技术领域
本发明涉及一种水溶性肥料的生产方法，具体涉及一种水溶性磷酸二氢钾肥料产品及水
溶性磷酸二氢钾铵肥料产品的生产方法。
背景技术：
水溶性肥料是一种可以完全溶于水的多元复合肥料，它能迅速地溶解于水中，更容易被
作物吸收，而且其吸收利用率相对较高，更为关键的是它可以应用于喷、滴、灌等设施农业，
实现水肥一体化，达到省水省肥省工的效能。与传统的过磷酸钙、造粒复合肥等品种相比，
水溶性肥料具有明显的优势。其主要特点是用量少，使用方便，使用成本低，作物吸收快，
营养成分利用率极高，其肥料利用率差不多是常规复合化学肥料的2-3倍，同时水溶性肥料
是一个速效肥料，可以让种植者较快地看到肥料的效果和表现，随时可以根据作物不同长势
对肥料配方作出调整。因此，水溶性肥料在农业生产上越来越受到广泛的重视。
目前，水溶性肥料的生产方法主要有以工业级磷酸、经过净化的湿法磷酸为原料生产水
溶性的磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾铵等复合肥，也有以磷酸二氢钙为原料生产水
溶性的磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾铵等复合肥。由于所用原料价格高，且以湿法
磷酸为原料时，净化湿法磷酸所产生的渣未能得到有效的利用，从而导致水溶性肥料的生产
成本高。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种生产成本低且磷、氮、钾资源能得到充分利
用的水溶性肥料的生产方法。本发明是以价值较低的肥料级重过磷酸钙和中低品位磷矿生产
饲料级磷酸氢钙时的一段中和液提供水溶性的磷酸二钙，以价值较低的农用硫酸钾为原料提
供钾元素，以液氨提供氮元素，用一套装置和基本相似的工艺路线可生产水溶性的磷酸二氢
钾肥料产品或水溶性的磷酸二氢钾铵肥料产品，并副产饲料级磷酸氢钙产品或普通的磷肥产
品或农用磷酸氢二铵产品。该方法适用于具有同时生产饲料级磷酸钙盐产品及肥料级重过磷
酸钙产品的磷化工企业。
重过磷酸钙和两段法饲料级磷酸氢钙一段中和清液的主要成分为磷酸二氢钙，农用硫酸
钾的主要成分为硫酸钾，两种原料混合时发生化学反应，生成硫酸钙沉淀和磷酸二钾溶液，
主要发生以下复分解化学反应：
Ca(H2PO4)2+K2SO4+2H2O→CaSO4·2H2O↓+2KH2PO4在生产水溶性磷酸二氢钾时，加氢氧化钾中和时，溶液中存在的磷酸二氢钙与氢氧化钾
反应，并进一步除去溶液中的铁、铝等杂质，主要包括以下化学反应：
Ca(H2PO4)2+KOH+2H2O→KH2PO4+CaHPO4·2H2O↓
在生产水溶性磷酸二氢钾铵产品时，加液氨中和时，生成磷酸氢钙沉淀，并进一步除去
溶液中的铁、铝等杂质，并发生以下反应：
Ca(H2PO4)2+NH4OH+2H2O→NH4H2PO4+CaHPO4·2H2O↓
如图1所示，本发明的技术方案是：
一种水溶性肥料的生产方法，本发明特征在于，(如附图1所示，)包括如下工艺过程：
以含磷酸二氢钙为主要成分的优质重过磷酸钙、用中低品位磷矿生产饲料级磷酸氢钙的一段
中和清液及农用硫酸钾为原料，进行复分解反应，生成含磷酸二氢钾的溶液；进行一次过滤
后的滤渣作为生产富过磷酸钙的原料，补充磷和硫；滤液为含磷酸二氢钾为主要成分的溶液，
再用氢氧化钾或液氨进行中和除杂反应，进行二次过滤后，滤渣作为补充进入饲料级磷酸氢
钙的原料或作为生产肥料级磷酸氢二氨的原料；二次中和反应的滤液则分别通过浓缩、结晶、
过滤，过滤后的母液一部分返回浓缩系统，另一部分母液返回中和除杂槽；第三次过滤后的
结晶体烘干后分别制取水溶性的磷酸二氢钾肥料产品或水溶性的磷酸二氢钾铵产品。
本发明将中低品位磷矿生产饲料级磷酸氢钙时的一段中和清液及后工序的一次过滤的
洗液及部分滤液加入反应槽中，再加入农用硫酸钾溶液；加入的重过磷酸钙和饲料级磷酸氢
钙生产的一段中和液中所含的磷酸二氢钙分子比例为1.0:0.5-1.0；加入的磷酸二氢钙总量与硫
酸钾的分子比例为1.0-1.2:1，即磷酸二氢钙过量0-20％；反应温度为30-60℃；反应时间1.5-3.0
小时；反应结束后，进行一次过滤和洗涤；滤渣作为生产富过磷酸钙的原料，作为补充磷元
素和硫元素的原料生产富过磷酸钙肥料；洗涤液及10-20％的滤液返回前面的复分解反应槽，
作为溶解重过磷酸钙及农用硫酸钾的稀释水；80-90％的滤液进入下一道工序。
本发明在生产磷酸二氢钾水溶性肥料时，与高价值的氢氧化钾相比，采用价格较低的
农用硫酸钾作为主要提供钾元素的原料，以最终水溶性磷酸二氢钾产品或水溶性磷酸二氢钾
铵中的钾元素计，硫酸钾提供的钾元素约占产品中钾元素总量的2/3；与氯化钾相比，农用硫
酸钾中的含氯量低，对生产设备的腐蚀性小，容易做到废水全封闭循环；二次中和除杂时的
滤渣作为补充进入饲料级磷酸氢钙的原料。
本发明在生产磷酸二氢钾水溶性肥料时，将后工序70-90％的结晶母液加入滤液中，再
用氢氧化钾中和混合溶液，中和终点PH值为4.5-4.8，反应温度30-50℃，反应时间1.0-2.0
小时，在此反应条件下，溶液中的铁、铝等杂质被除去；反应结束后进行第二次过滤和洗涤，
得到较为纯净的磷酸二氢钾溶液；含磷元素和钾元素的滤渣作为生产饲料级磷酸钙的补充原
料；二次中和后的滤液经过浓缩、结晶、烘干后制取水溶性磷酸二氢钾肥料产品，结晶母液
的10-30％返回浓缩工序，70-90％的结晶母液返回中和除杂工序，以除去磷酸二氢钾产品中的
不溶性杂质，这样既可除去溶液中的杂质，又可节约浓缩过程中的能耗。
按照本方法，硫酸钾提供的钾元素约占磷酸二氢钾产品中钾元素总量的2/3；与氯化钾
相比，农用硫酸钾中的含氯量低，对生产设备的腐蚀性小，可容易做到废水全封闭循环；中
和除杂时的滤渣作为生产饲料级磷酸氢钙的补充原料。
本发明在生产磷酸二氢钾铵水溶性肥料时，以液氨中和一次滤液至PH值为4.5-4.8，进
行二次过滤后，二次滤渣加部分湿法磷酸制料浆后，再用液氨中和，制取含氮、磷、钾的肥
料级磷酸氢二氨，使二次中和除杂后的滤渣能得到有效回收利用，做成与肥料同等价值的产
品；加入的湿法磷酸五氧化二磷与二次滤渣中的五氧化二磷的分子比例为3:1或6:1。
本发明所述二次中和后的滤液经过浓缩、结晶、烘干后制取水溶性磷酸二氢钾肥料产品，
结晶母液的10-30％返回浓缩工序，70-90％的结晶母液返回中和除杂工序。以除去磷酸二氢钾
产品中的不溶性杂质，这样既可除去产品中的杂质，又可节约浓缩过程中的能耗。
本发明所述二次中和后的滤液经过浓缩、结晶、烘干后制取水溶性磷酸二氢钾铵肥料产
品，结晶母液的10-30％返回浓缩工序，70-90％的结晶母液返回中和除杂工序，以除去磷酸二
氢钾铵产品中的不溶性杂质，这样既可除去产品中的杂质，又可节约浓缩过程中的能耗。
按照上述方法，本发明的优势在于：
1、根据磷肥市场需求情况，利用一套装置可分别生产水溶性肥料磷酸二氢钾和水溶性
肥料磷酸二氢钾铵两个主要产品和副产品富过磷酸钙、副产品饲料级磷酸氢钙的补充原料、
副产品肥料级磷酸氢二铵。
2、在第一步的复分解反应中，所用的磷酸二氢钙为优质重过磷酸钙和中低品位磷矿生
产饲料级磷酸氢钙时的一段中和液；优质重过磷酸钙的水溶磷达到总磷的85-95％，其杂质含
量相对较低；而生产饲料级磷酸氢钙时的一段中和液以含磷酸二氢钙为主，杂质含量低，且
两种原料提供的磷酸二氢钙的成本低。用农用硫酸钾提供钾元素，在生产水溶性磷酸二氢钾
产品时，其提供的钾元素量占产品中钾元素总量的三分之二，在生产水溶性磷酸二氢钾铵产
品时，农用硫酸钾则提供100％的钾元素；因此与氢氧化钾相比，其成本要低得多，而与氯化
钾相比，所含的氯离子浓度低，既减轻了对设备的腐蚀，又容易实现废水的全封闭循环，解
决了废水的处理难题。
3、在生产水溶性的磷酸二氢钾肥料产品时，通过浓缩、冷却、结晶后，10-30％的母液
返回到浓缩工序，而70-90％的母液则返回到前面用氢氧化钾中和工序，以除去母液中多余的
铁、铝等杂质，由此避免了磷酸二氢钾母液中杂质的累积。从而为生产水溶性磷酸二氢钾创
造良好条件。
4、在生产水溶性的磷酸二氢钾铵肥料产品时，通过浓缩、冷却、结晶后，10-30％的母
液返回到浓缩工序，而70-90％的母液则返回到前面用氢氧化钾中和工序，以除去母液中多余
的铁、铝等杂质，由此避免了磷酸二氢钾铵溶液中杂质的累积，从而为生产水溶性磷酸二氢
钾铵创造良好条件；二次过滤后含磷元素、钾元素、氮元素的渣补加湿法磷酸并再次用液氨
中和后，可制取肥料级磷酸氢二铵，由此滤渣中的磷、钾、氮元素得到回收并把二次过滤的
渣做成与肥料同等价值的产品。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1，制取水溶性磷酸二氢钾产品：
在反应槽中加入中低品位磷矿制饲料级磷酸氢钙时的含五氧化二磷7.3％的一段中和清
液和后工序一次过滤时的全部洗涤水和11％的滤液，混合溶液的PH值为3.2，搅拌均匀后再
加入定量的粉状重过酸钙，其含总的五氧化二磷47.1％、水溶性五氧化二磷40.3％，其带入
的磷酸二氢钙量与一段中和清液中的磷酸二氢钙分子比例为1:0.6；升温到35℃后保温并搅拌
反应1小时20分钟；反应结束后过滤，滤渣作为生产富过磷酸钙等中低浓度磷肥的原料，11％
的滤液返回到第一步工序，剩下的89％滤液进入中和除杂工序，用工业级氢氧化钾中和到PH
值为4.5，反应结束后进行第二次过滤；第二次过滤的滤渣作为磷钾复合肥的原料，第二次过
滤后的滤液中含五氧化二磷16.9％，浓缩至五氧化二磷含量31％，即溶液中磷酸二氢钾含量
为59.4％，降温进行冷却结晶，过滤后将结晶烘干即得到磷酸二氢钾产品，结晶母液的15％
返回浓缩工序进行浓缩，结晶母液的85％返回到中和除杂工序，制取的产品指标见下表1：
表1本发明制取的水溶性磷酸二氢钾产品指标统计表
实施例2，制取水溶性磷酸二氢钾产品：
在反应槽中加入中低品位磷矿制饲料级磷酸氢钙时的含五氧化二磷8.2％的一段中和清
液和后工序一次过滤时的全部洗涤水和17％的滤液，混合溶液的PH值为3.3，搅拌均匀后再
加入定量的粉状重过酸钙，其含总的五氧化二磷47.8％、水溶性五氧化二磷41.6％，其带入
的磷酸二氢钙量与一段中和清液中的磷酸二氢钙分子比例为1:1；升温到46℃后保温并搅拌
反应2小时40分钟；反应结束后过滤，滤渣作为生产富过磷酸钙等中低浓度磷肥的原料，17％
的滤液返回到第一步工序，剩下的83％滤液进入中和除杂工序，用工业级氢氧化钾中和到PH
值为4.8，反应结束后进行第二次过滤；第二次过滤的滤渣作为磷钾复合肥的原料，第二次过
滤后的滤液中含五氧化二磷17.5％，浓缩至五氧化二磷含量33％，即溶液中磷酸二氢钾含量
为63.2％，降温进行冷却结晶，过滤后将结晶烘干即得到磷酸二氢钾产品，结晶母液的20％
返回浓缩工序进行浓缩，结晶母液的80％返回到中和除杂工序，制取的产品指标见下表2：
表2本发明制取的水溶性磷酸二氢钾产品指标统计表
实施例3，制取水溶性磷酸二氢钾产品：
在反应槽中加入中低品位磷矿制饲料级磷酸氢钙时的含五氧化二磷7.5％的一段中和清
液和后工序一次过滤时的全部洗涤水和13％的滤液，混合溶液的PH值为3.1，搅拌均匀后再
加入定量的粉状重过酸钙，其含总的五氧化二磷47.5％、水溶性五氧化二磷40.8％，其带入
的磷酸二氢钙量与一段中和清液中的磷酸二氢钙分子比例为1:0.8；升温到39℃后保温并搅拌
反应1小时40分钟；反应结束后过滤，滤渣作为生产富过磷酸钙等中低浓度磷肥的原料，13％
的滤液返回到第一步工序，剩下的87％滤液进入中和除杂工序，用工业级氢氧化钾中和到PH
值为4.6，反应结束后进行第二次过滤；第二次过滤的滤渣作为磷钾复合肥的原料，第二次过
滤后的滤液中含五氧化二磷15.3％，浓缩至五氧化二磷含量29％，即溶液中磷酸二氢钾含量
为55.6％，降温进行冷却结晶，过滤后将结晶烘干即得到磷酸二氢钾产品，结晶母液的17％
返回浓缩工序进行浓缩，结晶母液的83％返回到中和除杂工序，制取的产品指标见下表3：
表3本发明制取的水溶性磷酸二氢钾产品指标统计表
实施例4，制取水溶性磷酸二氢钾铵产品：
在反应槽中加入中低品位磷矿制饲料级磷酸氢钙时的含五氧化二磷8.3％的一段中和清
液和后工序一次过滤时的全部洗涤水和16％的滤液，混合溶液的PH值为3.3，搅拌均匀后再
加入定量的粉状重过酸钙，其含总的五氧化二磷48.1％、水溶性五氧化二磷42.3％，其带入
的磷酸二氢钙量与一段中和清液中的磷酸二氢钙分子比例为1:0.9；升温到45℃后保温并搅拌
反应1小时50分钟；反应结束后过滤，滤渣作为生产富过磷酸钙等中低浓度磷肥的原料，16％
的滤液返回到第一步工序，剩下的84％滤液进入中和除杂工序，用液氨中和到PH值为4.6，
反应结束后进行第二次过滤；第二次过滤后的滤渣再加入含五氧化二磷21.5％的湿法磷酸制
成料浆，加入的湿法磷酸五氧化二磷的量与二次过滤的滤渣中的五氧化二磷的分子比例为
1:1，再通入液氨中和反应，制成含一定量钾元素的磷酸氢二铵料浆，烘干后制取肥料级磷酸
二铵；第二次过滤后的滤液中含五氧化二磷15.3％，浓缩至五氧化二磷含量32％，即溶液中
磷酸二氢钾铵含量为56.6％，降温进行冷却结晶，过滤后将结晶烘干即得到磷酸二氢钾铵产
品，结晶母液的21％返回浓缩工序进行浓缩，结晶母液的79％返回到中和除杂工序，制取的
产品指标见下表4：
表4本发明制取的水溶性磷酸二氢钾铵产品指标统计表
检测项目
N％
P2O5％
K2O％
总养分％
水不溶物％
检测数据
3.51
53.25
23.53
80.29
0.21
实施例5，制取水溶性磷酸二氢钾铵产品：
在反应槽中加入中低品位磷矿制饲料级磷酸氢钙时的含五氧化二磷9.1％的一段中和清
液和后工序一次过滤时的全部洗涤水和13％的滤液，混合溶液的PH值为3.1，搅拌均匀后再
加入定量的粉状重过酸钙，其含总的五氧化二磷48.6％、水溶性五氧化二磷42.06％，其带入
的磷酸二氢钙量与一段中和清液中的磷酸二氢钙分子比例为1:0.7；升温到55℃后保温并搅拌
反应2小时30分钟；反应结束后过滤，滤渣作为生产富过磷酸钙等中低浓度磷肥的原料，13％
的滤液返回到第一步工序，剩下的87％滤液进入中和除杂工序，用液氨中和到PH值为4.7，
反应结束后进行第二次过滤；第二次过滤后的滤渣再加入含五氧化二磷22.03％的湿法磷酸制
成料浆，加入的湿法磷酸五氧化二磷的量与二次过滤的滤渣中的五氧化二磷的分子比例为
2:1，再通入液氨中和反应至PH值7.6，制成含一定量钾元素的磷酸氢二铵料浆，烘干后制取
肥料级磷酸二铵；第二次过滤后的滤液中含五氧化二磷16.8％，浓缩至五氧化二磷含量34％，
即溶液中磷酸二氢钾铵含量为60.1％，降温进行冷却结晶，过滤后将结晶烘干即得到磷酸二
氢钾铵产品，结晶母液的28％返回浓缩工序进行浓缩，结晶母液的72％返回到中和除杂工序，
制取的产品指标见下表5：
表5本发明制取的水溶性磷酸二氢钾铵产品指标统计表
检测项目
N％
P2O5％
K2O％
总养分％
水不溶物％
检测数据
3.45
52.16
23.14
78.75
0.33
实施例6，制取水溶性磷酸二氢钾铵产品：
在反应槽中加入中低品位磷矿制饲料级磷酸氢钙时的含五氧化二磷8.6％的一段中和清
液和后工序一次过滤时的全部洗涤水和19％的滤液，混合溶液的PH值为3.5，搅拌均匀后再
加入定量的粉状重过酸钙，其含总的五氧化二磷47.9％、水溶性五氧化二磷41.83％，其带入
的磷酸二氢钙量与一段中和清液中的磷酸二氢钙分子比例为1:0.5；升温到60℃后保温并搅拌
反应2小时50分钟；反应结束后过滤，滤渣作为生产富过磷酸钙等中低浓度磷肥的原料，19％
的滤液返回到第一步工序，剩下的81％滤液进入中和除杂工序，用液氨中和到PH值为4.8，
反应结束后进行第二次过滤；第二次过滤后的滤渣再加入含五氧化二磷22.56％的湿法磷酸制
成料浆，加入的湿法磷酸五氧化二磷的量与二次过滤的滤渣中的五氧化二磷的分子比例为
1:1，再通入液氨中和反应至PH值7.9，制成含一定量钾元素的磷酸氢二铵料浆，烘干后制取
肥料级磷酸二铵；第二次过滤后的滤液中含五氧化二磷15.81％，浓缩至五氧化二磷含量28％，
即溶液中磷酸二氢钾铵含量为49.50％，降温进行冷却结晶，过滤后将结晶烘干即得到磷酸二
氢钾铵产品，结晶母液的30％返回浓缩工序进行浓缩，结晶母液的70％返回到中和除杂工序，
制取的产品指标见下表6：
表6本发明制取的水溶性磷酸二氢钾铵产品指标统计表
检测项目
N％
P2O5％
K2O％
总养分％
水不溶物％
检测数据
3.56
53.59
23.86
81.01
0.18