专利名称：一种湿法磷酸生产水溶性磷酸钾铵的方法
技术领域：
本发明涉及一种湿法磷酸生产水溶性磷酸钾铵的方法，属于化工生产技术领域。
背景技术：
随着我国花 卉业和园林观赏业的迅速发展，水溶性肥料逐渐被专业种植者接受。在大规模的经济作物区，水肥一体化配合滴灌系统能大大节约人力和水资源，这也促进了我国水溶性肥料的发展。磷酸二氢钾铵是由不同比例的磷酸二氢钾和磷酸二氢铵组成的复合晶体，与磷酸二氢钾或磷酸一铵、二铵相比具有更多的养分，是一种全水溶的高浓度三元复合肥。传统的生产磷酸二氢钾铵的方法是以热法磷酸为原料，制备磷酸一铵后与氯化钾发生复分解反应得到，或直接以农业级磷酸一铵为原料与氯化钾发生复分解反应。这两种方法原料成本高，导致生产企业经济效益小。近年来又出现了以低成本的二水湿法磷酸为原料生产磷酸二氢钾铵的方法。如中国专利文献CN1083034A (申请号92108206.1)公开了一种磷酸二氢钾铵的生产方法，包括以下工艺流程1.以湿法磷酸为原料制备磷酸二氢铵溶液；2.磷酸二氢铵与氯化钾复分解；3.冷却结晶；4.离心分离；5.干燥。磷酸二氢铵溶液与氯化钾复分解时，氯化钾磷酸二氢铵=0. 7 1，反应温度50°C 80°C，冷却结晶温度-10° 30°C。该方法虽然提供了一种生产磷酸二氢钾铵的新思路，使用湿法磷酸为原料，降低了生产成本，但所得产品养分低，特别是有较高经济价值的磷酸二氢钾含量低。中国专利文献CN101348244A (申请号200810058885. 5)公开了一种磷酸二氢钾铵的制备方法，它以磷矿、硫酸及氯化钾为基础原料，经磷酸萃取、过滤、中和分离、浓缩、结晶得全水溶性磷酸二氢钾铵产品，生产出的磷酸二氢钾铵溶液浓度高，固体含量可达到40%,可减轻浓缩工序的负荷。但其不足之处有1、与磷矿粉反应过程中，大量的钾被磷石膏夹带，以含钾磷石膏的形式沉淀，大大降低了钾的收率。2、所得水溶性磷酸二氢钾铵产品养分较专利文献CN1083034A中所述方法制得的产品更低。因此，如何以更高的转化率将氮磷钾转化成水溶性磷酸二氢钾铵并提高水溶性磷酸二氢钾铵中养分含量是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种成本低、转化率和养分吸收率高的以湿法磷酸和氯化钾为原料生产全水溶性磷酸二氢钾铵的方法。湿法磷酸是硫酸分解磷矿所得的一种粗磷酸，本发明所使用的原料湿法磷酸为常规市售产品。本发明技术方案如下 一种湿法磷酸生产水溶性磷酸钾铵的方法，包括如下步骤(I)向湿法磷酸中加入磷矿粉，在温度30 70°C下，搅拌I 3小时；然后，在相同温度下加入氯化钾，反应O. 5 2小时，固液分离，取液体，制得脱氟磷酸；该步骤经固液分离后，沉淀为磷石膏和氟硅酸钾混合物，可直接用作复合肥填料；或者，向湿法磷酸中加入磷矿粉，在温度30 70°C下，搅拌I 3小时，固液分离，取液体；然后，在相同温度下加入氯化钾，反应O. 5 2小时，固液分离，取液体，制得脱氟磷酸；该步骤第一次固液分离后，沉淀为磷石膏，第二次固液分离后，沉淀为氟硅酸钾，其中氟硅酸钾可作为氟产品单独回收利用；
(2)向步骤(I)制得的脱氟磷酸加入氨进行中和反应，将料浆pH稳定在3.0 6. 5，进行固液分离，制得澄清料液；澄清料液的主要成分为磷酸一铵；(3)向步骤(2)制得的澄清料液中加入加入氯化钾，在温度70 100°C下，反应
O.5 2小时，然后降温至10 30°C，析晶，固液分离，取沉淀，经干燥，制得水溶性磷酸钾铵；该步骤固液分离后，滤液中主要成分为氯化铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、氯化钾，经蒸发、干燥可制得氯基水溶性肥料。 根据本发明优选的，所述步骤(I)中，磷矿粉中的Ca元素与湿法磷酸中的SO3的摩尔比为(I 2) :1 ;进一步优选的，磷矿粉中的Ca元素与湿法磷酸中的SO3的摩尔比为(1. 2 1. 6) I。根据本发明优选的，所述步骤(I)中，氯化钾与湿法磷酸中的F元素的摩尔比为(I 1.4) 3，优选的，氯化钾与湿法磷酸中的F元素的摩尔比为(I 1. 2) 3。根据本发明所述步骤(I)中，磷矿粉可由各种磷矿粉磨而成，优选的，磷矿粉中CaO 含量 >40wt%。根据本发明优选的，所述步骤(2)中，所述的氨为氨气或氨水。根据本发明优选的，步骤(2)中，将料浆pH稳定在3. O 6. 5，包括先调料浆pH值至4. 6 6. 5，此时将料浆固液分离，取液体，然后调节液体的pH至3. O 4. 6。该过程中分离出的固体为水不溶的铁、铝、镁的磷酸盐，该沉淀可直接作为枸溶性磷肥。该步骤可以使磷酸混合液中的铁、镁、铝离子更彻底地沉淀出来，因此用磷矿制取湿法磷酸时，还可以使用高镁磷矿，拓宽了制备二水湿法磷酸的原料来源。根据本发明进一步优选的，上述调pH的试剂为盐酸或磷酸。根据本发明优选的，所述步骤(3)中，氯化钾与澄清料液中P2O5的摩尔比为(I 2) O. 5，优选的，氯化钾与澄清料液中P2O5的摩尔比为(1.1 1.6) 0.5。根据本发明优选的，所述步骤(3)中，反应温度为75 95°C;析晶时间为O. 5 I小时。根据本发明优选的，所述步骤(3)中，干燥温度为100 120°C。本发明具有以下优点和有益效果1、本发明通过对湿法磷酸先加入磷矿粉进行脱硫，再加入氯化钾进行脱氟，可将湿法磷酸初步纯化，大大减少后续反应中的杂质离子，提高结晶的纯度；2、本发明通过在氨中和过程中，先将pH调至4. 6 6. 5，再将pH值回调至3. O 4.6这一步骤，可以更彻底的脱去溶液中铁、镁、铝等杂质，有利于提高析出晶体的纯度，还拓宽了本发明的原料来源。3、本发明制备的水溶性磷酸二氢钾铵，产品具有纯度高、养分高、钾含量高的优点。4、本发明所述方法工艺简单，实施成本低，生产获得的其他副产物可以作为其他复合肥料的原料进行重加工利用，因此，该方法全过程无废渣 排放，原料利用度高，对环境友好，具有较好的社会效益和经济效益。
具体实施例方式下面结合实例对本发明所述技术方案做进一步说明，但本发明所保护范围不限于此。实施例1 6中的粗磷酸为采用中品味磷矿经硫酸法湿法磷酸制得，磷矿购自贵州开阳公司，所制得湿法磷酸经检测，主要成分如下，均为质量百分比P2O5 22. 31% ；F1. 93% ；S031. 37% ；CaO O. 25% ；MgO 0. 73% ；Fe203 0. 49% ；A12031. 00% ；Si02 0. 84%，水和其他杂质余量；实施例7 8中的粗磷酸为采用高镁磷矿经硫酸法湿法磷酸制得，磷矿购自贵州福泉公司，所制得湿法磷酸经检测，主要成分如下，均为质量百分比P2O5 24. 12% ；F 2. 08% ；S03 2. 36% ；CaO O. 36% ；MgO 8. 54% ；Fe203 0. 31% ；A1203
0.57% ；Si02 4. 46%，水和其他杂质余量；实施例中所述磷矿粉主要成分如下P2O5 29. 31% ；S031. 87% ；CaO 43. 0% ；MgO1. 02% ；Fe2031. 60% ；A1203 3. 49% ；Si0212. 17%，水和其他杂质余量；所述工业级氯化钾固体为工业纯度，购自加拿大中化国际公司；所述氨气为工业纯度，购自德洋特种气体有限公司。实施例1一种湿法磷酸生产水溶性磷酸钾铵的方法，包括如下步骤(I)取湿法磷酸8000公斤，先加入磷矿粉214公斤，在温度40°C下，搅拌3小时；然后，相同温度下加入氯化钾201公斤，反应2小时，固液分离，取液体，制得脱氟磷酸8019公斤；经分析，脱氟磷酸中的成分如下，均为重量百分比P2O5 22. 10%, F1. 16%, SO31. 18%, CaO O. 55%, MgO O. 73%, Fe2O3 O. 50%, Al2O3
1.04%，SiO2 O. 52%，水和其他杂质余量。该步骤经固液分离后，沉淀为磷石膏和氟硅酸钾混合物，共506公斤。(2)向步骤(I)制得的脱氟磷酸通入氨气进行中和反应，待pH稳定在6. O时，进行固液分离，制得混合液6323公斤；经分析，成分如下，均为重量百分比P2O5 21. 16%, N 6. 0%, F O. 0031%, CaO O. 26%, MgO O. 53%, Fe2O3 O. 03%, Al2O3
O.004%, SiO2 O. 003%，水和其他杂质余量。沉淀为水不溶的铁、铝、镁的磷酸盐，共2061公斤，该沉淀可直接作为枸溶性磷肥。(3)向步骤(2)制得的混合液中加入氯化钾1684公斤，在温度80°C下，反应I小时，然后降温至25°C，析晶I小时，固液分离，取沉淀，经100°C干燥，制得水溶性磷酸二氢钾铵 2363 公斤；产品中含 N 3. Owt%, P2O5 44. 0wt%, K2O 19. 7wt%, Cl 3. 0wt%。该步骤固液分离后，经蒸发、干燥可制得氯基水溶性肥料2607公斤，产品中含N12. 4wt% ；P205 11. 4wt% ；K20 15. 0wt% ；C1 22. 6wt%。实施例2一种湿法磷酸生产水溶性磷酸钾铵的方法，包括如下步骤(I)取湿法磷酸8000公斤，先加入磷矿粉249公斤，在温度70°C下，搅拌I小时；然后，相同温度下加入氯化钾221公斤，反应O. 5小时，固液分离，取液体，制得脱氟磷酸7924公斤；经分析，脱氟磷酸中的成分如下，均为重量百分比P2O5 22. 18%, F O. 86%, SO3 O. 85%, CaO O. 95%, MgO O. 74%, Fe2O3 O. 52%, Al2O31.03%，SiO2 O. 26%，水和其他杂质余量。 该步骤经固液分离后，沉淀为磷石膏和氟硅酸钾混合物，共546公斤。(2)向步骤(I)制得的脱氟磷酸通入氨气进行中和反应，待pH稳定在3. O时，进行固液分离，制得混合液6458公斤，经分析，成分如下，均为重量百分比P2O5 20. 31%, N 5. 7%, F O. 03%, SO31. 37%, CaO O. 25%, MgO O. 73%, Fe2O3 O. 49%,Al2O31. 00%，SiO2 O. 22%，水和其他杂质余量。沉淀为水不溶的铁、铝、镁的磷酸盐，共1793公斤，该沉淀可直接作为枸溶性磷肥。(3)向步骤(2)制得的混合液中加入氯化钾1651公斤，在温度85°C下，反应I小时，然后降温至30°C，析晶I小时，固液分离，取沉淀，经105°C干燥，制得水溶性磷酸二氢钾铵 2213 公斤；产品中含 N 2. 5wt%, P2O5 45. 8wt%, K2O 23. 3wt%, Cl1. 0wt%。该步骤固液分离后，经蒸发、干燥可制得氯基水溶性肥料2945公斤，产品中含N10. 6wt%, P2O5 8. 6wt%, K2O 16. 6wt%, Cl 25wt%。实施例3一种湿法磷酸生产水溶性磷酸钾铵的方法，包括如下步骤(I)取湿法磷酸8000公斤，先加入磷矿粉249公斤，在温度60°C下，搅拌I小时；然后，相同温度下加入氯化钾241公斤，反应I小时，固液分离，取液体，制得脱氟磷酸7806公斤；经分析，脱氟磷酸中的成分如下，均为重量百分比P2O5 22. 20%, F O. 85%, SO3 O. 88%, CaO O. 97%, MgO O. 78%, Fe2O3 O. 55%, Al2O31.09%，SiO2 O. 20%，水和其他杂质余量。该步骤经固液分离后，沉淀为磷石膏和氟硅酸钾混合物，共543公斤。(2)向步骤(I)制得的脱氟磷酸通入氨气进行中和反应，待pH稳定在3. 8时，进行固液分离，制得混合液6110公斤，经分析，成分如下，均为重量百分比P2O5 21. 02%, N 5. 8%, F O. 05%, SO31. 39%, CaO O. 29%, MgO O. 67%, Fe2O3 O. 43%,Al2O3 O. 93%，SiO2 O. 20%，水和其他杂质余量。沉淀为水不溶的铁、铝、镁的磷酸盐，共2013公斤，该沉淀可直接作为枸溶性磷肥。(3)向步骤(2)制得的混合液中加入氯化钾1617公斤，在温度85°C下，反应I小时，然后降温至20°C，析晶O. 5小时，固液分离，取沉淀，经110°C干燥，制得水溶性磷酸二氢钾铵 2230 公斤；产品中含 N 2. 8wt%, P2O5 46. 2wt%, K2O 22. 0wt%, Cl 3. 5wt%。该步骤固液分离后，经蒸发、干燥可制得氯基水溶性肥料2570公斤，产品中含Nil. 2wt%, P2O5 8. 7wt%, K2O 17. 5wt%, Cl 26. 2wt%。实施例4一种湿法磷酸生产水溶性磷酸钾铵的方法，包括如下步骤(I)取湿法磷酸8000公斤，先加入磷矿粉284公斤，在温度60°C下，搅拌2小时；然后，相同温度下加入氯化钾221公斤，反应2小时，固液分离，取液体，制得脱氟磷酸7814公斤；经分析，脱氟磷酸中的成分如下，均为重量百分比P2O5 22. 21%, F O. 84%, SO3 O. 89%, CaO O. 98%, MgO O. 73%, Fe2O3 O. 57%, Al2O31.02%，SiO2 O. 23%，水和其他杂质余量。 该步骤经固液分离后，沉淀为磷石膏和氟硅酸钾混合物，共579公斤。(2)向步骤(I)制得的脱氟磷酸通入氨气进行中和反应，待pH稳定在6. 5时，进行固液分离，制得混合液6125公斤，经分析，成分如下，均为重量百分比P2O5 20. 93%, N 6. 5%, F O. 0028%, SO3 O. 29%, CaO O. 27%, MgO O. 48%, Fe2O3 O. 02%,Al2O3 O. 004%, SiO2 O. 002%，水和其他杂质余量；然后向混合液中加入盐酸调pH至3. O,制得pH3. O的混合液；沉淀为水不溶的铁、铝、镁的磷酸盐，共1982公斤，该沉淀可直接作为枸溶性磷肥。(3)向步骤(2)制得的pH3. O的混合液中加入氯化钾1663公斤，在温度85°C下，反应I小时，然后降温至25°C，析晶I小时，固液分离，取沉淀，经115°C干燥，制得水溶性磷酸二氢钾铵 2030 公斤；产品中含 N 2. 5wt%, P2O5 52. Owt%, K2O 26. 0wt%, Cl1. 5wt%。该步骤固液分离后，经蒸发、干燥可制得氯基水溶性肥料2670公斤，产品中含N13wt%, P2O5 8. 2wt%, K2O 19. 0wt%, Cl 32. 2wt%。实施例5一种湿法磷酸生产水溶性磷酸钾铵的方法，包括如下步骤(I)取湿法磷酸8000公斤，先加入磷矿粉214公斤，在温度70°C下，搅拌1. 5小时；然后，相同温度下加入氯化钾241公斤，反应I小时，固液分离，取液体，制得脱氟磷酸7793公斤；经分析，脱氟磷酸中的成分如下，均为重量百分比P2O5 22. 26%, F O. 82%, SO3 O. 85%, CaO O. 85%, MgO O. 77%, Fe2O3 O. 59%, Al2O31.10%, SiO2 O. 21%，水和其他杂质余量。该步骤经固液分离后，沉淀为磷石膏和氟硅酸钾混合物，共520公斤。(2)向步骤(I)制得的脱氟磷酸通入氨气进行中和反应，待pH稳定在6. O时，进行固液分离，制得混合液6118公斤，经分析，成分如下，均为重量百分比P2O5 20. 90%, N 6. 3%, F O. 0041%, SO3 O. 27%, CaO O. 29%, MgO O. 49%, Fe2O3 O. 03%,Al2O3 O. 005%, SiO2 O. 006%，水和其他杂质余量；然后向混合液中加入盐酸调pH至3. 6，制得pH3. 6的混合液；沉淀为水不溶的铁、铝、镁的磷酸盐，共1993公斤，该沉淀可直接作为枸溶性磷肥。(3)向步骤(2)制得的pH3. 6的混合液中加入氯化钾1537公斤，在温度90°C下，反应I小时，然后降温至15°c，析晶O. 5小时，固液分离，取沉淀，经120°C干燥，制得水溶性磷酸二氢钾铵 2330 公斤；产品中含 N 4. 6wt%, P2O5 52. 5wt%, K2O 21. 6wt%, Cl1. 8wt%。该步骤固液分离后，经蒸发、干燥可制得氯基水溶性肥料2520公斤，产品中含N10. 8wt%, P2O5 2. 0wt%, K2O 14. 7wt%, Cl 30. 7wt%。实施例6一种湿法磷酸生产水溶性磷酸钾铵的方法，包括如下步骤(I)取湿法磷酸8000公斤，先加入磷矿粉249公斤，在温度60°C下，搅拌2小时；然后，相同温度下加入氯化钾230公斤，反应1. 5小时，固液分离，取液体，制得脱氟磷酸7825公斤；经分析，脱氟磷酸中的成分如下，均为重量百分比P2O5 22. 20%, F O. 82%, SO3 O. 85%, CaO O. 90%, MgO O. 77%, Fe2O3 O. 59%, Al2O31. 10%, SiO2 O. 21%，水和其他杂质余量。 该步骤经固液分离后，沉淀为磷石膏和氟硅酸钾混合物，共556公斤。(2)向步骤(I)制得的脱氟磷酸通入氨气进行中和反应，待pH稳定在5. O时，进行固液分离，制得混合液6226公斤，经分析，成分如下，均为重量百分比P2O5 21. 03%, N 6. 0%, F O. 045%, SO3 O. 67%, CaO O. 26%, MgO O. 51%, Fe2O3 O. 26%,Al2O3 O. 47%，SiO2 O. 14%，水和其他杂质余量。然后向混合液中加入盐酸调pH至4. 2，制得pH4. 2的混合液；沉淀为水不溶的铁、铝、镁的磷酸盐，共1979公斤，该沉淀可直接作为枸溶性磷肥。(3)向步骤(2)制得的pH4. 2的混合液中加入氯化钾1571公斤，在温度90°C下，反应I小时，然后降温至30°C，析晶O. 5小时，固液分离，取沉淀，经105°C干燥，制得水溶性磷酸二氢钾铵 1979 公斤；产品中含 N1. 6w% P2O5 51. 9wt%, K2O 29. 0wt%, Cl O. 90wt%。该步骤固液分离后，经蒸发、干燥可制得氯基水溶性肥料2909公斤，产品中含N10. 6wt%, P2O5 9. 5wt%, K2O 14. lwt%, Cl 27. 9wt%。实施例7一种湿法磷酸生产水溶性磷酸钾铵的方法，包括如下步骤(I)取湿法磷酸8000公斤，先加入磷矿粉369公斤，在温度65°C下，搅拌2小时；然后，相同温度下加入氯化钾239公斤，反应O. 5小时，固液分离，取液体，制得脱氟磷酸7795公斤；经分析，脱氟磷酸中的成分如下，均为重量百分比P2O5 23. 92%, F O. 96%, SO3 O. 93%, CaO1. 17%, MgO 8. 67%, Fe2O3 O. 70%, Al2O31.53%，SiO2 O. 26%，水和其他杂质余量。该步骤经固液分离后，沉淀为磷石膏和氟硅酸钾混合物，共578公斤。(2)向步骤(I)制得的脱氟磷酸通入氨气进行中和反应，待pH稳定在5. 5时，进行固液分离，制得混合液6028公斤，经分析，成分如下，均为重量百分比P2O5 22. 63%, N 6. 4%, F O. 053%, SO3 O. 69%, CaO O. 30%, MgO O. 53%, Fe2O3 O. 28%,Al2O3 O. 50%, SiO2 O. 19%，水和其他杂质余量；然后向混合液中加入盐酸调pH至3. 5,制得pH3. 5的混合液；沉淀为水不溶的铁、铝、镁的磷酸盐，共2113公斤，该沉淀可直接作为枸溶性磷肥。
(3)向步骤(2)制得的pH3. 5的混合液中加入氯化钾2003公斤，在温度80°C下，反应I小时，然后降温至25°C，析晶I小时，固液分离，取沉淀，经120°C干燥，制得水溶性磷酸二氢钾铵 2281 公斤；产品中含 N 2. 5wt%, P2O5 51. 9wt%, K2O 26. 2wt%, Cl1. 80wt%。该步骤固液分离后，经蒸发、干燥可制得氯基水溶性肥料2860公斤，产品中含Nil. 4wt%, P2O5 6. 3wt%, K2O 23. lwt%, Cl 33. 6wt%。
实施例8一种湿法磷酸生产水溶性磷酸钾铵的方法，包括如下步骤(I)取湿法磷酸8000公斤，先加入磷矿粉430公斤，在温度75°C下，搅拌2小时；然后，相同温度下加入氯化钾260公斤，反应1. O小时，固液分离，取液体，制得脱氟磷酸7754公斤；经分析，脱氟磷酸中的成分如下，均为重量百分比P2O5 23. 79%, F O. 92%, SO3 O. 86%, CaO1. 08%, MgO 8. 58%, Fe2O3 O. 63%, Al2O31.31%，SiO2 O. 24%，水和其他杂质余量。该步骤经固液分离后，沉淀为磷石膏和氟硅酸钾混合物，共635公斤。(2)向步骤(I)制得的脱氟磷酸通入氨气进行中和反应，待pH稳定在6. 5时，进行固液分离，制得混合液5963公斤，经分析，成分如下，均为重量百分比P2O5 22. 45%, N 6. 6%, F O. 003%, SO3 O. 32%, CaO O. 24%, MgO O. 47%, Fe2O3 O. 06%,Al2O3 O. 004%, SiO2 O. 004%，水和其他杂质余量；然后向混合液中加入盐酸调pH至4. 6，制得pH4. 6的混合液；沉淀为水不溶的铁、铝、镁的磷酸盐，共2176公斤，该沉淀可直接作为枸溶性磷肥。(3)向步骤(2)制得的pH4. 6的混合液中加入氯化钾1826公斤，在温度90°C下，反应I小时，然后降温至30°C，析晶I小时，固液分离，取沉淀，经110°C干燥，制得水溶性磷酸二氢钾铵 2137 公斤；产品中含 N 2. 2wt%, P2O5 52. 2wt%, K2O 27. 4wt%, Cl O. 95wt%。该步骤固液分离后，经蒸发、干燥可制得氯基水溶性肥料2826公斤，产品中含N19. 2wt%, P2O5 7. 9wt%, K2O 19. 7wt%, Cl 32. 6wt%。对比例按照中国专利文献CN1083034A (申请号92108206.1)公开的实施例制备磷酸钾铵肥料，具体如下所用湿法磷酸的组成是P2O522%, F1. 0%, Al2O3 O. 86%,MgO O. 85%, Fe2O3 O. 25%,水和其他杂质余量。取湿法磷酸1000公斤，按化学计量120%加入脱氟所需氯化钾，在50°C反应、沉淀，滤去氟硅酸钾，于滤液中通入氨气至pH=3. 5，真空抽滤磷酸盐沉淀杂质，将滤液浓缩到含NH4H2PO4 至 40wt% 备用。在70°C，不断搅拌下缓缓加入氯化钾，达到KCl = NH4H2PO4的摩尔比为O. 7后，以rc /分的速度降温到结晶温度25°C，并保温搅拌O. 5小时。最后将析出的磷酸二氢钾铵离心分离并干燥得产品220公斤。产品中含N 5wt%, P2O5 54wt%、K20 18wt%、Cl〈2wt%。分析本发明实施例1飞和实施例广8分别以中品味磷矿和高镁磷矿制备相应的湿法磷酸为原料制备磷酸二氢钾铵，通过实施例4飞和实施例71所制备的产品总养分均较对比例高，特别是钾含量高，说明产品中有较大经济价值的磷酸二氢钾所占比例较高，具有较高的经济价值。而未经pH调节步骤的实施例f 3则较其余实施例养分低，说明pH调节步骤可以显著的提高产品的纯度 和养分。
权利要求
1.一种湿法磷酸生产水溶性磷酸钾铵的方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)向湿法磷酸中加入磷矿粉，在温度30 70°C下，搅拌I 3小时；然后，在相同温度下加入氯化钾，反应O. 5 2小时，固液分离，取液体，制得脱氟磷酸； 或者， 向湿法磷酸中加入磷矿粉，在温度30 70°C下，搅拌I 3小时，固液分离，取液体；然后，在相同温度下加入氯化钾，反应O. 5 2小时，固液分离，取液体，制得脱氟磷酸； (2)向步骤(I)制得的脱氟磷酸加入氨进行中和反应，将料浆pH稳定在3.O 6. 5，进行固液分离，制得澄清料液； (3)向步骤(2)制得的澄清料液中加入加入氯化钾，在温度70 100°C下，反应O.5 2小时，然后降温至10 30°C，析晶，固液分离，取沉淀，经干燥，制得水溶性磷酸钾铵。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(I)中，磷矿粉中的Ca元素与湿法磷酸中的SO3的摩尔比为(I 2) 1 ;进一步优选的，磷矿粉中的Ca元素与湿法磷酸中的SO3的摩尔比为(1. 2 1. 6) :1。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(I)中，氯化钾与湿法磷酸中的F元素的摩尔比为(I 1. 4 ): 3，优选的，氯化钾与湿法磷酸中的F元素的摩尔比为(I 1. 2 ):3。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(I)中，磷矿粉中CaO含量>40wt%。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述的氨为氨气或氨水。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，将料浆pH稳定在3.O 6. 5，包括先调料浆PH值至4. 6 6. 5，此时将料浆固液分离，取液体，然后调节液体的pH至3. O 4.6。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，上述调pH的试剂为盐酸或磷酸。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，氯化钾与澄清料液中P2O5的摩尔比为(I 2)0. 5，优选的，氯化钾与澄清料液中P2O5的摩尔比为(1.1 1. 6)0. 5。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，反应温度为75 95°C;析晶时间为O. 5 I小时。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，干燥温度为100 120°C。
全文摘要
本发明涉及一种湿法磷酸生产水溶性磷酸钾铵的方法，该方法以低成本的湿法磷酸为原料，经过脱硫，脱氟程序，再与氨中和，得到磷酸一铵溶液，磷酸一铵溶液与氯化钾发生复分解反应，结晶，得到以磷酸二氢钾为主，磷酸二氢铵为辅的的水溶性肥料，且氯含量小于2%。过量的氯化钾和氮可生产副产品氯基氮磷钾水溶性复合肥。同时生产过程中的副产品可直接用作枸溶性磷肥。本发明工艺简单，制备的水溶性磷酸二氢钾铵产品具有纯度高、养分高、钾含量高的优点。全过程无废渣排放，对环境友好，具有较好的社会效益和经济效益。
文档编号C01B33/10GK103011122SQ20121058334
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者张敏, 李新柱, 张营, 刘鹏, 王伯通, 王娜, 杨位红, 张国栋 申请人:山东金正大生态工程股份有限公司