[其他]用磷礦、鉀鹽分步法制磷酸二氫鉀

無效

• 申請號: 85102377
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102377A
• 公開（公告）日: 1986-09-17
• 發明（設計）人: 周敦倫;陳善義
• 申請（專利權）人: 成都科技大學
• 主分類號: C05B11/08
• 分類號: C05B11/08;C05B21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于復合肥料：磷酸二氫鉀、磷酸二氫鉀銨的制備方法。

七十年代以來，用磷礦、無機酸和鉀鹽直接生產磷酸二氫鉀的制備方法已廣為全世界同行采用。如Comercial output of potassium phospha te and low-fluoricle phosp-horic aoid（Phorphorus and Potassium，1977，№91）報導的方法。用此法生產磷酸二氫鉀及磷酸二氫鉀銨工藝成熟，經濟合算，但此方法在制備硫酸二氫鉀時，氯化氫難以除盡，氯根將進入系統，腐蝕設備。于是出現工藝操作條件不易控制及對設備材料苛求等不足;此外在磷、鉀溶液制備過程中所產生的氟硅酸鉀以及可能生成五聚鹽（K₂SO₄·5CaSO₄）和鉀石膏（K₂SO₄·CaSO₄）都會部分被磷石膏帶走，造成鉀的損失。更應指出的是該工藝方法只能取用優質磷礦為原料;如用中、低品位磷礦為原料，按該流程生產，不僅會有大量的磷、鉀損失，且產品的質量無法保證。

鑒于我國磷礦資源的現狀，諸多單位力求用磷礦及鉀鹽作原料，用各種手段（離子交換法、溶劑萃取法、直接法等）制備磷酸二氫鉀或磷酸二氫鉀銨。如浙江化工研究所即用磷礦、硫酸、硫酸鉀按二水物法生產脫氟磷酸，然后加入液氨即制得磷酸二氫鉀銨。此法仍然無法避免大量的氟硅酸鉀隨石膏排走。當其使用磷礦質量較差、雜質含量高，則可能出現兩種弊端：一是溶液中與磷酸根（H₂PO^-₄）匹配的鈣離子很少，勢必使加入的硫酸鉀無法得以完全反應，使溶液中有大量硫酸鉀存在，影響產品質量，二是原料磷礦分解率低。

本發明的目的在于擬定一條以中、低品位磷礦為主要原料的工藝途徑，著眼點在于鐵、鋁、鎂、鈣等雜質的分離，提高磷、鉀回收率及產品有效成份，生產出優質價廉的產品。

本發明確定的制備步驟是：首先按二水物法用硫酸分解磷礦，濾去磷石膏后，加入硫酸鉀脫氟。過濾所得的氟硅酸鉀經回收至轉化氟化鉀及氫氧化鉀工段。濾液用碳酸鈣中和為磷酸-磷酸-鈣鹽，再加入硫酸鉀即制得磷-鉀混合溶液，而鈣離子與硫酸根結合，以硫酸鈣形式被濾除，鐵、鋁等雜質的大部分亦隨之帶走。此時溶液中除鉀離子及磷酸二氫根離子外，尚余少量的鐵、鋁、鈣及為數較大的鎂離子。為此，在溶液中除加入氫氧化鉀中和外，同時加入氟化鉀，或加入氨中和的同時加入氟化鉀。鐵、鋁、鈣、鎂等皆進入沉淀，過濾后得到純度較高的磷酸二氫鉀或磷酸二氫鉀銨溶液。經濃縮、冷卻、結晶等后續工序，制得產品。其過濾渣與復分解時的石膏渣經酸洗回收磷、鉀;結晶過濾后的母液亦可返回復分解液的中和工段。

本發明在硫酸萃取磷礦后，先濾去磷石膏，然后加入硫酸鉀脫氟。所加入硫酸鉀之量為生成氟硅酸鉀理論用量的100%～130%。

本發明所確認的工藝方法的核心問題在于加入適量的碳酸鈣，以制得合適的磷酸-磷酸-鈣鹽溶液，使中和率及磷的回收率足夠高，這樣可減少制備磷酸二氫鉀產品后續中和用氫氧化鉀的耗量，為此應控制PH值在1.4～1.7，最好在1.5～1.6

本發明還注意到磷酸-鈣鹽與硫酸鉀復分解時，應控制硫酸鉀與溶液中-鈣鹽的比例。此比例以1∶1.1～1.2為好。

本發明制定的工藝方法中復分解的產物：磷-鉀混合溶液在加氟化鉀去雜質的同時，可用氫氧化鉀或氨中和，用氫氧化鉀中和時，應控制PH值在4.3～4.5;用氨中和時，PH值應控制在4.2～6.5之間。用后者中和時，選用之氨可以是氣氨，亦可以是液氨。在上述兩種PH值范圍內中和，雜質去除率高，提高了磷的回收率。用氫氧化鉀中和的產品磷酸二氫鉀，用氨中和則得產品磷酸二氫鉀銨。

對價格較貴的氫氧化鉀和氟化鉀，本發明亦考慮到自制方案，此方案注意到工藝過程中的付產物氟硅酸鉀的回收使用。當從系外引入的硫酸鉀和氟硅酸相互混合后，與脫氟時得到的氟硅酸鉀混合調漿，當在其中加入碳酸鈣后系統組成是氟化鉀溶液，氟化鈣及硅膠。過濾所得之溶液-氟化鉀轉至中和磷-鉀混合液工段使用，一部分溶液加入氫氧化鈣，過濾分離除去氟化鈣，則得到氫氧化鉀。對于生產普鈣的廠家，氟硅酸是其主要付產物，因此自產氫氧化鉀和氟化鉀對這類工廠是特別有益的。