本发明属于制造磷酸二氢钾的方法。 迄今为止,磷酸二氢钾的生产多采用酸碱中和法制造。由于成本高,大大限制了它的发展。经过多年国内外的研究工作的结果,出现了不少新的制造技术,从<用磷矿石及钾盐制造磷酸二氢钾工艺路线的探讨>(四川化工,1984№1P38~41)可看到,现在较好的工艺路线是用廉价的磷矿制得湿法磷酸代替热法磷酸,同时用廉价的钾盐(如KCL或K2SO4)代替昂贵的氢氧化钾或碳酸钾,其中较先进的“分步分解法”(1)采用硫酸分解磷矿制得湿法磷酸,(2)然后用碳酸钙或石灰中和制得磷酸二氢钙,(3)再加入硫酸钾进行复分解反应得到磷酸二氢钾溶液,(4)用氢氧化钾中和剩余磷酸生成磷酸二氢钾。最后将所得的溶液浓缩、冷却、结晶、分离即得到磷酸二氢钾产品。该法的各步反应式如下:
这种方法虽能得到较高纯度的KH2PO4,但由于<1>采用二水法制磷酸,磷矿和酸耗均较高,最后仍旧要采用KOH中和。
鉴于已知技术不能满足工业生产的需要,本发明人以寻求便宜的原料、工艺简便、收率高和产品成本低的工艺路线为目的,经过研究,已取得了满意的效果。
本发明的方法采用磷矿、硫酸和硫酸钾为原料。合成后应在三个串连的反应器(带有搅拌器)中进行。硫酸(70%以上)和磷矿粉(P2O528%以上)按化学计量加入第一反应器中,混合反应0.5~1小时后,生成粘稠地磷酸二氢钙料浆,将其放入第二反应器,加入硫酸钾,搅拌1小时,便生成料浆中固相含量为25~40%,让料浆进入第三反应器,用土碱(K2CO3,K2O60%)将PH调至3~5,反应产物经过滤分离,滤液经过浓缩、结晶即得KH2PO4产品。
本发明反应物料中P2O5∶K2O(克分子比)为1∶1-1.2,对磷矿杂质无特殊要求,在反应中,温度控制在80~110℃本发明之主要反应式如下:
所得产品KH2PO4含量80~85%,(P2O5为40~42%,K2O为28~30%)。
由于原料价廉,又不要溶剂,制得KH2PO4比较传统方法成本大幅度下降,与要先制得湿法磷酸的直接法相比酸耗要少三分之一。特别对磷矿杂质无特殊要求,P2O5在25%以上即可,土碱价格是工业品K2CO3的五分之二。所以对一般中小普钙厂和硫酸厂容易按此法生产农用复合肥料。
实施例1,用含36%P2O5磷矿400克,加入浓度87%的硫酸115毫升,用70毫升水稀释,在80℃下搅拌半小时,生成磷酸-钙料浆,流入第二反应器,加入198克硫酸钾(配成饱和溶液),在94℃下搅拌1小时,合成磷酸二氢钾料浆,进入第三反应器,用116克土碱中和,使酸度调到PH=4.5,反应完成。料浆在过滤分离,滤液经浓缩、结晶得产品KH2PO4,含量89.4%。
实施例2,用磷矿500克加入比重1.8的硫酸260克,加110毫升水稀释,在85℃下搅拌半小时,流入第二反应器,加入248克硫酸钾(或成饱和溶液),在94℃下搅拌1小时,料浆流入第三反应器,加入150克土碱,将PH调到4.5反应结束,料浆进行分离,滤液经浓缩、结晶得产品KH2PO4含量91.4%。
实施例3,磷矿500克加入硫酸260克,加水110毫升,在90℃混合1小时,料浆流入第二反应器,加入钾盐200克(饱和溶液)进行合成反应,生成料浆进入第三反应器,加土碱150克,调PH=4.2,分离料浆,滤液经浓缩、结晶得产品KH2PO4,含量92.3%。