一種利用磷酸萃余酸制備磷酸二氫鉀的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用磷酸萃余酸制備磷酸二氫鉀的方法，以萃余酸為原料用過氧化氫、活性炭和水除去有機(jī)雜質(zhì)后，用三乙胺調(diào)節(jié)PH為6.5～7.5,然后添加適量的氯化鉀飽和溶液經(jīng)過濾、濃縮和干燥得到磷酸二氫鉀，或者在去除有機(jī)雜質(zhì)后，用重量含量為45%～50%的氫氧化鉀溶液將萃余酸的PH調(diào)節(jié)為6.5～7.5，過濾后再用重量含量為45%～50%的氫氧化鉀溶液將萃余酸的PH調(diào)節(jié)為8.5～10.5，過濾后用重量含量為80%～85%的磷酸溶液將萃余酸的PH調(diào)節(jié)為3.8～4.1，過濾所得濾液經(jīng)過濾、濃縮和干燥得到磷酸二氫鉀。本發(fā)明采用磷酸萃余酸制取磷酸二氫鉀，使磷酸萃余酸的利用率在85%以上，提高了磷酸萃余酸的利用率，制得的磷酸二氫鉀純度在98%左右，提高了其經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說明】一種利用磷酸萃余酸制備磷酸二氫鉀的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及化工領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種利用磷酸萃余酸制備磷酸二氫鉀的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]凈化磷酸的生產(chǎn)方法是用萃取劑從濕法磷酸中萃取磷酸，制得工業(yè)級(jí)和食品級(jí)的進(jìn)化磷酸，生產(chǎn)中，萃取后余下的磷酸成為萃余酸，在凈化磷酸生產(chǎn)的過程中，濕法磷酸中大量的雜質(zhì)進(jìn)入了萃余酸中，因此，磷酸萃余酸除了含有P20540%~50%外，還含有多種雜質(zhì):Mg、Fe、Al及其他金屬離子，通常情況下，各金屬離子的含量在O~3%之間不等，磷酸萃余酸還含有6%以下的固體顆粒，長期以來，磷酸萃余酸的利用率低，其回收利用都是一個(gè)技術(shù)難題。
[0003]磷酸二氫鉀的生產(chǎn)方法很多，大致概括為中和法、萃取法、離子交換法、復(fù)分解法、直接法、結(jié)晶法和電解法等。在中國，生產(chǎn)工藝多采用中和法，其次還有有機(jī)萃取法、復(fù)分解法、尚子交換法。
[0004]中和法，是將苛性鉀或碳酸鉀配成30%的溶液后送至中和器，在攪拌下與50%的磷酸溶液中和，控制溫度在80-100°C，pH為4-5，中和產(chǎn)物經(jīng)過濾、濃縮、冷卻結(jié)晶、離心分離、干燥后即得成品。當(dāng)前，全國中和法磷酸二氫鉀的生產(chǎn)能力占總生產(chǎn)能力的90%以上。該法以熱法磷酸和鉀堿為 原料，生產(chǎn)成本高，難以在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用，主要用于生產(chǎn)食品、醫(yī)藥和工業(yè)級(jí)的磷酸二氫鉀。
[0005]中國專利(專利號(hào)201110159163.0)公開了一種食品級(jí)磷酸為原料，生產(chǎn)磷酸二氫鉀的方法，該方法的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)磷酸二氫鉀工藝流程簡(jiǎn)單、產(chǎn)品質(zhì)量高且便于工業(yè)化應(yīng)用，但是，該方法需要昂貴的氫氧化鉀和食品級(jí)磷酸，生產(chǎn)成本較高，限制了規(guī)?；a(chǎn)，且母液循環(huán)5次就棄用增加了對(duì)環(huán)境的污染。
[0006]由于高品質(zhì)磷酸短缺且現(xiàn)有的方法是利用磷酸萃余酸制備磷酸氫一銨和磷酸氫二銨，產(chǎn)品質(zhì)量不高，大大降低了萃余酸的利用率，急需一種方法來提高萃余酸的利用率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用磷酸萃余酸制備磷酸二氫鉀的實(shí)施方式，該方法以磷酸萃余酸作為原材料制備磷酸二氫鉀，提高了磷酸萃余酸的利用率。
[0008]為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的一種實(shí)施方式采用以下技術(shù)方案:
[0009]一種利用磷酸萃余酸制備磷酸二氫鉀的方法，包括如下步驟:
[0010](I)以磷酸萃余酸為原料，添加過氧化氫、活性炭和水中的任意兩種去除磷酸萃余酸中的有機(jī)雜質(zhì)；
[0011](2)向步驟(1)所得磷酸萃余酸中添加三乙胺調(diào)節(jié)磷酸萃余酸的PH為6.5~7.5，過濾得到濾液A ;或向步驟(1)所得磷酸萃余酸中添加重量含量為45%~50%的氫氧化鉀溶液，調(diào)節(jié)磷酸萃余酸的PH為6.5~7.5，過濾得到濾液B ；[0012](3)向?yàn)V液A中加入足量氯化鉀飽和溶液使其析出晶體后再加入足量的水使晶體全部溶解，過濾得到濾液C ;或向?yàn)V液B中加入重量含量為45%~50%的氫氧化鉀溶液調(diào)節(jié)PH為8.5~10.5，過濾后再向?yàn)V液中加入重量含量為80%~85%的磷酸溶液調(diào)節(jié)PH為
3.8~4.1，過濾得到濾液D ;
[0013](4)將濾液C或?yàn)V液D濃縮、干燥得到固體磷酸二氫鉀。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例:步驟(1)去除磷酸萃余酸中的有機(jī)雜質(zhì)選用過氧化氫和活性炭，磷酸萃余酸、過氧化氫、活性炭的重量之比為100: (5~10): (I~5)。
[0015]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:將所述過氧化氫、活性炭添加到磷酸萃余酸中后需靜置2~3小時(shí)，再加入適量水稀釋后過濾去除活性炭和雜質(zhì)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例:步驟(1)去除磷酸萃余酸中的有機(jī)雜質(zhì)選用過氧化氫和水,磷酸萃余酸、過氧化氫、水的重量之比為100: (5~10): (30~50)。
[0017]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:將所述過氧化氫、水添加到磷酸萃余酸中后需加熱攪拌，使磷酸萃余酸溫度升至60~90°C后停止加熱。 [0018]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例:步驟(1)去除磷酸萃余酸中的有機(jī)雜質(zhì)選用活性炭和水，磷酸萃余酸、活性炭、水的重量之比為100: (I~5):(30~50)。
[0019]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:將所述水、活性炭添加到磷酸萃余酸中后需靜置2~3小時(shí)后過濾去除活性炭和雜質(zhì)。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果之一是:本發(fā)明采用磷酸萃余酸制取磷酸二氫鉀，使磷酸萃余酸的利用率在85%以上，大大提高了磷酸萃余酸的利用率，此工藝簡(jiǎn)單易行，無需大量投資，工藝流程短，生產(chǎn)費(fèi)用低，無廢水污染，無需洗滌，耗水量少，可實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，制得的磷酸二氫鉀純度在98%左右，大大提高了其經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0022]本發(fā)明可以通過對(duì)磷酸萃余酸添加不同的物質(zhì)與磷酸反應(yīng)調(diào)節(jié)PH值至6.5~
7.5，所述不同的物質(zhì)包括三乙胺和重量含量為45%~50%的氫氧化鉀溶液。根據(jù)該步驟中添加的物質(zhì)的不同，其所得濾液的處理方式也不同。
[0023]方式一、添加三乙胺調(diào)節(jié)磷酸萃余酸PH為6.5~7.5后過濾得到濾液，然后向?yàn)V液中加入足量氯化鉀飽和溶液使其析出晶體，然后再加入足量的水使晶體全部溶解，過濾得到濾液，將濾液濃縮干燥得到固體磷酸二氫鉀；
[0024]方式二、添加45%~50%的氫氧化鉀溶液調(diào)節(jié)磷酸萃余酸的PH為6.5~7.5后過濾得到濾液，然后再用45%~50%的氫氧化鉀溶液調(diào)節(jié)磷酸萃余酸的PH為8.5~10.5,過濾后再用重量含量為80%~85%的磷酸溶液調(diào)節(jié)PH為3.8~4.1，過濾得到濾液，將濾液濃縮干燥得到固體磷酸二氫鉀。本方式中采用兩段氫氧化鉀溶液調(diào)節(jié)PH是因?yàn)樵谄鋬啥沃g添加了一次過濾，是除雜效果更好。
[0025]實(shí)施例1~4為方式一的實(shí)施例，實(shí)施例5~10為方式二的實(shí)施例。
[0026]實(shí)施例1[0027]以500kg磷酸萃余酸為原料，向其加入45kg過氧化氫和220kg水，加熱攪拌，使溫度升至90°C，停止加熱，開始緩慢加入306kg三乙胺調(diào)節(jié)磷酸萃余酸的PH為7，過濾得到濾渣和濾液，過氧化氫能夠除去磷酸萃余酸中的有機(jī)雜質(zhì)。向?yàn)V渣中加入氫氧化鉀可回收三乙胺，三乙胺的回收率達(dá)到92%，向?yàn)V液中加入156kg氯化鉀飽和溶液，使濾液析出晶體，然后再向其加入150kg水將析出的晶體完全溶解，再進(jìn)行過濾，將濾液濃縮、干燥得到成品磷酸二氫鉀331.5kg，其產(chǎn)率為87%，磷酸二氫鉀的含量為98.7%。本實(shí)施例中使用的氯化鉀飽和溶液與濾液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，氯化鉀飽和溶液的量能夠使濾液盡可能多的析出晶體，本實(shí)施例使用的156kg氯化鉀飽和溶液足夠使濾液析出晶體,過多的添加氯化鉀飽和溶液只會(huì)使濾液反應(yīng)過后的剩余液增加氯化鉀，對(duì)晶體析出沒有有效作用，添加過少的氯化鉀飽和溶液，不能使晶體全部析出，因此，添加足量使濾液中晶體全部析出的氯化鉀飽和溶液即可。
[0028]實(shí)施例2
[0029]以500kg磷酸萃余酸為原料，向其加入35kg過氧化氫和15kg活性炭，靜置2小時(shí)，加入200kg水稀釋后過濾，向?yàn)V液中滴加350kg三乙胺調(diào)節(jié)磷酸萃余酸的PH為7.5，過濾得到濾渣和濾液，過氧化氫能夠除去磷酸萃余酸中的有機(jī)雜質(zhì)。向?yàn)V渣中加入氫氧化鉀可回收三乙胺，三乙胺的回收率達(dá)到92%，向?yàn)V液中加入175kg氯化鉀飽和溶液，使濾液析出晶體，然后再向其加入150kg水將析出的晶體完全溶解，然后再進(jìn)行過濾，將濾液濃縮、干燥得到成品磷酸二氫鉀339kg，其產(chǎn)率為88.9%，磷酸二氫鉀的含量為98.8%。
[0030]實(shí)施例3
[0031]以500kg磷酸萃余酸為原料，向其加入50kg過氧化氫和250kg水，加熱攪拌，使溫度升至60°C，停止加熱 ，開始緩慢加入310kg三乙胺調(diào)節(jié)磷酸萃余酸的PH為6.5，過濾得到濾渣和濾液，過氧化氫能夠除去磷酸萃余酸中的有機(jī)雜質(zhì)。向?yàn)V渣中加入氫氧化鉀可回收三乙胺，三乙胺的回收率達(dá)到91%，向?yàn)V液中加入160kg氯化鉀飽和溶液，使濾液析出晶體，然后再向其加入150kg水將析出的晶體完全溶解，然后再進(jìn)行過濾，將濾液濃縮、干燥得到成品磷酸二氫鉀330kg，其產(chǎn)率為87%，磷酸二氫鉀的含量為97.7%。
[0032]實(shí)施例4
[0033]以500kg磷酸萃余酸為原料，向其中加入5kg活性炭和150kg /K，靜置3小時(shí)，過濾，后續(xù)操作步驟與實(shí)施例2相同。
[0034]除了上述實(shí)施例外，去除磷酸萃余酸中的有機(jī)雜質(zhì)選用過氧化氫和活性炭時(shí)，只要磷酸萃余酸、過氧化氫、活性炭的重量之比滿足100: (5~10): (I~5)即可，靜置時(shí)間可以是2~3小時(shí)；去除磷酸萃余酸中的有機(jī)雜質(zhì)選用過氧化氫和水，只要磷酸萃余酸、過氧化氫、水的重量之比滿足100:(5~10): (30~50)即可，加熱時(shí)可以使溫度上升至60~90°C ;去除磷酸萃余酸中的有機(jī)雜質(zhì)選用活性炭和水，只要磷酸萃余酸、活性炭、水的重量之比滿足100:(I~5): (30~50)即可；靜置時(shí)間可以是2~3小時(shí)。
[0035]實(shí)施例5
[0036]以500kg磷酸萃余酸為原料，向其中加入45kg過氧化氫和5kg活性炭，靜置2小時(shí)，加入150kg水稀釋后過濾，過氧化氫和活性炭可以去除磷酸萃余酸中的有機(jī)雜質(zhì)，用水稀釋后，更便于過濾，稀釋所使用的水的量無嚴(yán)格要求，只需要添加適量的水使磷酸萃余酸過濾更容易即可。向?yàn)V液中添加697kg重量含量為48%的氫氧化鉀溶液，調(diào)節(jié)PH為10后過濾，向?yàn)V液中加入292kg重量含量為85%的磷酸，調(diào)節(jié)PH為3.8，然后經(jīng)濃縮、干燥得到固體磷酸二氫鉀671.7kg，其產(chǎn)率為86%，磷酸二氫鉀的含量為97.6%。
[0037]實(shí)施例6
[0038]以500kg磷酸萃余酸為原料，向其中加入5kg活性炭和150kg水，靜置2.5小時(shí)，過濾，向?yàn)V液中添加391kg重量含量為48%的氫氧化鉀溶液,調(diào)節(jié)PH為7,過濾后再向?yàn)V液中添加205kg重量含量為48%的氫氧化鉀溶液，調(diào)節(jié)PH為10后過濾，向?yàn)V液中加入205kg重量含量為85%的磷酸，調(diào)節(jié)PH為3.8，然后經(jīng)濃縮、干燥得到固體磷酸二氫鉀575.4kg，其產(chǎn)率為89.9%，磷酸二氫鉀的含量為98.4%。
[0039]實(shí)施例7
[0040]以500kg磷酸萃余酸為原料，向其中加入25kg過氧化氫和25kg活性炭，靜置3小時(shí)，過濾，向?yàn)V液中添加385kg重量含量為50%的氫氧化鉀溶液，調(diào)節(jié)PH為7.5，過濾后再向?yàn)V液中添加200kg重量含量為50%的氫氧化鉀溶液,調(diào)節(jié)PH為10.5后過濾，向?yàn)V液中加入201kg重量含量為85%的磷酸，調(diào)節(jié)PH為4.1，然后經(jīng)濃縮、干燥得到固體磷酸二氫鉀569.8kg，其產(chǎn)率為89.1%，磷酸二氫鉀的含量為98.45%。
[0041]實(shí)施例8
[0042]以500kg磷酸萃余酸為原料，向其中加入50kg過氧化氫和250kg水,加熱攪拌,使溫度升至60°C，停止加熱，向?yàn)V液中添加405kg重量含量為45%的氫氧化鉀溶液，調(diào)節(jié)PH為
6.5,過濾后再向?yàn)V液中添加200kg重量含量為45%的氫氧化鉀溶液,調(diào)節(jié)PH為8.5后過濾，向?yàn)V液中加入220kg重量含量為80%的磷酸，調(diào)節(jié)PH為4.1，然后經(jīng)濃縮、干燥得到固體磷酸二氫鉀550kg，其產(chǎn)率為88.1%，磷酸二氫鉀`的含量為97.84%。
[0043]實(shí)施例9
[0044]以500kg磷酸萃余酸為原料，向其中加入25kg過氧化氫和150kg水,加熱攪拌,使溫度升至90°C，停止加熱，后續(xù)操作步驟與實(shí)施例8相同。
[0045]實(shí)施例10
[0046]以500kg磷酸萃余酸為原料，向其中加入25kg活性炭和250kg水，靜置3小時(shí)，過濾，后續(xù)步驟與實(shí)施例6相同。
[0047]方式二使用過氧化氫、活性炭和水中的任意兩種去除磷酸萃余酸中的有機(jī)雜質(zhì)的方法和用量與方式一的方法和用量相同，因此，方式二中使用過氧化氫、活性炭和水中的任意兩種去除磷酸萃余酸中的有機(jī)雜質(zhì)的方法和用量均可運(yùn)用到方式一的實(shí)施例中。
[0048]盡管這里參照本發(fā)明的多個(gè)解釋性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出很多其他的修改和實(shí)施方式，這些修改和實(shí)施方式將落在本申請(qǐng)公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請(qǐng)公開和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對(duì)主題組合布局的組成部件和/或布局進(jìn)行多種變型和改進(jìn)。除了對(duì)組成部件和/或布局進(jìn)行的變型和改進(jìn)外，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。
【權(quán)利要求】
1.一種利用磷酸萃余酸制備磷酸二氫鉀的方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)以磷酸萃余酸為原料，添加過氧化氫、活性炭和水中的任意兩種去除磷酸萃余酸中的有機(jī)雜質(zhì)； (2)向步驟(1)所得磷酸萃余酸中添加三乙胺調(diào)節(jié)磷酸萃余酸的PH為6.5~7.5，過濾得到濾液A ;或向步驟(1)所得磷酸萃余酸中添加重量含量為45%~50%的氫氧化鉀溶液，調(diào)節(jié)磷酸萃余酸的PH為6.5~7.5，過濾得到濾液B ； (3)向?yàn)V液A中加入足量氯化鉀飽和溶液使其析出晶體后再加入足量的水使晶體全部溶解，過濾得到濾液C ;或向?yàn)V液B中加入重量含量為45%~50%的氫氧化鉀溶液調(diào)節(jié)PH為8.5~10.5，過濾后再向?yàn)V液中加入重量含量為80%~85%的磷酸溶液調(diào)節(jié)PH為3.8~4.1，過濾得到濾液D ; (4)將濾液C或?yàn)V液D濃縮、干燥得到固體磷酸二氫鉀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用磷酸萃余酸制備磷酸二氫鉀的方法，其特征在于:步驟(I)去除磷酸萃余酸中的有機(jī)雜質(zhì)選用過氧化氫和活性炭，磷酸萃余酸、過氧化氫、活性炭的重量之比為100: (5~10): (I~5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用磷酸萃余酸制備磷酸二氫鉀的方法，其特征在于:將所述過氧化氫、活性炭添加到磷酸萃余酸中后需靜置2~3小時(shí)，再加入適量水稀釋后過濾去除活 性炭和雜質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用磷酸萃余酸制備磷酸二氫鉀的方法，其特征在于:步驟(O去除磷酸萃余酸中的有機(jī)雜質(zhì)選用過氧化氫和水，磷酸萃余酸、過氧化氫、水的重量之比為 100:(5 ~10):(30 ~50)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用磷酸萃余酸制備磷酸二氫鉀的方法，其特征在于:將所述過氧化氫、水添加到磷酸萃余酸中后需加熱攪拌，使磷酸萃余酸溫度升至60~90°C后停止加熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用磷酸萃余酸制備磷酸二氫鉀的方法，其特征在于:步驟(O去除磷酸萃余酸中的有機(jī)雜質(zhì)選用活性炭和水，磷酸萃余酸、活性炭、水的重量之比為100:(1 ~5):(30 ~50)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用磷酸萃余酸制備磷酸二氫鉀的方法，其特征在于:將所述水、活性炭添加到磷酸萃余酸中后需靜置2~3小時(shí)后過濾去除活性炭和雜質(zhì)。
【文檔編號(hào)】C01B25/30GK103879981SQ201410103271
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月19日
【發(fā)明者】鐘林, 鐘國林, 韓科 申請(qǐng)人:鐘林