本发明专利技术公开了一种用湿法净化磷酸和硫酸钾生产工业级磷酸二氢钾的方法，属于磷化工领域。该方法包括如下步骤：a.向湿法净化磷酸中加入硫酸钾使其完全溶解，硫酸钾的加入量按摩尔比计：P︰K＝0.6～1.2︰1；b.将含固量为50～90％的碳酸钙料浆加入到步骤a所得的溶液中搅拌反应，控制反应温度为60～90℃，碳酸钙料浆的加入量按摩尔比计：Ca︰S＝0.6～1.2；c.将步骤b反应后得到的混合物体系进行过滤；d.将步骤c所得的滤液调节pH值至4～5，然后浓缩结晶制得磷酸二氢钾产品。本发明专利技术生产过程简单、易于控制和工业化应用、成本低廉、收率高，P2O5收率可达到96%以上，K2O收率可达98%以上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于磷化工领域，具体涉及一种。
技术介绍
磷酸盐工业是化学工业的一大分支，KH2PO4是磷酸盐工业的重要产品。纯磷酸二氢钾含氧化钾(K2O) 34. 6%，五氧化二磷(P2O5) 52. 2%。磷酸二氢钾(KH2PO4)是一种无色或白色带光泽的斜方晶体，能溶于水，呈酸性反应，不溶于醇。由于其特殊的性质，磷酸二氢钾是一种重要的化工商品，在农业、工业、食品、医药等行业有着广泛的应用。1821年，磷酸二氢钾首次被制备出来，它是通过磷酸与碳酸钾溶液首先发生中和反应，然后结晶得到的。起初，用这种方法来制备磷酸二氢钾，只是作为理论研究，没有用于 商业用途。直到上个世纪60年代，世界各国才开始对其过程的理论基础和工艺进行深入的研究，提出了几种生产工艺，如中和法、KCl与磷酸高温复分解法，离子交换法，溶剂萃取法坐寸ο目前，生产磷酸二氢钾的主要方法及其优劣有以下I、中和法在现有的磷酸二氢钾的企业，大部分采用中和法工艺，该法工艺流程简单，技术成熟，设备投资少，产品质量稳定可靠，但是以热法磷酸和氢氧化钾为原料，价格昂贵,生产成本太高,使其使用范围受到了一定局限性。2、氯化钾高温复分解法由于是以KCl为原料，因此具有一定的成本优势，但是生产过程热量消耗很大，设备腐蚀严重，还会因副反应造成产品质量较差。3、溶剂萃取法工艺流程简单，规模可大可小，低温下反应，设备腐蚀小，成本低，无“三废”污染，缺点是有机溶剂昂贵，现在尚有溶剂的损失与失活的问题未能得到很好地解决。4、转化法用工业级磷酸转化氯化钾，得到磷酸二氢钾，副产盐酸，这种方法反应温度高，设备防腐蚀难以过关。5、离子交换法利用离子交换树脂分别对H2P04_和K+的吸附与再生过程生成磷酸二氢钾，这种生产方法的最大缺点是蒸发的水量太大，能耗太高。6、直接法直接用磷矿粉、硫酸和氯化钾生产磷酸二氢钾，是七十年代初由爱尔兰哥尔丁公司和美国本族依尔公司搞起来的。这种方法的最大问题是磷矿粉含氟量高，反应过程中生成难溶的氟硅酸钾，加上生成一部份钾石膏，钾的损失达20%以上，经济上无法过关。还由于磷矿粉杂质多，导致磷酸二氢钾质量差。由于上述方法各自的弊端，到目前为止，还没有较大规模的生产线，致使市场上磷酸二氢钾货源紧缺，产品价格一直居高不下。申请人根据实际情况，开发了以湿法净化磷酸(湿法净化磷酸是用强酸和磷矿直接反应，由于其杂质含量高，所以还经过脱色、萃取处理，降低杂质含量后制得)为原料，采用硫酸钾替代高价格的氢氧化钾进行磷酸二氢钾的生产工艺。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种，该方法生产成本低、收率高、易于工业化应用。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是，其特征在于包括如下步骤a、向湿法净化磷酸中加入硫酸钾使其完全溶解，硫酸钾的加入量按摩尔比计P K = O. 6 I. 2 I ；b、将含固量为50 90 %的碳酸I丐料楽加入到步骤a所得的溶液中搅拌反应,控制反应温度为60 90°C，碳酸钙料浆的加入量按摩尔比计Ca S = 0.6 I. 2 I ；C、将步骤b反应后得到的混合物体系进行过滤，得到滤液和滤饼；滤饼经洗涤即为副广品憐石骨；d、将步骤c所得的滤液用氢氧化钾水溶液或湿法净化磷酸调节pH值至4 5，然后浓缩结晶制得磷酸二氢钾产品。其中，上述方法步骤a中，向湿法净化磷酸中加入硫酸钾时进行溶解的温度为70 80°C，溶解后再保温5 10分钟。其中，上述方法步骤a中，硫酸钾的加入量按摩尔比计P K= I.05 I.15 Io其中，上述方法步骤b中，将碳酸钙料浆加入到步骤a所得的溶液中反应的温度控制在70 80。。。 其中，上述方法步骤b中，碳酸钙料浆的加入量按摩尔比计Ca : S = 0.8 I.I I。其中，上述方法步骤c中所得滤液还经过沉降处理，使滤液中未过滤彻底的细晶粒沉降除去。进一步的，沉降时间为12 24小时。其中，上述方法步骤d中，将步骤c所得滤液调节pH值至4. 2 4. 7。其中，上述方法步骤d中，浓缩结晶的具体步骤为将调节pH值后的滤液送入真空蒸发系统进行浓缩，控制料浆比重为I. 40 I. 45，然后降温至30 40°C析出磷酸二氢钾晶体，再经离心分离、烘干制得磷酸二氢钾产品。本专利技术的有益效果是本专利技术以湿法净化磷酸和廉价的硫酸钾为原料，湿法净化磷酸杂质含量低，可减少生产过程中磷的损失，硫酸钾替代氢氧化钾作为原料，降低成本。同时，本专利技术先让硫酸钾完全溶解在磷酸中，使其以离子状态存在，碳酸钙制浆后再参与反应，可使得反应更彻底，避免包裹现象，并且碳酸钙会优先与硫酸根反应，生成难溶的硫酸钙，抑制了 CaHPO4 ·2Η20的生成，进一步降低了磷的损失。并且，本专利技术严格控制工艺参数，可得到颗粒粗大、易于分离的二水石膏，也能提高五氧化二磷的收率。因此，本专利技术生产过程简单、易于控制和工业化应用、成本低廉、收率高，P2O5收率可达到96%以上，K2O收率可达98%以上。附图说明图I为本专利技术具体实施方式的工艺流程示意图，KDP即为磷酸二氢钾。具体实施例方式本专利技术选择湿法净化磷酸工艺路线，着眼于使用价格相对低廉的原料，采用相对温和的反应条件并力求较高的收率，提供一种实用性强、可大规模生产、又经济的磷酸二氢钾的生产方法。生产过程主要有溶配、制浆脱硫、过滤与渣的洗涤、清夜的浓缩结晶等步骤。I、溶配将湿法净化磷酸加入一个带加热装置的反应釜中，开动搅拌器并升温至70 80°c ;该温度是为了让硫酸钾能够更好的溶解，温度过低，硫酸钾将不能完全溶解。硫酸钾按P K为O. 6 I. 2 I的摩尔比加入反应釜(优选P K = I. 05 I.15 I)，硫酸钾完全溶解后保温反应5 10分钟，得到一个含有K+、PO43'SO42+等离子 的混合溶液。而硫酸钾溶解后的保温是为了确保料浆中各组分均以离子状态存在，减少后续制浆过程中的包裹和夹带损失。H3P04+K2S04=2K++P0 广+S042++3H.2、制浆脱硫( I)首先将优质碳酸钙粉末加水制成含固量为50% 90%的料浆，所需水分来自于后续工序的渣洗涤水；(2)将料浆缓缓加入I所得到的清亮溶液中，不断搅拌料浆，确保气泡排除彻底。碳酸钙的加入量。碳酸钙的加入量按Ca离子与料浆中的SO广的比值计，即Ca与S之比，实验表明，当加入的碳酸I丐带入的的Ca与S的摩尔比值为O. 6 I. 2时,脱硫效果佳,最优选O. 8 1.1。该处如果碳酸钙加入量不足会导致料浆中SO42-含量偏高，影响产品主含量；而碳酸钙加入过多，则多余的Ca将会和磷酸结合，形成磷酸钙盐，以沉淀的形式析出，影响P2O5收率。(3)控制系统反应温度60 90°C，优选70 80°C，确保石膏生产二水结晶物，颗粒粗大；反应时间30分钟为宜。主要反应有CaC03+S042++H+=CaS04 丨 +CO2 丨 +H2O过程同时还会伴随一定的副反应，随着碳酸钙的逐渐加入，溶液pH值不断上升，净化磷酸中微量的 Fe3+，Al3+，Mg2+、F—，S042—等杂质会以 CaSO4 · 2H20, CaF2, AlPO4, FePO4 等盐的形式沉淀出来。在此过程中难以避免会有部分的磷以Ca(H2PO4)2的形式析出，造成P2O5损失。3、过滤与渣的本文档来自技高网...
【技术保护点】
用湿法净化磷酸和硫酸钾生产工业级磷酸二氢钾的方法，其特征在于包括如下步骤：a、向湿法净化磷酸中加入硫酸钾使其完全溶解，硫酸钾的加入量按摩尔比计：P︰K＝0.6～1.2︰1；b、将含固量为50～90％的碳酸钙料浆加入到步骤a所得的溶液中搅拌反应，控制反应温度为60～90℃，碳酸钙料浆的加入量按摩尔比计：Ca︰S＝0.6～1.2︰1；c、将步骤b反应后得到的混合物体系进行过滤，得到滤液和滤饼；滤饼经洗涤即为副产品磷石膏；d、将步骤c所得的滤液用氢氧化钾水溶液或湿法净化磷酸调节pH值至4～5，然后浓缩结晶制得磷酸二氢钾产品。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：雷波，邹建，李进，袁海斌，张明俊，侯俊，
申请(专利权)人：四川川恒化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。