新直接法磷酸二氢钾生产技术制造技术

本发明专利技术属无机化工生产技术，是新直接法磷酸二氢钾生产技术，它是：１．氯化钾与过量浓硫酸加热反应，得硫酸氢钾与过量硫酸混合液，盐酸；２．硫酸氢钾过量硫酸混合液与磷矿粉，硫酸及水组成矿浆反应得磷石膏及磷酸二氢钾溶液，分离磷石膏，获溶液；３．所获溶液加碳酸钾、Ｋ↓［２］Ｓ中和，硫化净化，滤去沉淀，再纳滤脱水增浓，得净化浓ＫＨ↓［２］ＰＯ↓［４］液；４．净化浓ＫＨ↓［２］ＰＯ↓［４］液，冷后，加甲醇，获ＫＨ↓［２］ＰＯ↓［４］结晶产品；５．分离母液，蒸出甲醇循环用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无机化工品生产技术，它是新直接法磷酸二氢钾生产技术。二、已有技术资料显示用磷矿、硫酸、氯化钾直接生产磷酸二氢钾工艺是爱尔兰哥尔登肥料有限公司的专利技术专利，在高等学校教材《无机盐工艺学》第二版(三)《化学肥料》一书(陈五平主编)89年一版，93年再版本302页刊有；上海科技出版社印《化工工艺手册》江体乾主编273页下角也刊有，新法是对哥尔登公司专利的改良、优化，新法更适合国情，加大硫酸氢钾生产中硫酸过量系数，反应更容易进行，常温下可液态泵送，新法净化简单，生产率高，一次高品质率高；新法加纳滤脱水增浓，利于水平衡，节能降耗突出；与国内现有各种磷酸二氢钾生产工艺相比，最大优势是成本特低，利润空间大，工艺简单，设备简单，投资也省许多。
技术实现思路
本专利技术工艺过程是①每0.63吨一级KCl，加98％硫酸0.9吨甚至1吨(过剩20～30％)比例，加入转化器，(小规模生产可用搪瓷，搪玻反应釜改制)通蒸汽直接加热(或夹层间接加热)到≥130℃，反应强烈进行，注意消泡沫，泡沫太多时控制加料或降温控制反应强烈程度，产HCl负压抽出，经酸洗气，再冷水淋吸制成盐酸；加大硫酸过剩系数，产出KHSO4与过量硫酸混合流体便于泵输送；②将KHSO4过剩硫酸混合液与水——生产中是蒸醇后母水，磷石膏洗水及只静置未过滤的返回上清液组成混合液再加入磷矿粉，磷矿粉要求含P2Q5≥32％，过150目组成反应矿浆，搅拌下不断补加硫酸，反应温度控制在70±5℃，液固比≥3，反应液内始终含游离SO3在0.3～0.5％间，返回料浆加入量在于保证液固比在3～3.5间，且反应滤液含KH2PO4≈300～330g/L间，只有满足以上条件，才可在搅拌6h～8h内完成反应，且KH2PO4浓度合要求，产生磷石膏结晶粗大均一，洗滤性能好，P2O5回收率高，是技术关键；反应致渣内残留P2O5≤0.8％，才能合格，放出反应矿浆取一半不过滤，返回反应槽增大液固比，另一半过滤除磷石膏渣，水洗后渣堆放另有用，得滤水和洗渣水；③获磷石膏一洗水，加入K2CO3中和到PH6±0.5间，精滤后，纳滤脱水增浓到含KH2PO4≥300g/L，泵入净化槽与滤液混合，加热到80℃～90℃，再加K2CO3及K2S调PH6.5-7.5间，加K2S量应是所含重金属、砷摩尔数的150％，机械搅拌下完成硫化、碳化反应半小时后加絮凝剂再冷却到45℃-50℃，静置絮凝沉淀8h，精滤除沉淀，滤液加磷酸调PH4-5间，强搅拌使过剩H2S逸出，完成净化工序；④净化后液应达含KH2PO4≥300g/L，泵入结晶槽，冷却到室温，搅拌下先加溶液体积15-20％的甲醇液，静置半小时析出KH2PO4结晶，分离出，以甲醇洗晶两次，洗后晶体，≥80℃热风吹脱晶间甲醇，为工业优级、食品级磷酸二氢钾产品，洗晶甲醇液，再加入分离晶体二次母液使含甲醇体积比占40％，静置后又会有结晶析出，分离后，不必醇洗，直接热风吹干，得化肥优级KH2PO4产品；⑤含醇母水泵入蒸馏塔，蒸出甲醇，冷凝回收再用，蒸醇后母水，大部返回反应槽循环用，每次抽出15％作有价成份回收防杂质积累。权利要求1.按氯化钾混合，加热到≥130℃下反应，得硫酸氢钾与过量硫酸混合液，反应式，酸液洗气后，冷水淋吸得盐酸。2.硫酸氢钾过量硫酸混合液，加水(以后是反应好料浆未滤返回液，蒸醇后母水，磷石膏洗水)再加入过150目，含P2O5≥32％之优质磷矿粉，组成反应矿浆，搅拌反应中补加硫酸，使矿浆游离SO3含量保持0.3-0.5％间，反应温度控制在70±5℃，液固比≥3下搅拌6h-8h，反应完成，渣中残P2O5≤0.8％，可认为反应结束。3.反应结束，分离磷石膏，水洗后堆放另有用；静置未滤液一半返回反应槽，增大液固比，有助于产粗大均一，洗滤性好的磷石膏，静置初滤液另一半入净化槽，磷石膏一洗水，先以K2CO3调PH到6±0.5，静置滤后串接微滤、纳滤脱水增浓到含KH2PO4＞300g/L再与初滤液混合，加热到80-90℃，再以K2CO3加K2S调到中性，此刻液中Ca、Mg、Mn、Fe离子多以硫酸盐沉淀，同时加入K2S为测知重金属及砷摩尔数的150％，机械搅拌下硫化半小时，加絮凝剂，静置沉淀后，再精滤除渣，精滤液加磷酸调PH4-5间，使过量H2S逸出，完成净化过程。4.净化后液应达到含KH2PO4≥300g/L，冷至常温，先加溶液体积15-20％甲醇混均静置后结晶，分离晶体，甲醇洗晶后，≥80℃净热风吹去晶间甲醇，可得工业优级到食品级磷酸二氢钾产品，一次母液再加20％体积甲醇，可析出晶体，不必醇洗，直接热风吹干，得化肥级磷酸二氢钾。5.二次晶体分离后母水，泵入蒸馏塔，蒸出甲醇，冷却回收循环用，蒸余母水大部返回反应槽循环用，每次抽15％作分离有价成份，防止循环中杂质积累。磷石膏淡洗水逆流使用，注意保持水平衡。6.新法与传统爱尔兰国直接法相比，三处改进，一是制硫氢化钾时硫酸加入过剩量大，反应快而彻底，制成混液，冷后也是液态，好输送，反正每吨产品其参与硫酸氢钾反应硫酸只占一半，过剩20-30％反而有好处；二是老直接法，反应液游离磷酸多回作付产品；新法加K2CO3和K2S即中和，又硫化兼碳化，利于一次完成净化，也增加KH2PO4收率，(在中和后中性下Al+3，硅酸同时絮凝沉淀)简化了工序；三是反应后滤液KH2PO4浓度可达300-330g/L，而大量磷石膏洗水采用纳滤脱水增浓，(NF)纳滤膜对PO4-3、SO4-2有特殊拦截作用，此技术用于此利于水平衡、蒸汽耗量大减，节能突出，降低成本利于环保，为创新点。7.分步甲醇析晶，利于开始结晶粗大，品质好，可先回收高纯产品，后回收化肥级产品，一次完成分级。甲醇汽化热仅水汽化热约1/3，甲醇加入促结晶比浓缩结晶，质量好，设备简单，投资小，虽然甲醇易燃易爆，损失也是钱，但优点多于缺点。全文摘要本专利技术属无机化工生产技术，是新直接法磷酸二氢钾生产技术，它是1.氯化钾与过量浓硫酸加热反应，得硫酸氢钾与过量硫酸混合液，盐酸；2.硫酸氢钾过量硫酸混合液与磷矿粉，硫酸及水组成矿浆反应得磷石膏及磷酸二氢钾溶液，分离磷石膏，获溶液；3.所获溶液加碳酸钾、K文档编号C05B13/00GK1880217SQ20051002110公开日2006年12月20日 申请日期2005年6月17日 优先权日2005年6月17日专利技术者陈栋才, 朱作远 申请人:陈栋才, 朱作远本文档来自技高网...

【技术保护点】
按氯化钾∶硫酸＊１∶１．２－１．３混合，加热到≥１３０℃下反应，得硫酸氢钾与过量硫酸混合液，反应式ＫＣｌ＋Ｈ↓［２］ＳＯ↓［４］（过量２０－３０％）＝ＫＨＳＯ↓［４］＋ＨＣｌ↑＋过量硫酸反应排放ＨＣｌ气，酸液洗气后，冷水淋吸得盐酸。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈栋才，朱作远，
申请(专利权)人：陈栋才，朱作远，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]