一种用湿法磷酸生产水溶性磷酸钾铵肥料的方法技术

本发明专利技术提供了一种用湿法磷酸生产水溶性磷酸钾铵肥料的方法，以低成本的湿法磷酸为原料，经过脱氟程序，与氨中和，得到磷酸一铵溶液，磷酸一铵溶液与硫酸钾发生复分解反应，结晶，得到以磷酸二氢钾为主，磷酸二氢铵为辅的水溶性磷酸二氢钾铵肥料。过量的硫酸钾和氮可生产硫基氮磷钾水溶性复合肥。同时生产过程中的副产品可直接用作枸溶性磷肥。本发明专利技术工艺简单，制备的水溶性磷酸二氢钾铵产品具有纯度高、养分高、钾含量高的优点。全过程无废渣排放，对环境友好，具有较好的社会效益和经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于化工生产

技术介绍
随着我国花卉业和园林观赏业的迅速发展，水溶性肥料逐渐被专业种植者接受。在大规模的经济作物区，水肥一体化配合滴灌系统能大大节约人力和水资源，这也促进了我国水溶性肥料的发展。磷酸二氢钾铵是由不同比例的磷酸二氢钾和磷酸二氢铵组成的复合晶体，与磷酸二氢钾或磷酸一铵、二铵相比都具有更多的养分，是一种全水溶的高浓度三元复合肥。传统的生产磷酸二氢钾铵的方法是以热法磷酸为原料，制备磷酸一铵后与氯化钾发生复分解反应得到，或直接以农业级磷酸一铵为原料与氯化钾发生复分解反应。这两种方法原料成本高，导致生产企业经济效益小。近年来又出现了以低成本的二水湿法磷酸为原料生产磷酸二氢钾铵的方法，如中国专利文件《磷酸二氢钾铵的生产方法》(申请号92108206.1)和专利《磷酸二氢钾铵的制备方法》(申请号200810058885. 5)，这对水溶性磷酸二氢钾铵的工业化生产有极大的促进作用。专利《磷酸二氢钾铵的生产方法》(申请号92108206.1)介绍了一种湿法磷酸经过初步脱氟，与氨气中和生成磷酸一铵的同时除去湿法磷酸中铁、镁、铝杂质，再与氯化钾通过复分解反应生成磷酸二氢钾铵的方法。该方法虽然提供了一种生产磷酸二氢钾铵的新思路，使用湿法磷酸为原料，降低了生产成本，但所得产品养分低，特别是有较高经济价值的磷酸二氢钾含量低。专利《磷酸二氢钾铵的制备方法》(申请号200810058885. 5)描述了一种以氯化钾或硫酸钾和硫酸制备硫酸氢钾和硫酸混合溶液，再用该溶液与磷矿粉反应制取二水湿法磷酸和磷酸二氢钾混合溶液的方法，所得混合溶液再用氨气或碳酸氢铵调节PH值，结晶得磷酸二氢钾铵。该方法虽然同样使用了湿法磷酸，且在与磷矿粉反应过程中同时能将氟脱掉，但其不足之处有1、与磷矿粉反应过程中，大量的钾被磷石膏夹带，以含钾磷石膏的形式沉淀，大大降低了钾的收率。2、所得水溶性磷酸二氢钾铵产品养分较专利《磷酸二氢钾铵的生产方法》中所得产品更低。因此，如何以更高的转化率将氮磷钾转化成水溶性肥料并提高水溶性肥料中养分含量是工业化生产磷酸二氢钾铵亟待解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供，本专利技术工艺简单，无废渣排放同时联产硫基水溶性肥料和枸溶性磷肥。湿法磷酸是硫酸分解磷矿所得的一种粗磷酸，本专利技术所使用的原料湿法磷酸为常规市售产品。本专利技术的技术方案如下，步骤如下(I)向湿法磷酸中加入硫酸钾，其中硫酸钾与湿法磷酸中F的摩尔比为1. (Tl. 6:6 ;控制温度在3(T70°C，反应0. 5^2小时，固液分离，得滤液A和滤饼A ;其中，滤液A为脱氟磷酸，滤饼A为氟硅酸钾；(2)步骤(I)得到的脱氟磷酸和氨进行中和反应，调节pH在4. 6飞.5之间，通过控制反应PH值监测反应，直至反应结束，得料浆；将中和反应后的料浆固液分离，得滤液B和滤饼B ;滤液B主要成分为磷酸一铵、磷酸二铵，滤饼B为水不溶的铁、铝、镁的磷酸盐；(3)用硫酸或磷酸将步骤(2)得到的滤液B的pH值回调至3. (T4. 6之间，得澄清料液；(4)向步骤(3)得到的澄清料液中加入固体硫酸钾，其中，固体硫酸钾与澄清料液中P2O5的摩尔比为1. (T2. 0:1控制反应温度在7(Tl00°C，反应0. 5^2小时，反应结束后逐渐降温至1(T30°C，结晶时间0. 5 1小时，待晶体完全析出；固液分离，得滤液C和晶体C ;晶体C经干燥即为水溶性磷酸二氢钾铵肥料；滤液C为硫酸铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、硫酸钾的混合溶液。根据本专利技术，优选的步骤如下上述步骤(I)中硫酸钾与湿法磷酸中F的摩尔比为优选1. n. 4:6。上述步骤(2)中氨指氨气或氨水。上述步骤(3)中硫酸或磷酸，优选为市售浓磷酸或浓硫酸。上述步骤(4)中硫酸钾与步骤(3)所得澄清料液中P2O5的摩尔比优选1. f 1.6:1。上述步骤(4)中反应温度优选为8(T95°C。 上述步骤(I)和步骤(4)中所用硫酸钾为工业级。以上制备方法中没有特别说明的均按照现有技术。本专利技术与现有的技术相比，具有以下优点1、与传统技术相比，本专利技术在氨气中和调节pH过程，先将pH值调至4. 6飞.5，过滤分离沉淀，清液再以酸回调至3. (T4. 6，这一步骤可以更彻底的脱去溶液中铁、镁、铝等杂质，有利于提高析出晶体的纯度，这也是本专利技术制备水溶性肥料养分高的一个重要影响因素。2、与传统技术相比，本专利技术除具有原料易得，成本低，降低含氟废气的排放，有利于环保的优点外，还具有水溶性磷酸二氢钾铵产品纯度高、养分高、钾收率高的优点，且由于增加了 pH回调步骤，可以使其中的铁、镁、铝更完全地沉淀出来，因此用磷矿制取湿法磷酸时，还可以使用高镁磷矿，拓宽了制备二水湿法磷酸的原料来源。3、与传统技术相比，本专利技术结晶后母液可直接经浓缩、干燥后作为水溶性硫基复合肥，丰富了农业生产所需水溶性肥料的多样性。生产过程中得到的滤饼，经调浆干燥后可直接作为枸溶性磷肥使用。本专利技术全过程无废渣排放，对环境友好，具有较好的社会效益和经济效益。具体实施例方式为了更详细地说明本方明，给出下述制备实施例。但本专利技术的范围并不局限于此。本专利技术原料未作具体说明的均为市售。实施例1 3和实验例I 3中的湿法磷酸为采用中品味磷矿经硫酸法湿法磷酸制得，购自贵州开阳公司，经检测，主要成分如下，均为重量百分比P20522. 31%, Fl. 93%, SO31. 37%, CaOO. 25%, MgOO. 73%, Fe2O3O. 49%, Al2O3L 00%,SiO2O. 84%o实施例4和实验例4中的湿法磷酸为采用高镁磷矿经硫酸法湿法磷酸制得，购自贵州福泉公司，经检测，主要成分如下，均为重量百分比P20524. 12%, F2. 08%, S032. 36%, CaOO. 36%, Mg08. 54%, Fe2O3O. 31%, Al2O3O. 57%,Si024. 46%o实施例1 :，步骤如下(1)湿法磷酸中，按一定比例加入硫酸钾，其中硫酸钾与湿法磷酸中F的摩尔比为1. 2 6 ;控制温度在40°C，反应I小时，固液分离，得滤液A和滤饼A ;其中，滤液A为脱氟磷酸，经分析，脱氟磷酸中的组分如下，均为重量百分比P20522. 16%, Fl. 46%, SO31. 53%, CaOO. 13%, MgOO. 73%, Fe2O3O. 50%, Al2O3L 04%,SiO2O. 32%，水和其他杂质余量；滤饼A为氟硅酸钾。(2)在步骤(I)得到的脱氟磷酸中和氨进行中和反应，调节pH为6. 5控制反应结束，得料浆；将中和反应后的料浆固液分离，得滤液B和滤饼B ;滤液B主要成分为磷酸一铵、磷酸二铵，经分析，其组分如下，均为重量百分比P20521. 16%，N6. 4%，F0. 031%,SO3O. 43%, CaOO. 16%, MgOO. 53%, Fe2O3O. 03%, Al2O3O. 004%, SiO2O. 003%，水和其他杂质余量。滤饼B为水不溶的铁、铝、镁的磷酸盐。(3)用硫酸将步骤(2)得到的清液B的pH值回调至3. 0，得澄清料液。(4)向步骤(3)得到的澄清料液中加入固体硫酸钾，其中，硫酸钾与澄清料液中P2O5的摩尔比为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用湿法磷酸生产水溶性磷酸钾铵肥料的方法，其特征在于步骤如下：（1）向湿法磷酸中加入硫酸钾，其中硫酸钾与湿法磷酸中F的摩尔比为1.0~1.6:6；控制温度在30~70℃，反应0.5~2小时，固液分离，得滤液A和滤饼A；其中，滤液A为脱氟磷酸，滤饼A为氟硅酸钾；（2）步骤（1）得到的脱氟磷酸和氨进行中和反应，调节pH在4.6~6.5之间，通过控制反应pH值监测反应，直至反应结束，得料浆；将中和反应后的料浆固液分离，得滤液B和滤饼B；滤液B主要成分为磷酸一铵、磷酸二铵，滤饼B为水不溶的铁、铝、镁的磷酸盐；（3）用硫酸或磷酸将步骤（2）得到的滤液B的pH值回调至3.0~4.6之间，得澄清料液；（4）向步骤（3）得到的澄清料液中加入固体硫酸钾，其中，固体硫酸钾与澄清料液中P2O5的摩尔比为1.0~2.0:1控制反应温度在70~100℃，反应0.5~2小时，反应结束后逐渐降温至10~30℃，结晶时间0.5~1小时，待晶体完全析出；固液分离，得滤液C和晶体C；晶体C经干燥即为水溶性磷酸二氢钾铵肥料；滤液C为硫酸铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、硫酸钾的混合溶液。

【技术特征摘要】
1.一种用湿法磷酸生产水溶性磷酸钾铵肥料的方法，其特征在于步骤如下Cl)向湿法磷酸中加入硫酸钾，其中硫酸钾与湿法磷酸中F的摩尔比为1. (Tl. 6:6 ;控制温度在3(T70°C，反应O. 5^2小时，固液分离，得滤液A和滤饼A ;其中，滤液A为脱氟磷酸，滤饼A为氟硅酸钾；(2)步骤(I)得到的脱氟磷酸和氨进行中和反应，调节pH在4.6飞.5之间，通过控制反应PH值监测反应，直至反应结束，得料浆；将中和反应后的料浆固液分离，得滤液B和滤饼B ;滤液B主要成分为磷酸一铵、磷酸二铵，滤饼B为水不溶的铁、铝、镁的磷酸盐；(3)用硫酸或磷酸将步骤(2)得到的滤液B的pH值回调至3.(Γ4. 6之间，得澄清料液；(4)向步骤(3)得到的澄清料液中加入固体硫酸钾，其中，固体硫酸钾与澄清料液中P2O5的摩尔比为1. (Γ2. O:1控制反应温度在7(Tl00°C，反应O. 5^2小时，反应结束后逐渐降温至1(T30°C，结晶时间O. 5^1小时，待晶体完全析出；固液分离，得滤液C和晶体C ;晶体C经干燥即为水溶性磷酸二氢钾铵肥料；滤液C为硫酸铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、硫酸钾的混合溶液。2.如权利要求1所述的用湿法磷酸生产水溶性磷酸钾铵肥料的方法，其特征在于步骤Cl)中硫酸钾与湿法磷酸中F的摩尔比为1. Γ . 4:6ο3.如权利要求1所述的用湿法磷酸生产水溶性磷酸钾铵肥料的方法，其特征在于步骤(2)中氨指氨气或氨水。4.如权利要求1所述的用湿法磷酸生产水溶性磷酸钾铵肥料的方法，其特征在于步骤 (3)中硫酸或磷酸优选为市售浓磷酸或浓硫酸。5.如权利要求1所述的用湿法磷酸生产水溶性磷酸钾铵肥料的方法，其特征在于步骤(4)中硫酸钾与步骤(3)所得澄清料液中P2O5的摩尔比1.Γ .6:106.如权利要求1所述的用湿法磷酸生产水溶性磷酸钾铵肥料的方法，其特征在于步骤(4)中反应温度为80 95°C。7.如权利要求1所述的用湿法磷酸生产水溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新柱，胡兆平，张敏，王娜，刘鹏，邹士龙，王震，
申请(专利权)人：贵州金正大生态工程有限公司，
类型：发明
国别省市：