專利名稱：一種用濕法磷酸生產(chǎn)水溶性磷酸鉀銨肥料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用濕法磷酸生產(chǎn)水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，屬于化工生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)花卉業(yè)和園林觀賞業(yè)的迅速發(fā)展，水溶性肥料逐漸被專業(yè)種植者接受。在大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)作物區(qū)，水肥一體化配合滴灌系統(tǒng)能大大節(jié)約人力和水資源，這也促進(jìn)了我國(guó)水溶性肥料的發(fā)展。磷酸二氫鉀銨是由不同比例的磷酸二氫鉀和磷酸二氫銨組成的復(fù)合晶體，與磷酸二氫鉀或磷酸一銨、二銨相比都具有更多的養(yǎng)分，是一種全水溶的高濃度三元復(fù)合肥。傳統(tǒng)的生產(chǎn)磷酸二氫鉀銨的方法是以熱法磷酸為原料，制備磷酸一銨后與氯化鉀發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)得到，或直接以農(nóng)業(yè)級(jí)磷酸一銨為原料與氯化鉀發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。這兩種方法原料成本高，導(dǎo)致生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益小。近年來(lái)又出現(xiàn)了以低成本的二水濕法磷酸為原料生產(chǎn)磷酸二氫鉀銨的方法，如中國(guó)專利文件《磷酸二氫鉀銨的生產(chǎn)方法》(申請(qǐng)?zhí)?2108206.1)和專利《磷酸二氫鉀銨的制備方法》(申請(qǐng)?zhí)?00810058885. 5)，這對(duì)水溶性磷酸二氫鉀銨的工業(yè)化生產(chǎn)有極大的促進(jìn)作用。專利《磷酸二氫鉀銨的生產(chǎn)方法》(申請(qǐng)?zhí)?2108206.1)介紹了一種濕法磷酸經(jīng)過(guò)初步脫氟，與氨氣中和生成磷酸一銨的同時(shí)除去濕法磷酸中鐵、鎂、鋁雜質(zhì)，再與氯化鉀通過(guò)復(fù)分解反應(yīng)生成磷酸二氫鉀銨的方法。該方法雖然提供了一種生產(chǎn)磷酸二氫鉀銨的新思路，使用濕法磷酸為原料，降低了生產(chǎn)成本，但所得產(chǎn)品養(yǎng)分低，特別是有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的磷酸二氫鉀含量低。專利《磷酸二氫鉀銨的制備方法》(申請(qǐng)?zhí)?00810058885. 5)描述了一種以氯化鉀或硫酸鉀和硫酸制備硫酸氫鉀和硫酸混合溶液，再用該溶液與磷礦粉反應(yīng)制取二水濕法磷酸和磷酸二氫鉀混合溶液的方法，所得混合溶液再用氨氣或碳酸氫銨調(diào)節(jié)PH值，結(jié)晶得磷酸二氫鉀銨。該方法雖然同樣使用了濕法磷酸，且在與磷礦粉反應(yīng)過(guò)程中同時(shí)能將氟脫掉，但其不足之處有1、與磷礦粉反應(yīng)過(guò)程中，大量的鉀被磷石膏夾帶，以含鉀磷石膏的形式沉淀，大大降低了鉀的收率。2、所得水溶性磷酸二氫鉀銨產(chǎn)品養(yǎng)分較專利《磷酸二氫鉀銨的生產(chǎn)方法》中所得產(chǎn)品更低。因此，如何以更高的轉(zhuǎn)化率將氮磷鉀轉(zhuǎn)化成水溶性肥料并提高水溶性肥料中養(yǎng)分含量是工業(yè)化生產(chǎn)磷酸二氫鉀銨亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用濕法磷酸生產(chǎn)水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，無(wú)廢渣排放同時(shí)聯(lián)產(chǎn)硫基水溶性肥料和枸溶性磷肥。濕法磷酸是硫酸分解磷礦所得的一種粗磷酸，本發(fā)明所使用的原料濕法磷酸為常規(guī)市售產(chǎn)品。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種用濕法磷酸生產(chǎn)水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，步驟如下
(I)向濕法磷酸中加入硫酸鉀，其中硫酸鉀與濕法磷酸中F的摩爾比為1. (Tl. 6:6 ;控制溫度在3(T70°C，反應(yīng)0. 5^2小時(shí)，固液分離，得濾液A和濾餅A ;其中，濾液A為脫氟磷酸，濾餅A為氟硅酸鉀；(2)步驟(I)得到的脫氟磷酸和氨進(jìn)行中和反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH在4. 6飛.5之間，通過(guò)控制反應(yīng)PH值監(jiān)測(cè)反應(yīng)，直至反應(yīng)結(jié)束，得料漿；將中和反應(yīng)后的料漿固液分離，得濾液B和濾餅B ;濾液B主要成分為磷酸一銨、磷酸二銨，濾餅B為水不溶的鐵、鋁、鎂的磷酸鹽；(3)用硫酸或磷酸將步驟(2)得到的濾液B的pH值回調(diào)至3. (T4. 6之間，得澄清料液；(4)向步驟(3)得到的澄清料液中加入固體硫酸鉀，其中，固體硫酸鉀與澄清料液中P2O5的摩爾比為1. (T2. 0:1控制反應(yīng)溫度在7(Tl00°C，反應(yīng)0. 5^2小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后逐漸降溫至1(T30°C，結(jié)晶時(shí)間0. 5 1小時(shí)，待晶體完全析出；固液分離，得濾液C和晶體C ;晶體C經(jīng)干燥即為水溶性磷酸二氫鉀銨肥料；濾液C為硫酸銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、硫酸鉀的混合溶液。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的步驟如下上述步驟(I)中硫酸鉀與濕法磷酸中F的摩爾比為優(yōu)選1. n. 4:6。上述步驟(2)中氨指氨氣或氨水。上述步驟(3)中硫酸或磷酸，優(yōu)選為市售濃磷酸或濃硫酸。上述步驟(4)中硫酸鉀與步驟(3)所得澄清料液中P2O5的摩爾比優(yōu)選1. f 1.6:1。上述步驟(4)中反應(yīng)溫度優(yōu)選為8(T95°C。

上述步驟(I)和步驟(4)中所用硫酸鉀為工業(yè)級(jí)。以上制備方法中沒(méi)有特別說(shuō)明的均按照現(xiàn)有技術(shù)。本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、與傳統(tǒng)技術(shù)相比，本發(fā)明在氨氣中和調(diào)節(jié)pH過(guò)程，先將pH值調(diào)至4. 6飛.5，過(guò)濾分離沉淀，清液再以酸回調(diào)至3. (T4. 6，這一步驟可以更徹底的脫去溶液中鐵、鎂、鋁等雜質(zhì)，有利于提高析出晶體的純度，這也是本發(fā)明制備水溶性肥料養(yǎng)分高的一個(gè)重要影響因素。2、與傳統(tǒng)技術(shù)相比，本發(fā)明除具有原料易得，成本低，降低含氟廢氣的排放，有利于環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)外，還具有水溶性磷酸二氫鉀銨產(chǎn)品純度高、養(yǎng)分高、鉀收率高的優(yōu)點(diǎn)，且由于增加了 pH回調(diào)步驟，可以使其中的鐵、鎂、鋁更完全地沉淀出來(lái)，因此用磷礦制取濕法磷酸時(shí)，還可以使用高鎂磷礦，拓寬了制備二水濕法磷酸的原料來(lái)源。3、與傳統(tǒng)技術(shù)相比，本發(fā)明結(jié)晶后母液可直接經(jīng)濃縮、干燥后作為水溶性硫基復(fù)合肥，豐富了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需水溶性肥料的多樣性。生產(chǎn)過(guò)程中得到的濾餅，經(jīng)調(diào)漿干燥后可直接作為枸溶性磷肥使用。本發(fā)明全過(guò)程無(wú)廢渣排放，對(duì)環(huán)境友好，具有較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施例方式為了更詳細(xì)地說(shuō)明本方明，給出下述制備實(shí)施例。但本發(fā)明的范圍并不局限于此。本發(fā)明原料未作具體說(shuō)明的均為市售。實(shí)施例1 3和實(shí)驗(yàn)例I 3中的濕法磷酸為采用中品味磷礦經(jīng)硫酸法濕法磷酸制得，購(gòu)自貴州開(kāi)陽(yáng)公司，經(jīng)檢測(cè)，主要成分如下，均為重量百分比P20522. 31%, Fl. 93%, SO31. 37%, CaOO. 25%, MgOO. 73%, Fe2O3O. 49%, Al2O3L 00%,SiO2O. 84%o實(shí)施例4和實(shí)驗(yàn)例4中的濕法磷酸為采用高鎂磷礦經(jīng)硫酸法濕法磷酸制得，購(gòu)自貴州福泉公司，經(jīng)檢測(cè)，主要成分如下，均為重量百分比P20524. 12%, F2. 08%, S032. 36%, CaOO. 36%, Mg08. 54%, Fe2O3O. 31%, Al2O3O. 57%,Si024. 46%o實(shí)施例1 :一種用濕法磷酸生產(chǎn)水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，步驟如下(1)濕法磷酸中，按一定比例加入硫酸鉀，其中硫酸鉀與濕法磷酸中F的摩爾比為1. 2 6 ;控制溫度在40°C，反應(yīng)I小時(shí)，固液分離，得濾液A和濾餅A ;其中，濾液A為脫氟磷酸，經(jīng)分析，脫氟磷酸中的組分如下，均為重量百分比P20522. 16%, Fl. 46%, SO31. 53%, CaOO. 13%, MgOO. 73%, Fe2O3O. 50%, Al2O3L 04%,SiO2O. 32%，水和其他雜質(zhì)余量；濾餅A為氟硅酸鉀。(2)在步驟(I)得到的脫氟磷酸中和氨進(jìn)行中和反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH為6. 5控制反應(yīng)結(jié)束，得料漿；將中和反應(yīng)后的料漿固液分離，得濾液B和濾餅B ;濾液B主要成分為磷酸一銨、磷酸二銨，經(jīng)分析，其組分如下，均為重量百分比P20521. 16%，N6. 4%，F(xiàn)0. 031%,SO3O. 43%, CaOO. 16%, MgOO. 53%, Fe2O3O. 03%, Al2O3O. 004%, SiO2O. 003%，水和其他雜質(zhì)余量。濾餅B為水不溶的鐵、鋁、鎂的磷酸鹽。(3)用硫酸將步驟(2)得到的清液B的pH值回調(diào)至3. 0，得澄清料液。(4)向步驟(3)得到的澄清料液中加入固體硫酸鉀，其中，硫酸鉀與澄清料液中P2O5的摩爾比為1. 2 :1控制反應(yīng)溫度在85°C，反應(yīng)I小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后逐漸降溫至25°C，結(jié)晶時(shí)間I小時(shí)，待晶體完全析出；固液分離，得濾液C和晶體C ；晶體C經(jīng)干燥即為水溶性磷酸二氫鉀銨肥料，經(jīng)檢測(cè)，其組分如下，均為重量百分比N2. 5% ；P20552. 8% ；K2026. 4% ；CKO. 1%，水和其他雜質(zhì)余量；濾液C為硫酸銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、硫酸鉀的混合溶液，經(jīng)調(diào)漿、干燥后得到硫基水溶肥，經(jīng)檢測(cè)，其組分如下，均為重量百分比N12. 5%，P2057. 5%, K2018. 1%，S0s35. 8%, CKO. 1%，水和其他雜質(zhì)余量。實(shí)施例2 一種用濕法磷酸生產(chǎn)水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，步驟如下(I)濕法磷酸中，按一定比例加入硫酸鉀，其中硫酸鉀與濕法磷酸中F的摩爾比為1. 4 6 ;控制溫度在70°C，反應(yīng)I小時(shí)，固液分離，得濾液A和濾餅A ;其中，濾液A為脫氟磷酸，經(jīng)分析，脫氟磷酸中的組分如下，均為重量百分比P20522. 14%, Fl. 15%, SO31. 73%, CaOO. 10%, MgOO. 79%, Fe2O3O. 60%, Al2O3L 02%,SiO2O. 29%，水和其他雜質(zhì)余量。濾餅A為氟硅酸鉀。(2)在步驟(I)得到的脫氟磷酸中和氨進(jìn)行中和反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH為6. 0控制反應(yīng)結(jié)束，得料漿；將中和反應(yīng)后的料漿固液分離，得濾液B和濾餅B ;濾液B主要成分為磷酸一銨、磷酸二銨，經(jīng)分析，其組分如下，均為重量百分比P20521. 13%，N6. 2%，F(xiàn)0. 0043%,SO3O. 54%, CaOO. 07%, MgOO. 53%, Fe2O3O. 03%, Al2O3O. 004%, SiO2O. 005%，水和其他雜質(zhì)余量；濾餅B為水不溶的鐵、鋁、鎂的磷酸鹽。
(3)用磷酸將步驟(2)得到的清液B的pH值回調(diào)至3. 6，得澄清料液。(4)向步驟(3)得到的澄清料液中加入固體硫酸鉀，其中，硫酸鉀與澄清料液中P2O5的摩爾比為1. 3 :1控制反應(yīng)溫度在90°C，反應(yīng)I小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后逐漸降溫至15°C，結(jié)晶時(shí)間0. 5小時(shí)，待晶體完全析出；固液分離，得濾液C和晶體C ;晶體C經(jīng)干燥即為水溶性磷酸二氫鉀銨肥料，經(jīng)檢測(cè)，其組分如下，均為重量百分比N4. 6%，P20554. 8%，K2023. 3%，CK0. 1%，水和其他雜質(zhì)余量。濾液C為硫酸銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、硫酸鉀的混合溶液，經(jīng)檢測(cè)，其組分如下，均為重量百分比N9. 5%，P2054. 9%，K2014. 7%，S0s35. 6%，CK0. 1%，水和其他雜質(zhì)余量。實(shí)施例3 一種用濕法磷酸生產(chǎn)水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，步驟如下(1)濕法磷酸中，按一定比例加入硫酸鉀，其中硫酸鉀與濕法磷酸中F的摩爾比為1. 3 6 ;控制溫度在60°C，反應(yīng)1. 5小時(shí)，固液分離，得濾液A和濾餅A ;其中，濾液A為脫氟磷酸，經(jīng)分析，脫氟磷酸中的組分如下，均為重量百分比P20522. 14%, Fl. 12%, SO31. 64%, CaOO. 12%, MgOO. 71%, Fe2O3O. 53%, Al2O3L 06%,SiO2O. 24%，水和其他雜質(zhì)余量。濾餅A為氟硅酸鉀。(2)在步驟(1)得到的脫氟磷酸中和氨進(jìn)行中和反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH為5. 0控制反應(yīng)結(jié)束，得料漿；將中和反應(yīng)后的料漿固液分離，得濾液B和濾餅B ;濾液B主要成分為磷酸一銨、磷酸二銨，經(jīng)分析，其組分如下，均為重量百分比P20521.08%，N5. 9%，F(xiàn)0. 041%,SO3O. 49%, CaOO. 13%, MgOO. 50%, Fe2O3O. 28%, Al2O3O. 49%, SiO2O. 15%，水和其他雜質(zhì)余量。濾餅B為水不溶的鐵、鋁、鎂的磷酸鹽；(3)用硫酸將步驟(2)得到的清液B的pH值回調(diào)至4. 2，得澄清料液。(4)向步驟(3)得到的澄清料液中加入固體硫酸鉀，其中，硫酸鉀與澄清料液中P2O5的摩爾比為1. 6 :1控制反應(yīng)溫度在90°C，反應(yīng)1小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后逐漸降溫至30°C，結(jié)晶時(shí)間0. 5小時(shí)，待晶體完全析出；固液分離，得濾液C和晶體C ;晶體C經(jīng)干燥即為水溶性磷酸二氫鉀銨肥料，經(jīng)檢測(cè)，其組分如下，均為重量百分比N1.6%，P20551. 4%, K2028. 3%，CKO. 1%，水和其他雜質(zhì)余量。濾液C為硫酸銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、硫酸鉀的混合溶液，經(jīng)檢測(cè)，其組分如下，均為重量百分比N10. 5%，P2059. 6%，K2013. 8%，S0s33. 7%，CKO. 1%，水和其他雜質(zhì)余量。實(shí)施例4 一種用濕法磷酸生產(chǎn)水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，步驟如下(1)濕法磷酸中，按一定比例加入硫酸鉀，其中硫酸鉀與濕法磷酸中F的摩爾比為1. 2 6 ;控制溫度在65°C，反應(yīng)1小時(shí)，固液分離，得濾液A和濾餅A ;其中，濾液A為脫氟磷酸，經(jīng)分析，脫氟磷酸中的組分如下，均為重量百分比P20523. 98%, Fl. 38%, SO31. 69%, CaOO. 16%, Mg08. 70%, Fe2O3O. 73%, Al2O3L 58%,SiO2O. 27%，水和其他雜質(zhì)余量。濾餅A為氟硅酸鉀。(2)在步驟(1)得到的脫氟磷酸中和氨進(jìn)行中和反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH為5. 5控制反應(yīng)結(jié)束，得料漿；將中和反應(yīng)后的料漿固液分離，得濾液B和濾餅B ;濾液B主要成分為磷酸一銨、磷酸二銨，經(jīng)分析，其組分如下，均為重量百分比P20522. 65%，N6. 3%，F(xiàn)O. 057%,SO3O. 51%, CaOO. 14%, MgOO. 74%, Fe2O3O. 32%, Al2O3O. 54%, SiO2O. 20%，水和其他雜質(zhì)余量。濾餅B為水不溶的鐵、鋁、鎂的磷酸鹽。(3)用磷酸將步驟(2)得到的清液B的pH值回調(diào)至3. 5，得澄清料液。(4)向步驟(3)得到的澄清料液中加入固體硫酸鉀，其中，硫酸鉀與澄清料液中P2O5的摩爾比為1. 4 :1控制反應(yīng)溫度在80°C，反應(yīng)I小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后逐漸降溫至25°C，結(jié)晶時(shí)間I小時(shí)，待晶體完全析出；固液分離，得濾液C和晶體C ；晶體C經(jīng)干燥即為水溶性磷酸二氫鉀銨肥料，經(jīng)檢測(cè)，其組分如下，均為重量百分比N2. 5%，P20551. 3%，K2026. 0%，CK0. 1%，水和其他雜質(zhì)余量。濾液C為硫酸銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、硫酸鉀的混合溶液，經(jīng)檢測(cè)，其組分如下，均為重量百分比N11. 3%，P2056. 1%，K2021. 9%，S0s37. 7%，CK0. 1%，水和其他雜質(zhì)余量。以下實(shí)驗(yàn)提供對(duì)比例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明制備的水溶性磷酸二氫鉀銨產(chǎn)品具有純度高、養(yǎng)分高、鉀含量高的優(yōu)點(diǎn)。表I為實(shí)施例和實(shí)驗(yàn)例對(duì)比表。實(shí)驗(yàn)例1:一種用濕法磷酸生產(chǎn)水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，步驟如下(I)濕法磷酸中，按一定比例加入硫酸鉀，其中硫酸鉀與濕法磷酸中F的摩爾比為1.2 6 ;控制溫度在40°C，反應(yīng)I小時(shí)，固液分離，得濾液A和濾餅A ;其中，濾液A為脫氟磷酸，經(jīng)分析，脫氟磷酸中的組分如下，均為重量百分比P20522. 16%, Fl. 46%, SO31. 53%, CaOO. 13%, MgOO. 73%, Fe2O3O. 50%, Al2O3L 04%,SiO2O. 32%，水和其他雜質(zhì)余量；濾餅A為氟硅酸鉀。(2)在步驟(I)得到的脫氟磷酸中和氨進(jìn)行中和反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH為4. 5控制反應(yīng)結(jié)束，得料漿；將中和反應(yīng)后的料漿固液分離，得濾液B和濾餅B ;濾液B主要成分為磷酸一銨，經(jīng)分析，其組分如下，均為重量百分比P20521. 10%, N5. 4%，F(xiàn)0. 046%, SO3O. 54%，CaOO. 15%, MgOO. 51%, Fe2O3O. 33%, Al2O3O. 55%, SiO2O. 17%，水和其他雜質(zhì)余量。濾餅 B 為水不溶的鐵、鋁、鎂的磷酸鹽。(3)向步驟(2)得到的濾液B中加入固體硫酸鉀，其中，硫酸鉀與澄清料液中P2O5的摩爾比為1. 2 :1控制反應(yīng)溫度在85°C，反應(yīng)I小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后逐漸降溫至25°C，結(jié)晶時(shí)間I小時(shí)，待晶體完全析出；固液分離，得濾液C和晶體C ;晶體C經(jīng)干燥即為水溶性磷酸二氫鉀銨肥料，經(jīng)檢測(cè)，其組分如下，均為重量百分比N3. 5% ；P20548. 8% ；K2019. 4% ；C1<0. 1%，水和其他雜質(zhì)余量。濾液C為硫酸銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、硫酸鉀的混合溶液，經(jīng)調(diào)漿、干燥后得到硫基水溶肥，經(jīng)檢測(cè)，其組分如下，均為重量百分比N8. 5%，P20513. 1%，K2020. 6%, S0s34. 5%, CKO. 1%，水和其他雜質(zhì)余量。實(shí)驗(yàn)例2 一種用濕法磷酸生產(chǎn)水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，步驟如下(I)濕法磷酸中，按一定比例加入硫酸鉀，其中硫酸鉀與濕法磷酸中F的摩爾比為1.4 6 ;控制溫度在70°C，反應(yīng)I小時(shí)，固液分離，得濾液A和濾餅A ;其中，濾液A為脫氟磷酸，經(jīng)分析，脫氟磷酸中的組分如下，均為重量百分比P20522. 14%, Fl. 15%, SO31. 73%, CaOO. 10%, MgOO. 79%, Fe2O3O. 60%, Al2O3L 02%,SiO2O. 29%，水和其他雜質(zhì)余量。濾餅A為氟硅酸鉀。(2)在步驟(1)得到的脫氟磷酸中和氨進(jìn)行中和反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH為3. 5控制反應(yīng)結(jié)束，得料漿；將中和反應(yīng)后的料漿固液分離，得濾液B和濾餅B ;濾液B主要成分為磷酸一銨，經(jīng)分析，其組分如下，均為重量百分比P20521. 03%, N5. 0%，F(xiàn)0. 052%, SO3L 46%，CaOO. 30%, MgOO. 57%, Fe2O3O. 45%, Al2O3O. 98%, SiO2O. 22%，水和其他雜質(zhì)余量。濾餅 B 為水不溶的鐵、鋁、鎂的磷酸鹽。(3)向步驟(3)得到的澄清料液中加入固體硫酸鉀，其中，硫酸鉀與澄清料液中P2O5的摩爾比為1. 3 :1控制反應(yīng)溫度在90°C，反應(yīng)I小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后逐漸降溫至15°C，結(jié)晶時(shí)間0. 5小時(shí)，待晶體完全析出；固液分離，得濾液C和晶體C ;晶體C經(jīng)干燥即為水溶性磷酸二氫鉀銨肥料，經(jīng)檢測(cè)，其組分如下，均為重量百分比N5. 2%，P20546. 3%，K2018. 8%，CK0. 1%，水和其他雜質(zhì)余量。濾液C為硫酸銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、硫酸鉀的混合溶液，經(jīng)檢測(cè)，其組分如下，均為重量百分比N9. 1%，P2058. 5%，K2018. 8%，S0s33. 2%，CK0. 1%，水和其他雜質(zhì)余量。實(shí)驗(yàn)例3 一種用濕法磷酸生產(chǎn)水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，步驟如下(I)濕法磷酸中，按一定比例加入硫酸鉀，其中硫酸鉀與濕法磷酸中F的摩爾比為1.3 6 ;控制溫度在60°C，反應(yīng)1. 5小時(shí)，固液分離，得濾液A和濾餅A ;其中，濾液A為脫氟磷酸，經(jīng)分析，脫氟磷酸中的組分如下，均為重量百分比P20522. 14%, Fl . 12%, SO31. 64%, CaOO. 12%, MgOO. 71%, Fe2O3O. 53%, Al2O3L 06%,SiO2O. 24%，水和其他雜質(zhì)余量。濾餅A為氟硅酸鉀。(2)在步驟(I)得到的脫氟磷酸中和氨進(jìn)行中和反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH為4. 0控制反應(yīng)結(jié)束，得料漿；將中和反應(yīng)后的料漿固液分離，得濾液B和濾餅B ;濾液B主要成分為磷酸一銨，經(jīng)分析，其組分如下，均為重量百分比P20521. 08%, N5. 2%，F(xiàn)0. 050%, SO3O. 96%，CaOO. 21%, MgOO. 55%, Fe2O3O. 38%, Al2O3O. 72%, SiO2O. 19%，水和其他雜質(zhì)余量。濾餅 B 為水不溶的鐵、鋁、鎂的磷酸鹽。(3)向步驟(3)得到的澄清料液中加入固體硫酸鉀，其中，硫酸鉀與澄清料液中P2O5的摩爾比為1. 6 :1控制反應(yīng)溫度在90°C，反應(yīng)I小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后逐漸降溫至30°C，結(jié)晶時(shí)間0. 5小時(shí)，待晶體完全析出；固液分離，得濾液C和晶體C ;晶體C經(jīng)干燥即為水溶性磷酸二氫鉀銨肥料，經(jīng)檢測(cè)，其組分如下，均為重量百分比N2. 5%，P20549. 2%，K2024. 3%，CK0. 1%，水和其他雜質(zhì)余量。濾液C為硫酸銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、硫酸鉀的混合溶液，經(jīng)檢測(cè)，其組分如下，均為重量百分比N10. 5%，P2059. 6%，K2013. 2%，S0s33. 7%，CK0. 1%，水和其他雜質(zhì)余量。實(shí)驗(yàn)例4 一種用濕法磷酸生產(chǎn)水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，步驟如下(I)濕法磷酸中，按一定比例加入硫酸鉀，其中硫酸鉀與濕法磷酸中F的摩爾比為1.2 6 ;控制溫度在65°C，反應(yīng)I小時(shí)，固液分離，得濾液A和濾餅A ;其中，濾液A為脫氟磷酸，經(jīng)分析，脫氟磷酸中的組分如下，均為重量百分比P20523. 98%, Fl. 38%, SO31. 69%, CaOO. 16%, Mg08. 70%, Fe2O3O. 73%, Al2O3L 58%,SiO2O. 27%，水和其他雜質(zhì)余量。濾餅A為氟硅酸鉀。(2)在步驟(I)得到的脫氟磷酸中和氨進(jìn)行中和反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH為4. 2控制反應(yīng)結(jié)束，得料漿；將中和反應(yīng)后的料漿固液分離，得濾液B和濾餅B ;濾液B主要成分為磷酸一銨，經(jīng)分析，其組分如下，均為重量百分比P20521. 10%, N5. 3%，F(xiàn)0. 043%, SO3O. 88%，CaOO. 19%, MgOO. 65%, Fe2O3O. 36%, Al2O3O. 69%, SiO2O. 17%，水和其他雜質(zhì)余量。濾餅 B 為水
不溶的鐵、鋁、鎂的磷酸鹽。(3)向步驟(3)得到的澄清料液中加入固體硫酸鉀，其中，硫酸鉀與澄清料液中P2O5的摩爾比為1. 4 :1控制反應(yīng)溫度在80°C，反應(yīng)I小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后逐漸降溫至25°C，結(jié)晶時(shí)間I小時(shí)，待晶體完全析出；固液分離，得濾液C和晶體C ；晶體C經(jīng)干燥即為水溶性磷酸二氫鉀銨肥料，經(jīng)檢測(cè)，其組分如下，均為重量百分比N2. 8%，P20551. 3%，K2023. 2%，CK0. 1%，水和其他雜質(zhì)余量。濾液C為硫酸銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、硫酸鉀的混合溶液，經(jīng)檢測(cè)，其組分如下，均為重量百分比N11. 3%，P2056. 1%，K2021. 9%，S0s37. 7%，CK0. 1%，水和其他雜質(zhì)余量。表I實(shí)施例1 4和對(duì)比例I 4產(chǎn)品的有關(guān)數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種用濕法磷酸生產(chǎn)水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，其特征在于步驟如下Cl)向濕法磷酸中加入硫酸鉀，其中硫酸鉀與濕法磷酸中F的摩爾比為1. (Tl. 6:6 ;控制溫度在3(T70°C，反應(yīng)O. 5^2小時(shí)，固液分離，得濾液A和濾餅A ;其中，濾液A為脫氟磷酸，濾餅A為氟硅酸鉀；(2)步驟(I)得到的脫氟磷酸和氨進(jìn)行中和反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH在4.6飛.5之間，通過(guò)控制反應(yīng)PH值監(jiān)測(cè)反應(yīng)，直至反應(yīng)結(jié)束，得料漿；將中和反應(yīng)后的料漿固液分離，得濾液B和濾餅B ;濾液B主要成分為磷酸一銨、磷酸二銨，濾餅B為水不溶的鐵、鋁、鎂的磷酸鹽；(3)用硫酸或磷酸將步驟(2)得到的濾液B的pH值回調(diào)至3.(Γ4. 6之間，得澄清料液；(4)向步驟(3)得到的澄清料液中加入固體硫酸鉀，其中，固體硫酸鉀與澄清料液中P2O5的摩爾比為1. (Γ2. O:1控制反應(yīng)溫度在7(Tl00°C，反應(yīng)O. 5^2小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后逐漸降溫至1(T30°C，結(jié)晶時(shí)間O. 5^1小時(shí)，待晶體完全析出；固液分離，得濾液C和晶體C ;晶體C經(jīng)干燥即為水溶性磷酸二氫鉀銨肥料；濾液C為硫酸銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、硫酸鉀的混合溶液。
2.如權(quán)利要求1所述的用濕法磷酸生產(chǎn)水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，其特征在于步驟Cl)中硫酸鉀與濕法磷酸中F的摩爾比為1. Γ . 4:6ο
3.如權(quán)利要求1所述的用濕法磷酸生產(chǎn)水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，其特征在于步驟(2)中氨指氨氣或氨水。
4.如權(quán)利要求1所述的用濕法磷酸生產(chǎn)水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，其特征在于步驟 (3)中硫酸或磷酸優(yōu)選為市售濃磷酸或濃硫酸。
5.如權(quán)利要求1所述的用濕法磷酸生產(chǎn)水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，其特征在于步驟(4)中硫酸鉀與步驟(3)所得澄清料液中P2O5的摩爾比1.Γ .6:10
6.如權(quán)利要求1所述的用濕法磷酸生產(chǎn)水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，其特征在于步驟(4)中反應(yīng)溫度為80 95°C。
7.如權(quán)利要求1所述的用濕法磷酸生產(chǎn)水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，其特征在于步驟(I)和步驟(4)中所用硫酸鉀為工業(yè)級(jí)。
8.如權(quán)利要求1所述的用濕法磷酸生產(chǎn)水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，其特征在于步驟如下(1)濕法磷酸中，按一定比例加入硫酸鉀，其中硫酸鉀與濕法磷酸中F的摩爾比為1.3 .6 ;控制溫度在60°C，反應(yīng)1. 5小時(shí)，固液分離，得濾液A和濾餅A ;其中，濾液A為脫氟磷酸，經(jīng)分析，脫氟磷酸中的組分如下，均為重量百分比Ρ20522· 14%, Fl. 12%, SO31. 64%, CaOO. 12%, MgOO. 71%, Fe2O3O. 53%, Al2O3L 06%,SiO2O. 24%，水和其他雜質(zhì)余量；濾餅A為氟硅酸鉀；(2)在步驟(I)得到的脫氟磷酸中和氨進(jìn)行中和反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH為4.O控制反應(yīng)結(jié)束，得料漿；將中和反應(yīng)后的料漿固液分離，得濾液B和濾餅B ;濾液B主要成分為磷酸一銨，經(jīng)分析,其組分如下，均為重量百分比P20521. 08%, N5. 2%, F0. 050%, SO3O. 96%, CaOO. 21%,MgOO. 55%，F(xiàn)e2O3O. 38%，Al2O3O. 72%，SiO2O. 19%，水和其他雜質(zhì)余量；濾餅B為水不溶的鐵、鋁、鎂的磷酸鹽；(3)向步驟(3)得到的澄清料液中加入固體硫酸鉀，其中，硫酸鉀與澄清料液中P2O5的摩爾比為1. 6 :1控制反應(yīng)溫度在90°C，反應(yīng)I小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后逐漸降溫至30°C，結(jié)晶時(shí)間O.5小時(shí)，待晶體完全析出；固液分離，得濾液C和晶體C ;晶體C經(jīng)干燥即為水溶性磷酸二氫鉀銨肥料，經(jīng)檢測(cè)，其組分如下，均為重量百分比N2. 5%，Ρ20549· 2%，Κ2024· 3%，CK0. 1%，水和其他雜質(zhì)余量；濾液C為硫酸銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、硫酸鉀的混合溶液，經(jīng)檢測(cè)， 其組分如下，均為重量百分比Ν10. 5%，Ρ2059· 6%，Κ2013· 2%，S0s33. 7%，CK0. 1%，水和其他雜質(zhì)余量。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用濕法磷酸生產(chǎn)水溶性磷酸鉀銨肥料的方法，以低成本的濕法磷酸為原料，經(jīng)過(guò)脫氟程序，與氨中和，得到磷酸一銨溶液，磷酸一銨溶液與硫酸鉀發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，結(jié)晶，得到以磷酸二氫鉀為主，磷酸二氫銨為輔的水溶性磷酸二氫鉀銨肥料。過(guò)量的硫酸鉀和氮可生產(chǎn)硫基氮磷鉀水溶性復(fù)合肥。同時(shí)生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)品可直接用作枸溶性磷肥。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，制備的水溶性磷酸二氫鉀銨產(chǎn)品具有純度高、養(yǎng)分高、鉀含量高的優(yōu)點(diǎn)。全過(guò)程無(wú)廢渣排放，對(duì)環(huán)境友好，具有較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C01B25/45GK103030129SQ20121058085
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者李新柱, 胡兆平, 張敏, 王娜, 劉鵬, 鄒士龍, 王震 申請(qǐng)人:貴州金正大生態(tài)工程有限公司