[發明專利]農用磷銨生產磷酸二氫鉀及其水不溶磷回收方法

在審

• 申請號: 200910059602.3
• 申請日: 2009-06-15
• 公開（公告）號: CN101602499A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 黃繼曦
• 申請（專利權）人: 黃繼曦
• 主分類號: C01B25/30
• 分類號: C01B25/30;C01B25/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域??本發明屬于精細磷酸鹽生產領域，涉及一種使用農用磷銨(磷酸 一銨、磷酸二銨)和氯化鉀(或者碳酸鉀、氫氧化鉀)生產磷酸二氫鉀的生產 方法以及其中的水不溶性磷的轉化回收方法。適用于使用農用磷銨和農用氯化 鉀(或者碳酸鉀、氫氧化鉀)生產精細磷酸鹽(磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉等等)。

背景技術??現有技術中，精細磷酸鹽的生產一般采用熱法磷酸或濕法磷酸。 目前，精細磷酸鹽的生產技術普遍使用的是熱法磷酸。因為濕法磷酸中不可避 免地含有各種雜質，例如氧化鋁、氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂等等。這些雜質， 在制造磷酸鹽的操作條件下，生成AlPO₄、FePO₄、CaHPO₄、MgHPO₄、 MgNH₄PO₄、Ca₃(PO₄)₂、Mg₃(PO₄)₂等等沉淀物，造成五氧化二磷的大量損 失并且嚴重惡化分離過程和產品質量。同時，濕法磷酸一般濃度很低，常見商 品濕法磷酸的五氧化二磷含量一般在20％左右，再加上生產過程中的五氧化二 磷損失，加工后得到的磷酸鹽溶液濃度更低，帶來很大的蒸發濃縮工作量，不 但大大增加能耗，而且嚴重影響設備效率，很難收到比較好的經濟效益。

發明內容??本發明的目的旨在克服上述現有技術中的不足，提供一種使用農 用磷銨和氯化鉀(或者碳酸鉀、氫氧化鉀)直接生產磷酸二氫鉀的方法。采用 本發明的方法，能夠直接從農用磷銨和氯化鉀(或者碳酸鉀、氫氧化鉀)生產 農用磷酸二氫鉀和工業級磷酸二氫鉀，可以達到和熱法磷酸生產的產品同樣的 質量標準，而且能夠把磷銨中那些不溶于水的磷酸鹽沉淀物轉化成為水溶性磷 酸鹽而加以充分利用，同時工藝簡單，設備腐蝕小，能耗很低，沒有三廢，收 到比較好的經濟技術效果。

本發明的基本工藝原理是：首先使磷銨和堿性物質(碳酸鈉、碳酸鉀、氫 氧化鈉、氫氧化鉀或者其它具有適當堿性的物質，如碳酸氫鈉、碳酸氫鉀等等) 反應，把磷銨轉化成為磷酸的鈉鹽或者鉀鹽，同時把磷銨中的水不溶性磷酸鹽 沉淀(如磷酸鐵、磷酸鋁、磷酸銨鎂等等)轉化成為水溶性磷酸鹽而全部溶出， 然后使磷酸的鈉鹽和氯化鉀發生復分解反應，制得磷酸的鉀鹽(如果使用鉀堿， 則可以直接制得磷酸二氫鉀，本文只討論使用鈉堿的情況)。這個方法是對傳統 的磷酸一銨-氯化鉀復分解法的一種改進。改進的理由是：(1)在傳統的磷酸一 銨-氯化鉀復分解反應中，由于磷酸二氫銨和磷酸二氫鉀同樣具有相當陡峭的溶 解度溫度曲線，在常溫時兩個產品的溶解度又非常接近，因此，在冷卻結晶的 過程中很容易發生共同結晶，很難保證產品的純度。雖然理論上是可行的，但 是，實際使用這個方法進行生產的時候，產品的氧化鉀含量普遍偏低，很難達 到國家標準的要求，而且，隨著操作條件和結晶條件的波動，氧化鉀含量波動 很大，質量很難穩定。而磷酸二氫鈉在常溫下溶解度很大，很容易和磷酸二氫 鉀分開，容易保證產品質量。(2)磷酸一銨和氯化鉀復分解反應生成磷酸二氫 鉀的時候，必須從結晶母液中分離氯化銨，由于氯化銨的溶解度溫度曲線與磷 酸二氫鉀或者磷酸二氫銨的溶解度溫度曲線非常相近，這個分離十分困難。氯 化銨分離不完全帶來循環配料的結晶母液中銨離子濃度升高，進一步惡化磷酸 二氫鉀產品質量。而氯化鈉的溶解度溫度曲線十分平坦，在溫度降低的過程中 析出很少，容易保證產品質量。(3)本發明最重要的一個改進是，用適當方式 的蒸氨代替蒸水，實現了高度節能。在傳統的磷銨-氯化鉀復分解法中，無論是 蒸發濃縮回收銨鹽還是使用石灰蒸氨回收磷，都需要蒸發大量水分，導致生產 效率低下和能耗很高。本發明采用蒸氨代替結晶母液的蒸發濃縮，由于蒸氨的 數量很少(每噸產品蒸氨約120公斤，而蒸發結晶母液每噸產品大約需要蒸發4 噸水)，同時氨氣的蒸發潛熱比水的蒸發潛熱小得多，所以，蒸發消耗的能量要 節約大約80-90％，而且大大提高了設備效率。(4)本發明的另外一個重要特征 是，在溶解農用磷銨的過程中，使用碳酸氫鹽(如碳酸氫銨、碳酸氫鈉、碳酸 氫鉀等等)、碳酸鹽和(或)氫氧化物如氫氧化銨、氫氧化鈉或者氫氧化鉀等等 處理磷銨溶解過濾得到的濾渣，把磷銨中水不溶的五氧化二磷轉化為水溶性五 氧化二磷，使得磷銨中的五氧化二磷的水溶性浸出率達到95-98％，大大提高了 磷收率和經濟效益，同時大大減少了廢渣數量。最后分離的少量濾渣，是生產 污水處理藥劑的理想原料。由于這些措施，可以實現全部有用物質的充分利用 和完全環保型生產，沒有任何三廢排放。