[发明专利]一种生产磷酸二氢钾的方法

说明书

本发明涉及一种生产磷酸二氢钾的方法，将饲料级磷酸氢钙先和工业级磷酸进行预分解反应，再加入硫酸氢钾进行复分解反应，过滤出硫酸钙和滤液，对滤液进行净化处理后浓缩冷却结晶，制备出磷酸二氢钾产品，结晶母液返回到饲料级磷酸氢钙中进行循环操作，或用于无氯复合肥的生产。与现有技术相比，本发明方法采取磷酸与饲料级磷酸氢钙进行预反应大幅度提高了饲料级磷酸氢钙中磷的回收率，达到95％以上，另外硫酸氢钾中钾的收率达到99.5％，同时，本发明中的磷酸实现了循环使用，无废液排放，本工艺流程简单，原料中的磷和钾收率高，可以大幅度地降低生产成本，环保可持续，具有极大的竞争优势。

技术领域

本发明涉及磷酸盐的制备，尤其是涉及一种生产磷酸二氢钾的方法。

背景技术

磷酸二氢钾，为一种无色或白色带光泽的斜方体，能溶于水，其水溶液呈酸性，微溶于醇，有吸湿潮解性。

磷酸二氢钾在工业、农业、食品行业、医药均有广泛的应用：在农业上，其作为一种高浓度的高级磷钾复肥，具有显著增产、抗旱、耐寒作用，而且对防治作物病虫害也有特殊作用，另外因其具有营养成分高(P、K有效成分>90％)，化学性质稳定，无嗅，无味，无毒，易溶于水，不结块，因而适用于各种土壤和作物；在饲料添加剂中用作补充磷和钾的矿物元素添加剂，特别是在鱼饲料中普遍应用；在工业上，常用于细菌培养剂，制作酵母培养剂；在食品添加剂中磷酸二氢钾是食品磷酸盐重要品种之一，用作品质改良剂、发酵促进剂、调味剂、缓冲剂以及与磷酸氢二钾并用作为膨松剂。磷酸二氢钾的生产方法有中和法、萃取法、离子交换法、复分解法、直接法、结晶法和电解法等，目前中国的磷酸二氢钾主要通过热法磷酸和钾碱的中和反应制备，约占全国磷酸二氢钾总生产能力的90％以上，该方法工艺技术成熟，但其生产成本高。

有文献报道采用饲料级磷酸氢钙和硫酸氢钾制备磷酸二氢钾的工艺，文献和专利中的制备工艺，是在复分解阶段将硫酸氢钾溶液直接加入到饲料级磷酸氢钙的料浆中进行复分解反应，反应式如下：

KHSO₄+CaHPO₄·2H₂O→KH₂PO₄+CaSO₄·2H₂O↓

该反应中反应物磷酸氢钙难溶于水，生成的硫酸钙也难溶于水，硫酸钙容易在磷酸氢钙表面堆积，形成包裹，使得磷酸氢钙的溶解困难，导致磷酸氢钙磷的分解率降低。原料的利用率低下，使生产成本上升；同时，该种复分解工艺导致复分解反应后的过滤液中硫酸根浓度高，影响最终磷酸二氢钾产品的纯度，如果增加滤液除杂过程，将导致总体生产成本的增加。

中国专利CN 103879980B中公开了一种用饲料级磷酸氢钙生产磷酸二氢钾的方法，该方法以饲料级磷酸氢钙为原料，与磷酸溶液进行转化反应后再与硫酸进行萃取反应，过滤后得到的滤液用工业级磷酸调节PH为7.1～8.5，后再向滤液中加入碳酸钾和氢氧化钾溶液进行中和反应，反应完成后调节PH为8.5～9.5，过滤所得滤液通过工业级磷酸继续调节PH为4～4.5，调节反应液密度，待晶体全部析出后离心干燥得到磷酸二氢钾。该专利中磷酸以反应物的形式参与反应，同时该工艺下生产成本很高。

中国专利CN 103058158A直接采用肥料级的磷酸氢钙与硫酸氢钾进行复分解反应，没有磷酸参与分解磷酸氢钙的反应；同时，其结晶母液中不含有磷酸，母液循环的作用仅仅在于提高磷酸二氢钾产品的收率。

中国专利CN 104944397A由净化湿法磷酸与氧化钙或氢氧化钙或碳酸钙反应制备磷酸钙盐，再采用硫酸氢钾或硫酸钾溶液进行复分解反应，过程加入聚氧乙烯烷基胺和丙二醇嵌段聚醚组成的复合助剂以降低晶体表面自由能，过滤除去硫酸钙后，过滤液经浓缩、结晶、洗涤干燥后得磷酸二氢钾。