
[0041](6)废液中的剩余氯化钾可浓缩至近干，冷却后可作为化肥用。
【权利要求】
1.一种无水磷酸三钾和结晶磷酸三钾、磷酸钙联产方法，其特征在于，步骤如下: ⑴氢氧化钾配成40-50wt%的溶液，慢慢加入到浓磷酸中，氢氧化钾:浓磷酸的摩尔比为 3:1 ; ⑵反应完毕后，热过滤，滤液进行浓缩，浓缩到密度为1.4-1.8g/cm3时，冷却到40-60°C，有结晶析出，取出结晶，即得到含一水的磷酸三钾，甩干、用水洗，干燥至恒重，得无水磷酸三钾； ⑶母液继续浓缩到再次出现结晶膜，冷却至20-30°C，滤出结晶，甩干，用水洗，再甩干自然晾干，即得结晶磷酸三钾； ⑷剩余母液中加入固体氯化钙，即可生成磷酸钙沉淀。
2.根据权利要求1所述的无水磷酸三钾和结晶磷酸三钾、磷酸钙联产方法，其特征在于:所述步骤⑵的母液回收后经过滤再浓缩，同上述操作，可再次回收一部分三水结晶磷酸三钾。
3.根据权利要求1所述的无水磷酸三钾和结晶磷酸三钾、磷酸钙联产方法，其特征在于:所述步骤⑶废液中的剩余氯化钾可浓缩至近干，冷却后作为化肥用。
【文档编号】C01B25/30GK104445126SQ201410680185
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月24日 优先权日:2014年11月24日
【发明者】杨万龙, 张勇 申请人:天津市光复科技发展有限公司