一種用濕法磷酸生產水溶性磷酸鉀銨肥料的方法技術

本發明專利技術提供了一種用濕法磷酸生產水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，以低成本的濕法磷酸為原料，經過脫氟程序，與氨中和，得到磷酸一銨溶液，磷酸一銨溶液與硫酸鉀發生復分解反應，結晶，得到以磷酸二氫鉀為主，磷酸二氫銨為輔的水溶性磷酸二氫鉀銨肥料。過量的硫酸鉀和氮可生產硫基氮磷鉀水溶性復合肥。同時生產過程中的副產品可直接用作枸溶性磷肥。本發明專利技術工藝簡單，制備的水溶性磷酸二氫鉀銨產品具有純度高、養分高、鉀含量高的優點。全過程無廢渣排放，對環境友好，具有較好的社會效益和經濟效益。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及，屬于化工生產

技術介紹
隨著我國花卉業和園林觀賞業的迅速發展，水溶性肥料逐漸被專業種植者接受。在大規模的經濟作物區，水肥一體化配合滴灌系統能大大節約人力和水資源，這也促進了我國水溶性肥料的發展。磷酸二氫鉀銨是由不同比例的磷酸二氫鉀和磷酸二氫銨組成的復合晶體，與磷酸二氫鉀或磷酸一銨、二銨相比都具有更多的養分，是一種全水溶的高濃度三元復合肥。傳統的生產磷酸二氫鉀銨的方法是以熱法磷酸為原料，制備磷酸一銨后與氯化鉀發生復分解反應得到，或直接以農業級磷酸一銨為原料與氯化鉀發生復分解反應。這兩種方法原料成本高，導致生產企業經濟效益小。近年來又出現了以低成本的二水濕法磷酸為原料生產磷酸二氫鉀銨的方法，如中國專利文件《磷酸二氫鉀銨的生產方法》(申請號92108206.1)和專利《磷酸二氫鉀銨的制備方法》(申請號200810058885. 5)，這對水溶性磷酸二氫鉀銨的工業化生產有極大的促進作用。專利《磷酸二氫鉀銨的生產方法》(申請號92108206.1)介紹了一種濕法磷酸經過初步脫氟，與氨氣中和生成磷酸一銨的同時除去濕法磷酸中鐵、鎂、鋁雜質，再與氯化鉀通過復分解反應生成磷酸二氫鉀銨的方法。該方法雖然提供了一種生產磷酸二氫鉀銨的新思路，使用濕法磷酸為原料，降低了生產成本，但所得產品養分低，特別是有較高經濟價值的磷酸二氫鉀含量低。專利《磷酸二氫鉀銨的制備方法》(申請號200810058885. 5)描述了一種以氯化鉀或硫酸鉀和硫酸制備硫酸氫鉀和硫酸混合溶液，再用該溶液與磷礦粉反應制取二水濕法磷酸和磷酸二氫鉀混合溶液的方法，所得混合溶液再用氨氣或碳酸氫銨調節PH值，結晶得磷酸二氫鉀銨。該方法雖然同樣使用了濕法磷酸，且在與磷礦粉反應過程中同時能將氟脫掉，但其不足之處有1、與磷礦粉反應過程中，大量的鉀被磷石膏夾帶，以含鉀磷石膏的形式沉淀，大大降低了鉀的收率。2、所得水溶性磷酸二氫鉀銨產品養分較專利《磷酸二氫鉀銨的生產方法》中所得產品更低。因此，如何以更高的轉化率將氮磷鉀轉化成水溶性肥料并提高水溶性肥料中養分含量是工業化生產磷酸二氫鉀銨亟待解決的問題。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供，本專利技術工藝簡單，無廢渣排放同時聯產硫基水溶性肥料和枸溶性磷肥。濕法磷酸是硫酸分解磷礦所得的一種粗磷酸，本專利技術所使用的原料濕法磷酸為常規市售產品。本專利技術的技術方案如下，步驟如下(I)向濕法磷酸中加入硫酸鉀，其中硫酸鉀與濕法磷酸中F的摩爾比為1. (Tl. 6:6 ;控制溫度在3(T70°C，反應0. 5^2小時，固液分離，得濾液A和濾餅A ;其中，濾液A為脫氟磷酸，濾餅A為氟硅酸鉀；(2)步驟(I)得到的脫氟磷酸和氨進行中和反應，調節pH在4. 6飛.5之間，通過控制反應PH值監測反應，直至反應結束，得料漿；將中和反應后的料漿固液分離，得濾液B和濾餅B ;濾液B主要成分為磷酸一銨、磷酸二銨，濾餅B為水不溶的鐵、鋁、鎂的磷酸鹽；(3)用硫酸或磷酸將步驟(2)得到的濾液B的pH值回調至3. (T4. 6之間，得澄清料液；(4)向步驟(3)得到的澄清料液中加入固體硫酸鉀，其中，固體硫酸鉀與澄清料液中P2O5的摩爾比為1. (T2. 0:1控制反應溫度在7(Tl00°C，反應0. 5^2小時，反應結束后逐漸降溫至1(T30°C，結晶時間0. 5 1小時，待晶體完全析出；固液分離，得濾液C和晶體C ;晶體C經干燥即為水溶性磷酸二氫鉀銨肥料；濾液C為硫酸銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、硫酸鉀的混合溶液。根據本專利技術，優選的步驟如下上述步驟(I)中硫酸鉀與濕法磷酸中F的摩爾比為優選1. n. 4:6。上述步驟(2)中氨指氨氣或氨水。上述步驟(3)中硫酸或磷酸，優選為市售濃磷酸或濃硫酸。上述步驟(4)中硫酸鉀與步驟(3)所得澄清料液中P2O5的摩爾比優選1. f 1.6:1。上述步驟(4)中反應溫度優選為8(T95°C。 上述步驟(I)和步驟(4)中所用硫酸鉀為工業級。以上制備方法中沒有特別說明的均按照現有技術。本專利技術與現有的技術相比，具有以下優點1、與傳統技術相比，本專利技術在氨氣中和調節pH過程，先將pH值調至4. 6飛.5，過濾分離沉淀，清液再以酸回調至3. (T4. 6，這一步驟可以更徹底的脫去溶液中鐵、鎂、鋁等雜質，有利于提高析出晶體的純度，這也是本專利技術制備水溶性肥料養分高的一個重要影響因素。2、與傳統技術相比，本專利技術除具有原料易得，成本低，降低含氟廢氣的排放，有利于環保的優點外，還具有水溶性磷酸二氫鉀銨產品純度高、養分高、鉀收率高的優點，且由于增加了 pH回調步驟，可以使其中的鐵、鎂、鋁更完全地沉淀出來，因此用磷礦制取濕法磷酸時，還可以使用高鎂磷礦，拓寬了制備二水濕法磷酸的原料來源。3、與傳統技術相比，本專利技術結晶后母液可直接經濃縮、干燥后作為水溶性硫基復合肥，豐富了農業生產所需水溶性肥料的多樣性。生產過程中得到的濾餅，經調漿干燥后可直接作為枸溶性磷肥使用。本專利技術全過程無廢渣排放，對環境友好，具有較好的社會效益和經濟效益。具體實施例方式為了更詳細地說明本方明，給出下述制備實施例。但本專利技術的范圍并不局限于此。本專利技術原料未作具體說明的均為市售。實施例1 3和實驗例I 3中的濕法磷酸為采用中品味磷礦經硫酸法濕法磷酸制得，購自貴州開陽公司，經檢測，主要成分如下，均為重量百分比P20522. 31%, Fl. 93%, SO31. 37%, CaOO. 25%, MgOO. 73%, Fe2O3O. 49%, Al2O3L 00%,SiO2O. 84%o實施例4和實驗例4中的濕法磷酸為采用高鎂磷礦經硫酸法濕法磷酸制得，購自貴州福泉公司，經檢測，主要成分如下，均為重量百分比P20524. 12%, F2. 08%, S032. 36%, CaOO. 36%, Mg08. 54%, Fe2O3O. 31%, Al2O3O. 57%,Si024. 46%o實施例1 :，步驟如下(1)濕法磷酸中，按一定比例加入硫酸鉀，其中硫酸鉀與濕法磷酸中F的摩爾比為1. 2 6 ;控制溫度在40°C，反應I小時，固液分離，得濾液A和濾餅A ;其中，濾液A為脫氟磷酸，經分析，脫氟磷酸中的組分如下，均為重量百分比P20522. 16%, Fl. 46%, SO31. 53%, CaOO. 13%, MgOO. 73%, Fe2O3O. 50%, Al2O3L 04%,SiO2O. 32%，水和其他雜質余量；濾餅A為氟硅酸鉀。(2)在步驟(I)得到的脫氟磷酸中和氨進行中和反應，調節pH為6. 5控制反應結束，得料漿；將中和反應后的料漿固液分離，得濾液B和濾餅B ;濾液B主要成分為磷酸一銨、磷酸二銨，經分析，其組分如下，均為重量百分比P20521. 16%，N6. 4%，F0. 031%,SO3O. 43%, CaOO. 16%, MgOO. 53%, Fe2O3O. 03%, Al2O3O. 004%, SiO2O. 003%，水和其他雜質余量。濾餅B為水不溶的鐵、鋁、鎂的磷酸鹽。(3)用硫酸將步驟(2)得到的清液B的pH值回調至3. 0，得澄清料液。(4)向步驟(3)得到的澄清料液中加入固體硫酸鉀，其中，硫酸鉀與澄清料液中P2O5的摩爾比為1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用濕法磷酸生產水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，其特征在于步驟如下：（1）向濕法磷酸中加入硫酸鉀，其中硫酸鉀與濕法磷酸中F的摩爾比為1.0~1.6:6；控制溫度在30~70℃，反應0.5~2小時，固液分離，得濾液A和濾餅A；其中，濾液A為脫氟磷酸，濾餅A為氟硅酸鉀；（2）步驟（1）得到的脫氟磷酸和氨進行中和反應，調節pH在4.6~6.5之間，通過控制反應pH值監測反應，直至反應結束，得料漿；將中和反應后的料漿固液分離，得濾液B和濾餅B；濾液B主要成分為磷酸一銨、磷酸二銨，濾餅B為水不溶的鐵、鋁、鎂的磷酸鹽；（3）用硫酸或磷酸將步驟（2）得到的濾液B的pH值回調至3.0~4.6之間，得澄清料液；（4）向步驟（3）得到的澄清料液中加入固體硫酸鉀，其中，固體硫酸鉀與澄清料液中P2O5的摩爾比為1.0~2.0:1控制反應溫度在70~100℃，反應0.5~2小時，反應結束后逐漸降溫至10~30℃，結晶時間0.5~1小時，待晶體完全析出；固液分離，得濾液C和晶體C；晶體C經干燥即為水溶性磷酸二氫鉀銨肥料；濾液C為硫酸銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、硫酸鉀的混合溶液。

【技術特征摘要】
1.一種用濕法磷酸生產水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，其特征在于步驟如下Cl)向濕法磷酸中加入硫酸鉀，其中硫酸鉀與濕法磷酸中F的摩爾比為1. (Tl. 6:6 ;控制溫度在3(T70°C，反應O. 5^2小時，固液分離，得濾液A和濾餅A ;其中，濾液A為脫氟磷酸，濾餅A為氟硅酸鉀；(2)步驟(I)得到的脫氟磷酸和氨進行中和反應，調節pH在4.6飛.5之間，通過控制反應PH值監測反應，直至反應結束，得料漿；將中和反應后的料漿固液分離，得濾液B和濾餅B ;濾液B主要成分為磷酸一銨、磷酸二銨，濾餅B為水不溶的鐵、鋁、鎂的磷酸鹽；(3)用硫酸或磷酸將步驟(2)得到的濾液B的pH值回調至3.(Γ4. 6之間，得澄清料液；(4)向步驟(3)得到的澄清料液中加入固體硫酸鉀，其中，固體硫酸鉀與澄清料液中P2O5的摩爾比為1. (Γ2. O:1控制反應溫度在7(Tl00°C，反應O. 5^2小時，反應結束后逐漸降溫至1(T30°C，結晶時間O. 5^1小時，待晶體完全析出；固液分離，得濾液C和晶體C ;晶體C經干燥即為水溶性磷酸二氫鉀銨肥料；濾液C為硫酸銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、硫酸鉀的混合溶液。2.如權利要求1所述的用濕法磷酸生產水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，其特征在于步驟Cl)中硫酸鉀與濕法磷酸中F的摩爾比為1. Γ . 4:6ο3.如權利要求1所述的用濕法磷酸生產水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，其特征在于步驟(2)中氨指氨氣或氨水。4.如權利要求1所述的用濕法磷酸生產水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，其特征在于步驟 (3)中硫酸或磷酸優選為市售濃磷酸或濃硫酸。5.如權利要求1所述的用濕法磷酸生產水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，其特征在于步驟(4)中硫酸鉀與步驟(3)所得澄清料液中P2O5的摩爾比1.Γ .6:106.如權利要求1所述的用濕法磷酸生產水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，其特征在于步驟(4)中反應溫度為80 95°C。7.如權利要求1所述的用濕法磷酸生產水溶...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李新柱，胡兆平，張敏，王娜，劉鵬，鄒士龍，王震，
申請(專利權)人：貴州金正大生態工程有限公司，
類型：發明
國別省市：