[发明专利]无氯钾肥生产方法

说明书

本发明涉及无氯钾肥的生产方法，特别是自氯化钾制取无氯钾肥的生产方法。

目前，生产无氯钾肥的方法有许多。与本发明有关的生产方法主要有以下两种。

第一种方法是，以氯化钾为原料使其先与硫酸进行反应，制取硫酸氢钾，然后同磷矿粉、硫酸进行萃取反应得磷酸二氢钾和磷酸。

第二种方法是，在盐酸分解磷矿粉制取磷酸的基础上，进行氨中和析出磷酸氢钙，再与硫酸钾、硫酸反应制取磷酸二氢钾。或者更简短的方法是用磷酸二氢钙与硫酸钾溶液混合，便生成磷酸二氢钾和难溶性的硫酸钙沉淀。

在第一种方法中，由于未对磷矿粉进行预处理，磷、钾收率较低，尤其对于国产胶质磷矿，萃取过滤困难。同时，生产中一方面消耗大量的硫酸与磷矿粉中的杂质反应，又产生大量的付产物盐酸。盐酸的市场需求量并不大。另外要使磷酸二氢钾从反应终产物中分离出来，还须用甲醇萃取，并分离回收磷酸。

对于第二种方法，采用硫酸钾、磷酸二氢钙或磷酸一氢钙作原料，这些原料均价格高。若从普钙中浸取磷酸氢钙和磷酸二氢钙，则工作量大，废渣多，收率低，生产成本高，因此也不够理想。

本发明的目的在于提供一种联产硫酸氢钾和磷酸二氢钾两种无氯钾肥的生产方法，并克服现有技术中收率低，分离不便，成本高，效益较差的缺点。

本发明提供的无氯钾肥生产方法是，先将氯化钾与硫酸反应，生成硫酸氢钾及盐酸，再用所生成的盐酸对磷矿粉进行预处理，过滤除去酸溶性的杂质，然后将预处理后得到的不溶的磷酸氢钙与上述反应中生成的硫酸氢钾以及磷酸反应，即得到磷酸二氢钾。

上述生产方法可用化学反应表式如下：

  (1)

  (2)

上述式(3)实际上分为两步：

  (4)

  (5)

式(1)中KCl最好是非饱和的溶液，必要时在反应过程中可补充水，以维持KCl处于非饱和状态。硫酸用浓硫酸。两反应物KCl与H₂SO₄的克当量比例最好为1∶1.05～1.1。该反应是放热反应，必要时可通过蒸汽加热，使反应温度保持在一定温度以上，以使KCl、KHSO₄不结晶析出，同时又有利于HCl挥发。气态HCl用水吸收成稀盐酸。

当无HCl气体逸出，并且料浆中Cl^-含量小于0.5％时，可认为反应完毕。反应完成后，将热料浆放出，冷却结晶即得硫酸氢钾。按后续反应的计量，只需四分之三以下的硫酸氢钾与磷酸一氢钙反应，因此一部分硫酸氢钾即可作为无氯钾肥使用。

式(2)表明了用式(1)中产生的盐酸对磷矿粉的预处理。预处理前，将磷矿粉碎过60目筛。加入盐酸的体积使反应物液固比为2.5～4∶1实际加入HCl的摩尔数按磷矿粉的各组成含量计算。通过预处理使磷矿粉中40％左右的CaO，和几乎全部的MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃分解并溶于液相中。反应1小时后基本完成预处理。过滤即可分离出磷酸氢钙沉淀。

预处理过程中，有含氟废气产生，可通过BaCl溶液吸收转化成氟硅酸钠。

式(3)是反应产生磷酸二氢钾的反应式，它可分解为式(4)和式(5)。按式(3)看，加入反应物使液固比为2.5～3.5∶1并且磷酸以P₂O₅计的量不低于磷酸氢钙以P₂O₅计的量。反应温度最好控制在30～60℃之间，反应时间为4.5～6.5小时。