專(zhuān)利名稱(chēng):新直接法磷酸二氫鉀生產(chǎn)技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種無(wú)機(jī)化工品生產(chǎn)技術(shù),它是新直接法磷酸二氫鉀生產(chǎn)技術(shù)。
二、已有技術(shù)資料顯示用磷礦、硫酸、氯化鉀直接生產(chǎn)磷酸二氫鉀工藝是愛(ài)爾蘭哥爾登肥料有限公司的發(fā)明專(zhuān)利,在高等學(xué)校教材《無(wú)機(jī)鹽工藝學(xué)》第二版(三)《化學(xué)肥料》一書(shū)(陳五平主編)89年一版,93年再版本302頁(yè)刊有;上??萍汲霭嫔缬 痘すに囀謨?cè)》江體乾主編273頁(yè)下角也刊有,新法是對(duì)哥爾登公司專(zhuān)利的改良、優(yōu)化,新法更適合國(guó)情,加大硫酸氫鉀生產(chǎn)中硫酸過(guò)量系數(shù),反應(yīng)更容易進(jìn)行,常溫下可液態(tài)泵送,新法凈化簡(jiǎn)單,生產(chǎn)率高,一次高品質(zhì)率高;新法加納濾脫水增濃,利于水平衡,節(jié)能降耗突出;與國(guó)內(nèi)現(xiàn)有各種磷酸二氫鉀生產(chǎn)工藝相比,最大優(yōu)勢(shì)是成本特低,利潤(rùn)空間大,工藝簡(jiǎn)單,設(shè)備簡(jiǎn)單,投資也省許多。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明工藝過(guò)程是①每0.63噸一級(jí)KCl,加98%硫酸0.9噸甚至1噸(過(guò)剩20~30%)比例,加入轉(zhuǎn)化器,(小規(guī)模生產(chǎn)可用搪瓷,搪玻反應(yīng)釜改制)通蒸汽直接加熱(或夾層間接加熱)到≥130℃,反應(yīng)強(qiáng)烈進(jìn)行,注意消泡沫,泡沫太多時(shí)控制加料或降溫控制反應(yīng)強(qiáng)烈程度,產(chǎn)HCl負(fù)壓抽出,經(jīng)酸洗氣,再冷水淋吸制成鹽酸;加大硫酸過(guò)剩系數(shù),產(chǎn)出KHSO4與過(guò)量硫酸混合流體便于泵輸送;②將KHSO4過(guò)剩硫酸混合液與水——生產(chǎn)中是蒸醇后母水,磷石膏洗水及只靜置未過(guò)濾的返回上清液組成混合液再加入磷礦粉,磷礦粉要求含P2Q5≥32%,過(guò)150目組成反應(yīng)礦漿,攪拌下不斷補(bǔ)加硫酸,反應(yīng)溫度控制在70±5℃,液固比≥3,反應(yīng)液內(nèi)始終含游離SO3在0.3~0.5%間,返回料漿加入量在于保證液固比在3~3.5間,且反應(yīng)濾液含KH2PO4≈300~330g/L間,只有滿(mǎn)足以上條件,才可在攪拌6h~8h內(nèi)完成反應(yīng),且KH2PO4濃度合要求,產(chǎn)生磷石膏結(jié)晶粗大均一,洗濾性能好,P2O5回收率高,是技術(shù)關(guān)鍵;反應(yīng)致渣內(nèi)殘留P2O5≤0.8%,才能合格,放出反應(yīng)礦漿取一半不過(guò)濾,返回反應(yīng)槽增大液固比,另一半過(guò)濾除磷石膏渣,水洗后渣堆放另有用,得濾水和洗渣水;③獲磷石膏一洗水,加入K2CO3中和到PH6±0.5間,精濾后,納濾脫水增濃到含KH2PO4≥300g/L,泵入凈化槽與濾液混合,加熱到80℃~90℃,再加K2CO3及K2S調(diào)PH6.5-7.5間,加K2S量應(yīng)是所含重金屬、砷摩爾數(shù)的150%,機(jī)械攪拌下完成硫化、碳化反應(yīng)半小時(shí)后加絮凝劑再冷卻到45℃-50℃,靜置絮凝沉淀8h,精濾除沉淀,濾液加磷酸調(diào)PH4-5間,強(qiáng)攪拌使過(guò)剩H2S逸出,完成凈化工序;④凈化后液應(yīng)達(dá)含KH2PO4≥300g/L,泵入結(jié)晶槽,冷卻到室溫,攪拌下先加溶液體積15-20%的甲醇液,靜置半小時(shí)析出KH2PO4結(jié)晶,分離出,以甲醇洗晶兩次,洗后晶體,≥80℃熱風(fēng)吹脫晶間甲醇,為工業(yè)優(yōu)級(jí)、食品級(jí)磷酸二氫鉀產(chǎn)品,洗晶甲醇液,再加入分離晶體二次母液使含甲醇體積比占40%,靜置后又會(huì)有結(jié)晶析出,分離后,不必醇洗,直接熱風(fēng)吹干,得化肥優(yōu)級(jí)KH2PO4產(chǎn)品;⑤含醇母水泵入蒸餾塔,蒸出甲醇,冷凝回收再用,蒸醇后母水,大部返回反應(yīng)槽循環(huán)用,每次抽出15%作有價(jià)成份回收防雜質(zhì)積累。
權(quán)利要求
1.按氯化鉀混合,加熱到≥130℃下反應(yīng),得硫酸氫鉀與過(guò)量硫酸混合液,反應(yīng)式,酸液洗氣后,冷水淋吸得鹽酸。
2.硫酸氫鉀過(guò)量硫酸混合液,加水(以后是反應(yīng)好料漿未濾返回液,蒸醇后母水,磷石膏洗水)再加入過(guò)150目,含P2O5≥32%之優(yōu)質(zhì)磷礦粉,組成反應(yīng)礦漿,攪拌反應(yīng)中補(bǔ)加硫酸,使礦漿游離SO3含量保持0.3-0.5%間,反應(yīng)溫度控制在70±5℃,液固比≥3下攪拌6h-8h,反應(yīng)完成,渣中殘P2O5≤0.8%,可認(rèn)為反應(yīng)結(jié)束。
3.反應(yīng)結(jié)束,分離磷石膏,水洗后堆放另有用;靜置未濾液一半返回反應(yīng)槽,增大液固比,有助于產(chǎn)粗大均一,洗濾性好的磷石膏,靜置初濾液另一半入凈化槽,磷石膏一洗水,先以K2CO3調(diào)PH到6±0.5,靜置濾后串接微濾、納濾脫水增濃到含KH2PO4>300g/L再與初濾液混合,加熱到80-90℃,再以K2CO3加K2S調(diào)到中性,此刻液中Ca、Mg、Mn、Fe離子多以硫酸鹽沉淀,同時(shí)加入K2S為測(cè)知重金屬及砷摩爾數(shù)的150%,機(jī)械攪拌下硫化半小時(shí),加絮凝劑,靜置沉淀后,再精濾除渣,精濾液加磷酸調(diào)PH4-5間,使過(guò)量H2S逸出,完成凈化過(guò)程。
4.凈化后液應(yīng)達(dá)到含KH2PO4≥300g/L,冷至常溫,先加溶液體積15-20%甲醇混均靜置后結(jié)晶,分離晶體,甲醇洗晶后,≥80℃凈熱風(fēng)吹去晶間甲醇,可得工業(yè)優(yōu)級(jí)到食品級(jí)磷酸二氫鉀產(chǎn)品,一次母液再加20%體積甲醇,可析出晶體,不必醇洗,直接熱風(fēng)吹干,得化肥級(jí)磷酸二氫鉀。
5.二次晶體分離后母水,泵入蒸餾塔,蒸出甲醇,冷卻回收循環(huán)用,蒸余母水大部返回反應(yīng)槽循環(huán)用,每次抽15%作分離有價(jià)成份,防止循環(huán)中雜質(zhì)積累。磷石膏淡洗水逆流使用,注意保持水平衡。
6.新法與傳統(tǒng)愛(ài)爾蘭國(guó)直接法相比,三處改進(jìn),一是制硫氫化鉀時(shí)硫酸加入過(guò)剩量大,反應(yīng)快而徹底,制成混液,冷后也是液態(tài),好輸送,反正每噸產(chǎn)品其參與硫酸氫鉀反應(yīng)硫酸只占一半,過(guò)剩20-30%反而有好處;二是老直接法,反應(yīng)液游離磷酸多回作付產(chǎn)品;新法加K2CO3和K2S即中和,又硫化兼碳化,利于一次完成凈化,也增加KH2PO4收率,(在中和后中性下Al+3,硅酸同時(shí)絮凝沉淀)簡(jiǎn)化了工序;三是反應(yīng)后濾液KH2PO4濃度可達(dá)300-330g/L,而大量磷石膏洗水采用納濾脫水增濃,(NF)納濾膜對(duì)PO4-3、SO4-2有特殊攔截作用,此技術(shù)用于此利于水平衡、蒸汽耗量大減,節(jié)能突出,降低成本利于環(huán)保,為創(chuàng)新點(diǎn)。
7.分步甲醇析晶,利于開(kāi)始結(jié)晶粗大,品質(zhì)好,可先回收高純產(chǎn)品,后回收化肥級(jí)產(chǎn)品,一次完成分級(jí)。甲醇汽化熱僅水汽化熱約1/3,甲醇加入促結(jié)晶比濃縮結(jié)晶,質(zhì)量好,設(shè)備簡(jiǎn)單,投資小,雖然甲醇易燃易爆,損失也是錢(qián),但優(yōu)點(diǎn)多于缺點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明屬無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)技術(shù),是新直接法磷酸二氫鉀生產(chǎn)技術(shù),它是1.氯化鉀與過(guò)量濃硫酸加熱反應(yīng),得硫酸氫鉀與過(guò)量硫酸混合液,鹽酸;2.硫酸氫鉀過(guò)量硫酸混合液與磷礦粉,硫酸及水組成礦漿反應(yīng)得磷石膏及磷酸二氫鉀溶液,分離磷石膏,獲溶液;3.所獲溶液加碳酸鉀、K
文檔編號(hào)C05B13/00GK1880217SQ20051002110
公開(kāi)日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2005年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月17日
發(fā)明者陳棟才, 朱作遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:陳棟才, 朱作遠(yuǎn)