[发明专利]一种制备磷酸二氢钾联产磷酸二氢钾铵的方法

说明书

本发明公开了一种制备磷酸二氢钾联产磷酸二氢钾铵的方法，该方法包括以下步骤：（1）将湿法磷酸和硫酸钾按比例混合溶解后，加碳酸钙反应完全后过滤；（2）滤液加氢氧化钾溶液调节pH，充分陈化后过滤，滤液经浓缩、结晶后得到磷酸二氢钾产品；（3）将结晶后的母液加氨水中和，充分反应后过滤，滤液经浓缩结晶后得到磷酸二氢钾铵。本发明直接以湿法磷酸和硫酸钾为原料，生产成本低；将结晶后的母液通氨转化成磷酸二氢钾铵，避免了繁复的母液除杂工序，具有很好的经济效益。

技术领域

本发明属于磷化工领域，具体涉及到一种循环法制备磷酸二氢钾联产硫酸铵的方法。

背景技术

磷酸二氢钾在医药、食品、工业、农业等领域都有着十分广泛的用途。医药上可用作酸化剂、营养剂，是抗菌素生产中发酵的重要原料；食品上可作膨松剂、调味剂、发酵剂、营养强化剂等；工业上主要用于细菌培养，缓冲溶液制备，也是其他磷酸盐制备原料；在农业上，磷酸二氢钾是一种高浓度的高效磷钾复合肥，广泛用于浸种、浇灌和叶面喷施，对农作物在加速灌浆、促进代谢、抵御干热风和防止倒伏等方面均有显著效果。作为一种全水溶性肥料，可与喷灌、滴灌技术结合，具有非常广阔的市场前景。

磷酸二氢钾的生产方法很多，以色列Rotem公司采用直接法以较廉价的磷矿石、硫酸和氯化钾为原料制备出工业级磷酸二氢钾，避免了使用价格较高的工业级磷酸和氢氧化钾，具有很好的经济性，是目前国际上公认最先进的生产方法。国内对其合成方法的研究也很多，主要有中和法、有机萃取法、复分解法、离子交换法、电解法等，但目前工业上主要还是采用以氢氧化钾为原料的中和法生产工艺，生产成本高。专利CN200810194402.4先将湿法磷酸用有机溶剂净化，净化后的磷酸中通液氨生成磷酸二氢铵，然后加入氯化钾生成磷酸二氢钾。该方法使用有机溶剂萃取净化湿法磷酸，成本较高，磷收率偏低，所得产品氯离子含量容易超标。专利CN102424374A、CN103058158A公开了一种以硫酸氢钾和磷酸氢钙直接反应制备磷酸二氢钾的方法，但由于反应物不全溶，磷损耗偏高。专利CN102963874A先将净化磷酸和硫酸钾反应，再向其中加入碳酸钙，最后用氢氧化钾或磷酸调pH，经浓缩结晶后得到磷酸二氢钾，该路线具有一定的积极意义，但以净化磷酸为原料限制了其应用。

磷酸二氢钾结晶后的母液含有较多的杂质（主要是Ca²⁺、Mg²⁺、Al³⁺等金属离子），如果直接返回到浓缩系统会造成杂质富集从而影响产品品质，目前工业上一般采用加氢氧化钾中和除杂的方法，但是成本比较高。

发明内容

本发明的目的是针对目前磷酸二氢钾生产存在的问题，提供一种以廉价原料制备磷酸二氢钾的工艺，同时对结晶后的母液进行低成本处理，以达到经济效益最优。本发明以湿法磷酸、硫酸钾和碳酸钙为主要原料制备磷酸二氢钾，然后将结晶后的母液加氨水调pH，除去大部分杂质，得到纯净的磷酸二氢钾铵。本发明是通过以下技术方案实现的：

一种制备磷酸二氢钾联产磷酸二氢钾铵的方法，主要包括以下步骤：

a、将湿法磷酸和硫酸钾按照摩尔比1.8～3.0：1的比例混合，加热搅拌使固体完全溶解；

b、将碳酸钙加水打成料浆后加入到步骤a所得的溶液中，加入量按碳酸钙和硫酸钾摩尔比0.8～1.4：1计，维持温度60～90℃，搅拌反应3.5h～4.8 h后过滤，得到滤液和滤饼；

c、将步骤b所得的滤液加氢氧化钾溶液调节pH至4～6后，加适量硅氟酸铵，充分搅拌后进行陈化；

d、将步骤c充分陈化后的物料过滤，滤液经浓缩、结晶后得到磷酸二氢钾产品；

e、将步骤d过滤后的磷酸二氢钾母液加入氨水，调节物料pH值4.5～6.0，30～60℃下搅拌反应1～4小时；反应结束后过滤，滤液经浓缩、结晶后得到磷酸二氢钾铵产品。