磷酸二氫鉀現(xiàn)狀及生產(chǎn)方法比較(編輯修改稿)
2025-02-04 10:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 酸回收率低 ，有機溶劑價格昂貴，對環(huán)境有污染。國內(nèi)采用有機萃取法生產(chǎn)磷酸二氫鉀投產(chǎn)的工廠較多，年生產(chǎn)規(guī)模從 1 000、 3 000、 5 000 到 30 000t 不等，工藝技術(shù)日趨完善。該法產(chǎn)品質(zhì)量高，可做到產(chǎn)品 中 w(KH2PO4)99%，與中和法相比，產(chǎn)品生產(chǎn)成本可下降 25%左右。 離子交換法 利用氯化鉀溶液通過苯乙烯系陽離子交換樹脂，從溶液中吸附K+，然后將磷酸二氫銨溶液通過樹脂進行置換，制得磷酸二氫鉀溶液，然后料液經(jīng)濃縮、冷卻結(jié)晶、離心分離、干燥后得到成品磷酸二氫鉀，結(jié)晶母液返回到濃縮工段進行回用。離子交換法生產(chǎn)磷酸二氫鉀工藝，其化學反應式如下： K++Cl+NH4R=KR+NH4Cl NH4++H2PO4+KR=KH2PO4+NH4R 該法可用氨中和濕法磷酸除去大部分雜質(zhì)得到較純磷酸二氫銨溶液作為離子交換的原料，同時用較廉價的 KCl 代替中和法所用的 KOH，與中和法相比生產(chǎn)成本有較 大下降，但該法的蒸發(fā)量太大 (1 t 成品需要蒸發(fā)水 15 m3)，能耗過高，且樹脂價格昂貴，一次性投資較大。另外，每生產(chǎn) 1t 磷酸二氫鉀要副產(chǎn) 4t多 6%的氯化銨稀溶液，產(chǎn)量大時后處理很麻煩；生產(chǎn)過程中，樹脂還容易中毒而需全部更換，這就給生產(chǎn)帶來麻煩和增大成本。國內(nèi)進行離子交換法生產(chǎn)磷酸二氫鉀工藝開發(fā)的單位是湖北化學研究所。1980 年，該所開發(fā)的離子交換法生產(chǎn)磷酸二氫鉀工藝獲國家發(fā)明獎。該所在黃梅縣和武漢市無機鹽化工廠分別進行了 500t/a、 1 000t/a 離子交換法生產(chǎn)磷酸二氫鉀的中間試驗，根據(jù)考核，生產(chǎn)成本可比 當時中和法低 1/3，產(chǎn)品 w (KH2PO4)98%。目前國內(nèi)采用離子交換法生產(chǎn)磷酸二氫鉀的廠家有武漢南輕精細化工有限公司，生產(chǎn)能力 10000t/a。 復分解法 目前國內(nèi)外所稱的復分解法主要是指反應的實質(zhì)為氯化鉀中的鉀離子與正磷酸的鈉或銨鹽中磷酸二氫根通過復分解反應生成磷酸二氫鉀的生產(chǎn)工藝。其化學反應式為： NaH2PO4+KCl=KH2PO4+NaCl NH4H2PO4+KCl=KH2PO4+NH4Cl 反應后的料液可以根據(jù) NH4Cl KH2PO4 H2O 或 NaClKH2PO4 H2O 系統(tǒng)相圖分離出磷酸二氫鉀。 1) 磷酸二氫鈉復分解法。采用磷酸與碳酸鈉反應制備磷酸二氫鈉后再與氯化鉀反應生成磷酸二氫鉀的工藝流程。它是將氯化鉀溶解后，按比例加入碳酸鈉和磷酸，充分攪拌，調(diào) pH 至 45，加熱濃縮至 110℃ 后，經(jīng)冷卻結(jié)晶、離心分離、干燥后即得產(chǎn)品 KH2PO4。該法的特點是生產(chǎn)設(shè)備簡單，反應條件平和，操作方便，沒有污染，質(zhì)量可靠，據(jù)稱成本較中和法每噸可下降 1 000 元以上。該法的 產(chǎn)品質(zhì)量不如中和法，會含有少量氯化鈉 。從分離 KH2PO4結(jié)晶后的母液中回收氯化鈉耗能高，價值低。 2) 磷 酸二氫銨復分解法。采用磷酸與碳酸氫銨反應制備磷酸二氫銨后再與氯化鉀反應生成磷酸二氫鉀的工藝流程。它是將水、氯化鉀、碳酸氫銨按比例投料，然后加入規(guī)定量的磷酸，充分攪拌后，調(diào) pH 值，加熱濃縮至 110℃ 后，經(jīng)冷卻結(jié)晶、離心分離、干燥后即得產(chǎn)品 KH2PO4，離心分離所得母液濃縮即為含氮、磷、鉀等多元素復合肥，工藝流程見圖 4。該工藝 沒有三廢排放 ，生產(chǎn)成本較中和法可低 1 600 元 /t，較結(jié)晶法、萃取法、離子交換法可低 1 000 元 /t。 但產(chǎn)品質(zhì)量不如中和法、萃取法、離子交換法，只可做農(nóng)用 ，因此，其產(chǎn)品的價值會大大低于其它 方法。目前焦作大學正在進行 6 000t/a 復分解法生產(chǎn)技術(shù)的轉(zhuǎn)讓。 直接法 以磷礦、硫酸和鉀鹽為原料生產(chǎn)磷酸二氫鉀的工藝是在國際磷酸鹽制造者協(xié)會的技術(shù)會議上，由愛爾蘭哥爾丁肥料公司首次公布，被認為是生產(chǎn)磷酸二氫鉀比較經(jīng)濟的方法，隨后，以色列、美國、日本等國都相繼進行了研究并有所發(fā)展。該法是將硫酸與氯化鉀反應生成硫酸氫鉀和氯化氫，氯化氫經(jīng)水吸收作為副產(chǎn)物鹽酸
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