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(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 酸回收率低 ，有機(jī)溶劑價(jià)格昂貴，對(duì)環(huán)境有污染。國(guó)內(nèi)采用有機(jī)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(guò)苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，從溶液中吸附K+，然后將磷酸二氫銨溶液通過(guò)樹(shù)脂進(jìn)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(jìn)行回用。離子交換法生產(chǎn)磷酸二氫鉀工藝，其化學(xué)反應(yīng)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(shí)用較廉價(jià)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(guò)高，且樹(shù)脂價(jià)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(shí)后處理很麻煩；生產(chǎn)過(guò)程中，樹(shù)脂還容易中毒而需全部更換，這就給生產(chǎn)帶來(lái)麻煩和增大成本。國(guó)內(nèi)進(jìn)行離子交換法生產(chǎn)磷酸二氫鉀工藝開(kāi)發(fā)的單位是湖北化學(xué)研究所。1980 年，該所開(kāi)發(fā)的離子交換法生產(chǎn)磷酸二氫鉀工藝獲國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)。該所在黃梅縣和武漢市無(wú)機(jī)鹽化工廠分別進(jìn)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(yàn)，根據(jù)考核，生產(chǎn)成本可比 當(dāng)時(shí)中和法低 1/3，產(chǎn)品 w (KH2PO4)98%。目前國(guó)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(xì)化工有限公司，生產(chǎn)能力 10000t/a。 復(fù)分解法 目前國(guó)內(nèi)外所稱的復(fù)分解法主要是指反應(yīng)的實(shí)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(guò)復(fù)分解反應(yīng)生成磷酸二氫鉀的生產(chǎn)工藝。其化學(xué)反應(yīng)式為： NaH2PO4+KCl=KH2PO4+NaCl NH4H2PO4+KCl=KH2PO4+NH4Cl 反應(yīng)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(fù)分解法。采用磷酸與碳酸鈉反應(yīng)制備磷酸二氫鈉后再與氯化鉀反應(yīng)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?jǐn)嚢?，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(diǎn)是生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件平和，操作方便，沒(méi)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(huì)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(jià)值低。 2) 磷 酸二氫銨復(fù)分解法。采用磷酸與碳酸氫銨反應(yīng)制備磷酸二氫銨后再與氯化鉀反應(yīng)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?jǐn)嚢韬螅{(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(fù)合肥，工藝流程見(jiàn)圖 4。該工藝 沒(méi)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(jià)值會(huì)大大低于其它 方法。目前焦作大學(xué)正在進(jìn)行 6 000t/a 復(fù)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(guó)際磷酸鹽制造者協(xié)會(huì)的技術(shù)會(huì)議上，由愛(ài)爾蘭哥爾丁肥料公司首次公布，被認(rèn)為是生產(chǎn)磷酸二氫鉀比較經(jīng)濟(jì)的方法，隨后，以色列、美國(guó)、日本等國(guó)都相繼進(jìn)行了研究并有所發(fā)展。該法是將硫酸與氯化鉀反應(yīng)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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