一种湿法磷酸制备磷酸氢二钾方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及湿法磷酸制备磷酸盐技术领域，尤其是一种湿法磷酸制备磷酸氢二钾方法。
【背景技术】
[0002]磷酸氢二钾，又称磷酸二钾、磷酸一氢钾，是磷酸生成的钾盐酸式盐之一，为无色四方晶系结晶或白色结晶粉末。易溶于水，水溶液呈微碱性，微溶于醇，有吸湿性，温度较高时自溶。磷酸氢二钾主要用于医药(青霉素、链霉素的培养剂)工业，还可用作滑石粉的脱铁剂、pH调节剂等。
[0003]现有技术中，磷酸氢二钾的生产主要集中在苛性钾溶液中和磷酸制得或用碳酸钾溶液中和磷酸而得。其中，苛性钾溶液中和磷酸是将固体苛性钾配成30 %水溶液，经澄清、过滤除去杂质，计量后加入耐腐蚀反应罐中，在搅拌下缓慢加入适量的50%磷酸溶液，在90?100°C下进行中和反应，反应终点控制pH8.5?9.0 (用酚酞作指示剂刚显红色为止)。加热至120?124°C进行浓缩，至溶液浓度达到要求范围后过滤除去不溶物。澄清滤液经冷却至20°C以下析出结晶，再经离心分离，稍加风干，制得磷酸氢二钾成品，母液经过滤后返回使用。其反应方程式如下:
[0004]H3P04+2K0H — K2HP04+2H20
[0005]用碳酸钾溶液中和磷酸是在不断搅拌下，将碳酸钾溶液加入30%的磷酸溶液中反应，中和终点为pH值8.5?9.0 (酚酞指示剂刚显红色)；中和液浓缩至120?124°C后过滤除去不溶物，然后冷却至20?C以下结晶；离心分离、干燥得产品，母液送至中和工序回用。反应方程式如下:
[0006]K2C03+H3P04— K 2HP04+H20+C02 ?
[0007]但是，磷酸主要分为湿法磷酸和热法磷酸，由于热法磷酸的成本较高，使得湿法磷酸的生产得到了较大范围的推广和应用，可是，由于湿法磷酸是以磷矿与无机酸，根据强酸制取弱酸的原理制备而成的，而磷矿根据不同的品质，其含有的杂质量也是不一样的，法磷酸中的杂质含量较高，这不仅影响着湿法磷酸与氢氧化钾或者碳酸钾反应生产磷酸氢二钾产品的品质，而且还会导致湿法磷酸中的杂质会与钾离子反应，生成复杂的沉淀物，进而造成钾离子的利用率较低，增加了湿法磷酸制备磷酸氢二钾的成本。
[0008]可见，将湿法磷酸制备磷酸氢二钾产品的工艺进行改进，使得湿法磷酸制备磷酸钾盐产品过程中的产率增大，纯度较高，降低钾离子的消耗量，降低成本成为本领域关键性的问题；基于此，本研究者结合多年的生产实践，为湿法磷酸制备磷酸钾盐提供一种新思路。
【发明内容】
[0009]为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种湿法磷酸制备磷酸氢二钾方法。
[0010]具体是通过以下技术方案得以实现的:
[0011]—种湿法磷酸制备磷酸氢二钾方法，包括以下步骤:
[0012](I)取五氧化二磷浓度为15-35%的湿法磷酸，通过分析其中的硫酸根的含量，并向其中加入磷矿粉，磷矿粉的加入量为与硫酸根的含量的质量比为(I?1.2):1，待其反应30-60min后，再向其中加入氨水或者通入氨气，调节pH值为3?7，过滤，得料浆和滤渣；
[0013](2)取氢氧化钾，将氢氧化钾加入到料浆中，控制氢氧化钾的加入量与湿法磷酸中五氧化二磷的量的摩尔比为4:1，待其投料完成后，控制真空度为0-0.0lMPa，采用温度为85-95°C蒸发结晶，待溶液中出现大量晶体，停止蒸发，冷却到室温，过滤，得母液和磷酸氢二钾。
[0014]所述的磷酸氢二钾，其纯度为98.3-99%。
[0015]所述的滤渣送去复合肥生产线；所述的母液送去复合肥生产线。
[0016]所述的蒸发结晶，在该过程中产生的气体采用稀磷酸进行吸收处理后，返回步骤
(I)中与湿法磷酸进行混合。
[0017]所述的稀磷酸，其浓度为15-35%。
[0018]上述的磷酸氢二钾的纯度，是将得到的磷酸氢二钾晶体置于干燥器中干燥后，再将其进行取样分析的。
[0019]本发明最主要的优点在于，采用真空度为0-0.0lMPa的大小控制溶液中的过饱和度，控制磷酸氢二钾的结晶速率，使得制备的磷酸氢二钾产品品质较优，纯度较高，质量稳定。
[0020]上述的磷矿粉的颗粒大小为60-130目。
[0021]上述的磷矿粉中的五氧化二磷的含量不得低于9%。
[0022]上述的氢氧化钾为固体加入到磷酸铵盐溶液中，也可以为氢氧化钾配制成液体后加入。
[0023]上述的氢氧化钾可以采用碳酸钾来代替，还可以采用碳酸氢钾来代替。
[0024]与现有技术相比，本发明的技术效果体现在:
[0025]通过对湿法磷酸中的硫酸根的量进行检测和分析，再向其中加入一定量的磷矿粉，使得磷矿粉与硫酸根反应，再通入氨气或者加入氨水，通过调节料浆的PH值，使得湿法磷酸的硫酸根和大量的Fe、Al等阳离子以及F、Si等阴离子杂质生成沉淀，过滤后，除去残留在湿法磷酸中的硫酸根和大量的Fe、Al等阳离子以及F、Si等阴离子杂质，改善了湿法磷酸的品质，提高了湿法磷酸的纯度；再向其中加入氢氧化钾，并对氢氧化钾的用量进行限定，进而提高了钾离子的利用率，降低了生产成本，节约了资源。
[0026]本发明尤其是通过微负压环境下进行蒸发结晶，使得氨气挥发出来，磷酸氢二钾产品形成，进而改善磷酸氢二钾结晶的晶型，提高磷酸氢二钾的品质，使得磷酸氢二钾的纯度达到98.3-99%。
[0027]本发明的整个工艺中不存在废液、废气、废渣的排放，并且回收的母液和过滤渣用于复合肥的生产，且能够满足复合肥的各项指标；结合采用稀磷酸对挥发出来的氨气吸收返回步骤1，进而使得氨气得到回收利用，降低了资源消耗，降低了磷酸氢二钾的生产成本。
【具体实施方式】
[0028]下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
[0029]本发明的反应原理为:硫酸根与磷矿粉先进行反应，形成硫酸盐不溶物，并通过向其中通入氨气或者加入氨水调整pH值，使得磷酸与氨气或者氨水进行反应，形成磷酸铵盐料浆，再将磷酸铵盐料浆与氢氧化钾(碳酸氢钾或者碳酸钾)反应，获得磷酸氢二钾，具体的反应式涉及到:
[0030]SO42 +Ca2+— CaSO 4
[0031]NH4H2P04+2K0H — Κ2ΗΡ04+ΝΗ3 丨 +2H20
[0032]NH4H2P04+2KHC03— K 2ΗΡ04+ΝΗ3 丨 +2C0 2 丨 +2H 20
[0033]NH4H2P04+K2C03— K 2HP04+NH3 个 +CO 2 个 +H 20
[0034]实施