一种利用玉米浸泡水生产超细粉体磷酸二氢钾的工艺方法与流程

本发明涉及磷酸二氢钾生产，具体涉及一种利用玉米浸泡水生产超细粉体磷酸二氢钾的工艺方法。

背景技术：

1、磷酸二氢钾在工业上用作缓冲剂、培养剂；农业上用作高效磷钾复合肥，广泛适用于各类型经济作物、粮食、瓜果、蔬菜等，具有显著增产增收、改量优化品质、抗倒伏、抗病虫害、防治早衰等许多优良作用，并且具有克服作物生长后期根系老化吸收能力下降而导致的营养不足的作用。

2、市售磷酸二氢钾一般分为颗粒磷酸二氢钾和粉体磷酸二氢钾。与颗粒状磷酸二氢钾相比，粉体磷酸二氢钾溶解速度快，作物吸收好。尤其适合作为水溶肥进行滴灌或叶面喷施使用，市售价格也高于颗粒状磷酸二氢钾。

3、玉米浸泡水是湿法生产玉米淀粉过程中产生的下脚料，其中植酸含量1～2％w/w。目前，从玉米浸泡水中回收植酸，制备植酸钾，再经水解、分离、浓缩、结晶生产肌醇与磷酸二氢钾的工艺方法已有报道，但所得产品多为颗粒产品，使用受到一定限制，影响产品销售价格。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种利用玉米浸泡水生产超细粉体磷酸二氢钾的工艺方法，得到的粉体磷酸二氢钾粒径小，溶解性好，经济效益高。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

3、一种利用玉米浸泡水生产超细粉体磷酸二氢钾的工艺方法，包括以下步骤：

4、a：固含量10～15％w/w的玉米浸泡水以2～3bv/h的速度进入阴离子交换树脂柱对植酸进行吸附，然后使用浓度为10～15％g/l的氯化钾溶液以1～2bv/h的速度对阴离子交换树脂柱进行解析，得解析液；

5、b：解析液用截留分子量200～500dal的纳滤膜浓缩，得纳滤浓液和纳滤清液，其中纳滤清液主要成分是氯化钾，回收用于氯化钾溶液配制；

6、c：纳滤浓液进入水解罐，水解后得植酸钾水解液；

7、d：植酸钾水解液经模拟移动床色谱分离，得到磷酸二氢钾原料液，磷酸二氢钾原料液进入螯合型阳离子交换树脂柱，得去钙镁离子液；

8、e：去除钙镁离子后料液进入多效浓缩器，在真空-0.06～-0.09mpa，温度70～90℃下浓缩，得一次浓缩液；

9、f：一次浓缩液加入活性炭进行脱色，脱色结束后通过板框过滤，去除活性炭，得脱色液；

10、g：脱色液进入结晶器，在真空-0.06～-0.09mpa，温度75～95℃下浓缩，得二次浓缩液；

11、h：浓缩结束后，关闭结晶器夹套蒸汽，夹套内通入冷冻水，同时维持结晶器内真空-0.06～-0.09mpa，在真空蒸发与冷冻水双重作用下进行快速降温，得结晶料液；

12、i：结晶料液进入离心机进行脱水，脱水后离心湿品进入闪蒸干燥机进行干燥、过筛，得磷酸二氢钾产品。

13、优选的，步骤c中纳滤浓液在水解罐内160～180℃、压力0.6～0.8mpa下水解8～12h或在水解罐内60～80℃、ph4～6下添加植酸酶水解10～15h，其中植酸酶的用量为纳滤浓液的2～5‰w/w，植酸酶的酶活力为5～10万单位/克。

14、优选的，步骤d中螯合型阳离子交换树脂柱为包含氨基甲磷酸基团的钾型阳离子交换树脂柱；

15、磷酸二氢钾原料液的进料速度为1～2bv/h,进料量10～20bv，得到的去钙镁离子液中钙≤20ppm，镁≤200ppm。

16、优选的，步骤e中一次浓缩液的固含量为35～45％w/w。

17、步骤f中活性炭的用量为一次浓缩液体积的2-5％w/v，得到脱色液的透光率≥85％。

18、步骤g中二次浓缩液的固含量为50～70％w/w。

19、步骤h中降温时间为1～2h，降温终点为25～35℃。

20、步骤h降温过程中搅拌转速为100～150rpm。

21、步骤i中离心湿品的水分含量为≤7％w/w。

22、步骤i中闪蒸干燥机的进风温度为160～180℃，出风温度为70～80℃；

23、过筛设备为气流筛，筛网孔径200～300目。

24、步骤i中闪蒸干燥机粉碎室为48边形构造，物料在撞击内壁后运动方向发生改变，增加了与刀片的接触几率，提高粉碎效果。

25、由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

26、1、多效浓缩器的换热器为列管或板式，浓度太高时有晶体析出，会堵塞换热器，通过在结晶器里进行二次浓缩，结晶器中料液与夹套蒸汽发生热交换，在真空条件下沸腾蒸发，可以浓缩到高浓度，一方面可以提高结晶收率，另一方面，高浓度下产生晶核数量多，限制结晶颗粒增大趋势。

27、2、四效浓缩器蒸发一吨水用蒸汽0.3m3左右，结晶器内蒸发一吨水需要蒸汽1.2m3左右，因此多效浓缩器和结晶器的配合使用更加节能，节约了生产成本，同时也减轻了对环境的压力。

28、3、玉米浸泡水中含有钙、镁等二价金属离子，镁离子含量尤其高。回收植酸过程中，一部分钙、镁金属离子残留在植酸盐溶液中。植酸盐水解后生产磷酸盐，由于钙、镁磷酸盐溶解度低，浓缩过程中易造成浓缩器结垢，严重时堵塞列管；料液中饱和的钙镁在结晶降温过程中析出，影响产品含量，造成产品澄清度下降。因此，利用螯合型阳离子交换树脂柱的选择性吸附能力，去除料液中的钙镁离子，可以极大缓解上述问题。

29、4、闪蒸干燥机通过粉碎室搅拌装置的剪切作用，在进行物料干燥得同时，可以实现物料的进一步破碎，尤其适合粘性的块状物料干燥。磷酸二氢钾粘性小，晶体脆，为进一步降低磷酸二氢钾平均粒径，实现磷酸二氢钾超细粉的生产，将常用的流化床干燥改为闪蒸干燥，实现干燥、粉碎一体化，避免单独粉碎造成的工作环境差，物料损失等问题。

30、5、为缩短料液在介稳区停留时间，浓缩结束后，夹套通入冷冻水进行快速降温，料液迅速进入不稳定区，形成“爆晶”。配合快速搅拌，使磷酸二氢钾产品维持在较小的粒径范围内。

技术特征：

1.一种利用玉米浸泡水生产超细粉体磷酸二氢钾的工艺方法，其特征在于包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种利用玉米浸泡水生产超细粉体磷酸二氢钾的工艺方法，其特征在于：步骤c中纳滤浓液在水解罐内160～180℃、压力0.6～0.8mpa下水解8～12h或在水解罐内60～80℃、ph4～6下添加植酸酶水解10～15h，其中植酸酶的用量为纳滤浓液的2～5‰w/w，植酸酶的酶活力为5～10万单位/克。

3.如权利要求1所述的一种利用玉米浸泡水生产超细粉体磷酸二氢钾的工艺方法，其特征在于：步骤d中螯合型阳离子交换树脂柱为包含氨基甲磷酸基团的钾型阳离子交换树脂柱；

4.如权利要求1所述的一种利用玉米浸泡水生产超细粉体磷酸二氢钾的工艺方法，其特征在于：步骤e中一次浓缩液的固含量为35～45％w/w。

5.如权利要求1所述的一种利用玉米浸泡水生产超细粉体磷酸二氢钾的工艺方法，其特征在于：步骤f中活性炭的用量为一次浓缩液体积的2-5％w/v，得到脱色液的透光率≥85％。

6.如权利要求1所述的一种利用玉米浸泡水生产超细粉体磷酸二氢钾的工艺方法，其特征在于：步骤g中二次浓缩液的固含量为50～70％w/w。

7.如权利要求1所述的一种利用玉米浸泡水生产超细粉体磷酸二氢钾的工艺方法，其特征在于：步骤h中降温时间为1～2h，降温终点为25～35℃。

8.如权利要求1所述的一种利用玉米浸泡水生产超细粉体磷酸二氢钾的工艺方法，其特征在于：步骤h降温过程中搅拌转速为100～150rpm。

9.如权利要求1所述的一种利用玉米浸泡水生产超细粉体磷酸二氢钾的工艺方法，其特征在于：步骤i中离心湿品的水分含量为≤7％w/w。

10.如权利要求1所述的一种利用玉米浸泡水生产超细粉体磷酸二氢钾的工艺方法，其特征在于：步骤i中闪蒸干燥机的进风温度为160～180℃，出风温度为70～80℃；

技术总结
本发明公开了一种利用玉米浸泡水生产超细粉体磷酸二氢钾的工艺方法，涉及磷酸二氢钾生产技术领域，玉米浸泡水经阴离子交换树脂柱、纳滤膜、水解罐及模拟移动床色谱分离后得到磷酸二氢钾溶液和肌醇溶液，磷酸二氢钾溶液通过多效浓缩器以及结晶器的浓缩，得到高浓度的磷酸二氢钾原料液，然后在真空蒸发与冷冻水双重作用下进行快速降温，得结晶料液，结晶料液进入离心机进行脱水，脱水后离心湿品进入闪蒸干燥机进行干燥、过筛，得磷酸二氢钾产品。

技术研发人员：朱理平,杜国营,葛学军,李亚静,崔鑫,何报春
受保护的技术使用者：诸城市浩天药业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15