[发明专利]硝酸钾、氯化镁、磷酸铵镁与氮钾肥联产工艺

说明书

技术领域

本发明是一种制造无机化工产品的工艺技术，特别涉及一种制取硝酸钾、氯化镁、磷酸铵镁与氮钾肥的技术领域。

背景技术

硝酸钾是一种重要的化工原料，目前，我国硝酸钾生产方法主要是以硝酸铵与氯化钾为原料，采用离子交换法或复分解法生产硝酸钾。离子交换法生产硝酸钾蒸发能耗高，副产品氯化铵回收困难；复分解法生产硝酸钾母液循环量较大，生产成本较高。

中国发明专利200510031293.0“一种制取硝酸钾与氯化镁的工艺方法”提出了用硝酸、氯化钾与氧化镁为原料制取硝酸钾与氯化镁的方法；中国发明专利200510085769.9“硝酸转化法制取硝酸钾方法”也提出了用硝酸、氯化钾与氧化镁为原料制取硝酸钾与氯化镁的方法。此二项发明专利所得硝酸钾均为农业级硝酸钾，没有达到工业硝酸钾质量要求，市场价值低；所得氯化镁副产品质量差，使用价值低，这是由于分离氯化镁晶体料液中，硝酸钾在溶液中已达到饱和，氯化镁中混入硝酸钾。

磷酸铵镁，又名磷酸镁铵，分子式NH₄MgPO₄·6H₂O，分子量245.41。磷酸铵镁除六水物外，还有一水物。磷酸铵镁主要用作家禽饲料添加剂、肥料添加剂，在医药上也有应用，也可用于造纸、涂料、氨基甲酸酯、软泡阻燃剂的制造。磷酸铵镁在国外已被列入肥料之列，用作长效无机肥，主要用于果树、草坪、花卉等。国内对于制取磷酸铵镁的研究起步较晚，到目前为止还没有工业化生产磷酸铵镁。

发明内容

为了克服上面存在的不足，本发明目的在于提供一种提高硝酸钾与氯化镁产品质量，并将含有氯化镁与硝酸钾的母液转化为附加值较高的磷酸铵镁与氮钾肥的硝酸钾、氯化镁、磷酸铵镁与氮钾肥联产工艺。

本发明采用的技术方案如下：一种制取硝酸钾、氯化镁、磷酸铵镁与氮钾肥的工艺方法，其特征在于包括以下步骤：(1)在不断搅拌条件下，在反应器中加入返回的精钾母液、氯化钾、硝酸溶液及氧化镁，硝酸与氧化镁反应生成硝酸镁并放出热量，氯化钾溶解，控制加入氯化钾∶硝酸(摩尔比)＝1∶(0.95～1.3)，控制反应温度为60～100℃，控制反应后溶液pH值为4～7，控制反应后溶液浓度为35～50波美度，反应完成后，趁热将反应溶液过滤除去酸不溶物杂质；(2)将除去杂质后的溶液冷却至10～36℃，结晶折出粗硝酸钾，将粗硝酸钾晶体料液离心分离并用少量冷水洗涤粗硝酸钾晶体，分离后得粗硝酸钾与粗钾母液即母液Ⅰ；(3)将粗硝酸钾与水混和并加热升温至90～115℃，使粗硝酸钾溶解为45～55波美度的硝酸钾溶液，再将硝酸钾溶液冷却至20～35℃，结晶析出硝酸钾晶体，将硝酸钾晶体料液离心分离并用冷水洗涤，分离后得精硝酸钾与精钾母液即母液Ⅱ，精硝酸钾经干燥后即为工业硝酸钾产品，精钾母液返回(1)中循环使用；(4)将母液Ⅰ蒸发浓缩到浓度为45～48波美度，再将蒸发浓缩液冷却到45～55℃，结晶析出六水氯化镁晶体，将料液进行离心分离并用少量热水洗涤氯化镁晶体间所含硝酸钾，分离得六水氯化镁产品与氯化镁母液即母液Ⅲ；(5)根据母液Ⅲ中氯化镁含量，按配料摩尔比MgCl₂∶H₃PO₄∶NH₃＝1∶1∶3，将母液Ⅲ与磷酸或磷酸二氢铵溶液及氨水或碳酸氢铵溶液混和反应，然后继续通入氨，调节控制反应溶液的pH值在7～10.5之间，反应温度控制为15～25℃，氯化镁与磷酸及氨反应生成磷酸铵镁沉淀与氯化铵；(6)将磷酸铵镁沉淀料液离心分离并用少量水洗涤，分离后得磷酸铵镁产品与磷酸铵镁母液即母液Ⅳ；(7)将母液Ⅳ与返回母液Ⅴ混和，蒸发浓缩到40至45波美度，再将蒸发浓缩液冷却到20～40℃，析出氯化铵晶体与硝酸钾晶体，称为氮钾肥，将料液离心分离后即得氮钾肥与母液Ⅴ，所得母液Ⅴ返回与母液Ⅳ合并循环使用。

本发明步骤(1)中所选用原料氧化镁含MgO质量分数应大于60％以上，加入硝酸溶液的质量分数为35～70％，配料反应时，最佳反应配料比为氯化钾∶硝酸＝1∶1。

本发明步骤(5)中所选用磷酸溶液质量分数为75～85％，所选用氨水溶液质量分数为15～25％，母液Ⅲ与磷酸与氨水溶液反应制取磷酸铵镁过程中，最佳反应溶液的pH值在7.2～8之间，最佳反应温度为20℃。