專利名稱:液液復分解法制磷酸二氫鉀的制作方法
本發明涉及一種磷酸鹽的制造方法，特別是一種磷酸二氫鉀的制造方法。
磷酸二氫鉀(KH2PO4)是一種高濃度的磷鉀復合肥料。它易溶于水，易被作物吸收，能有效地促進作物的新陳代謝，在小麥等作物的生長后期，進行葉面噴施，可使作物有效地抵御干熱風的侵襲，它對作物的應用范圍廣，尤其適用于柑桔、煙草等忌氯作物，是一種具有良好增產效果的復合肥料。
目前，KH2PO4的生產方法中以中和法為主，還有直接法、離子交換法、復分解法等。
中和法以熱法磷酸與碳酸鉀(或氫氧化鉀)為原料，制得KH2PO4產品，但因原料價格昂貴、能耗大、成本高，所以只能小規模地生產少量產品，而無法滿足農業生產的需要。
直接法是七十年代初由愛爾蘭哥爾丁肥料公司(u、s、patent 3，718，453.u、s、patent3，803，884)與西德本叔爾公司(u、s、patent 3，697、246)提出的。但由于該法對磷礦石品位要求高，原料氯化鉀利用率低，轉化反應要在130℃以上的高溫下進行，耗能多，腐蝕問題嚴重，最終因成本不過關，無法用于生產。
離子交換法(特許公報昭40-14293)所得產品為低濃度的水溶液，需經蒸發才可得固體產品，耗能多，不宜用于大規模工業生產。
復分解法是基于氯化鉀與磷酸之間的復分解反應來制取磷酸二氫鉀
在通常條件下式(1)中四個組份在水中溶解度均較大，難于直接利用該反應來制取所需產品。為了促使式(1)所示復分解反應平衡右移，人們提出的改進措施主要有高溫法與溶劑萃取法兩種。高溫法因要在250℃的條件下進行反應。故耗能多，對設備腐蝕嚴重，且高溫下易形成偏磷酸鹽與焦磷酸鹽，所以難以付諸實施。溶劑萃取法(Ger.patent 1，102，711，特許公報昭45-02652)是利用一種有機溶劑選擇性地將復分解反應生成的鹽酸萃入溶劑中，以促使反應進行完全。所用的溶劑主要是正丁醇、異戊醇等。由于醇類溶劑選擇性差，不能有效地將鹽酸萃入溶劑相，故未能得到實際應用。
六十年代，日本小野田水泥公司(Brit、patent、1，036，207)提出用低分子量的有機胺萃取來進行該復分解反應，但由于溶劑損耗大，操作步驟繁，能耗大，成本高，三廢不易解決，故未能得到實際實用。七十年代，美國的J、E、BaKer與西班牙的D、N、Educardo等人(u、s、patent.3，661，513;Span.patent 422，872)提出了以與水不互溶的長鏈脂肪族胺類為萃取劑來進行該復分解反應。雖然改善了溶劑損耗問題，但由于反應是在液-固之間進行的，仍然存在反應時間長，原料利用率低，產品分離、純化耗能多，成本高，溶劑再生回收時造成大量三廢不易解決等缺點，故亦未能付諸工業實施。
總之，到目前為止，尚無一種方法，能以較低的成本、大規模地制取磷酸二氫鉀產品。
本發明的目的在于克服已有技術在制取KH2PO4的過程中存在的原材料利用率低，反應時間長，產品分離、純化耗能多、成本高，三廢污染嚴重等諸缺點，提供一種經濟地制取KH2PO4的方法，以及與此方法相適應的一套工藝過程。
本發明的技術構思是這樣的采用液液復分解反應取代已有技術中的固液復分解反應，以強化反應過程，提高反應速率，縮短反應時間，提高原料的利用率;采用冷析結晶和鹽析結晶的方法，取得KH2PO4結晶產品，從而避免已有技術為使產品分離純化而消耗大量的能源;采用氨水再生溶劑的方法，不僅避免了已有技術中為使溶劑再生造成大量的三廢，而且付產物氯化銨可作為肥料出售。
本發明亦是這樣實現的首先，將溶劑(S)與磷酸在一萃取器中作用，制得負載磷酸溶劑相(以下用
S·H3PO4表示)，然后，在另一反應器中使
S·H3PO4與氯化鉀(Kcl)溶液充分接觸，進行液液復分解反應，即
S·H3PO4中的H3PO4與Kcl反應，生成KH2PO4和Hcl。反應生成的Hcl立即被溶劑(S)所萃取，變成負載Hcl的溶劑相(以下用
S·HCl來表示)，它與反應溶液分離后進入再生器，在再生器中
S·HCl的Hcl與氨水作用生成NH4Cl，同時溶劑被再生，為了與初始溶劑(S)相區別，此處稱再生溶劑(用
S來表示，下同)，
S返回萃取器中，循環使用。反應生成的KH2PO4留在水相中(其中還含有未反應完的KCl)，當它與
S·HCl分離后，母液(1)(指完成復分解反應后的水相，下同)進入冷析晶器，在冷析晶器中，由于溫度降低，析出部分KH2PO4結晶。母液(2)(指經冷析晶后的水相，下同)再進入鹽析晶器，在鹽析晶器中，由于加入適量KCl固體的溶解，使KH2PO4進一步結晶而析出，母液(3)(指經鹽析晶后的母液，下同)返回反應器循環使用。所得的KH2PO4結晶(與母液分離后)即為本發明的產品。
本發明所用的溶劑實質上是一種混合溶劑，通常是由分子量為300～600的長鏈脂肪族胺類萃取劑、稀釋劑、調相劑等混合而成。其中萃取劑可以是長鏈脂肪族伯胺、仲胺、叔胺;稀釋劑可以用煤油、脂肪族或芳香族的烴類、以及苯、氯仿之類的有機溶劑;調相劑可采用癸醇、異辛醇、以及其它含有8～10個碳原子高碳醇的混合醇。
本發明所用的原料氯化鉀為工業級產品，經洗滌除去泥砂等雜質，使其純度由93%提高到99%。
本發明所用的原料磷酸可以采用凈化后的濕法磷酸，其中陰、陽雜質離子的含量分別小于100ppm;也可采用純度較高的熱法磷酸。磷酸的濃度(以P2O5計)＞5%。
本發明所提供的工藝過程主要包括液液復分解反應、冷析結晶與鹽析結晶法分離產品KH2PO4、溶劑再生等三個部分。下面將參照附圖作進一步闡明。
附圖為液液復分解法制磷酸二氫鉀的工藝流程示意圖。
其中A為萃取器，B為反應器，C為冷析結晶器，D為鹽析結晶器，E為溶劑再生器。
1.液液復分解反應在萃取器A內，在30～60℃的條件下，以新鮮溶劑(S)或再生后的溶劑(
S)萃取磷酸，制得負載磷酸的溶劑相(
S·H3PO4);萃余水相中含P2O5＜1%，可返回磷酸工段繼續使用。
在反應器B內進行液液復分解反應來自萃取器A的
S·H3PO4與濃度為15～30%氯化鉀溶液或來自鹽析結晶D的母液(3)充分接觸，進行復分解反應，生成KH2PO4和HCl，其中HCl立即被溶劑所萃取，生成負載HCl的溶劑相(
S·HCl)，使復分解反應有利于生成KH2PO4方向進行。液液復分解反應的溫度可控制在30～80℃之間，以40～60℃為佳。反應時，兩相的相比取決于兩相的濃度，通常使水相氯化鉀的含量略高于溶劑相磷酸的含量。反應生成的KH2PO4留在水相中，它與
S·HCl分離后，進入冷析結晶器C，此時的水相稱謂母液(1)，而
S·HCl將進入溶劑再生器E去再生溶劑。整個反應可以是間歇，也可以是連續進行。
2.冷析結晶與鹽析結晶法分離產品KH2PO4來自反應器B的母液(1)進入冷析結晶器C后，經冷卻，當溫度降至20℃～10℃時，約有35～55%的KH2PO4產品析出，經離心分離除去固體KH2PO4結晶后，母液(2)再進入鹽析結晶器D，同時加入一定的氯化鉀，并充分攪拌，直至氯化鉀完全溶解，稍后，復分解反應所生成的其余KH2PO4產品從水相中析出。經離心分離后的母液(3)，(其中氯化鉀濃度在20～30%之間)。通過預熱，重新返回反應器B，繼續去進行液液復分解反應。所得產品KH2PO4純度高，其中氯含量＜1%。
3.溶劑再生來自反應器C的
S·HCl在溶劑再生器E中與含氨的水相接觸，
S·HCl中的HCl與氨反應生成NH4Cl，溶劑被再生(
S)后，返回萃取器，循環使用。水相中的氨含量可以為1～10%，但以2～5%為佳，氯化銨的濃度為0～28%，操作溫度以20～30℃為宜。水相中的氯化銨是再生時生成的，達到一定飽和度后將析出固體NH4Cl。只要控制氯化銨的濃度＜28%，再生反應可以連續進行。在一定溫度下，如水相中NH4Cl達到了飽和后，可經冷卻結晶、離心分離，得到固體NH4Cl產品。離心后的母液返回溶劑再生器E中循環使用。因此本發明的溶劑再生部分不存在三廢問題。
綜上所述，本發明具有如下的優點1.采用負載磷酸的溶劑相進行反應，而不是直接用磷酸水溶液進行反應，可降低對磷酸濃度的要求，一般只要P2O5＞5%即可使用。因此，毋須將濃度較低的磷酸預先提濃，可節省能源。
2.采用液液相復分解反應代替液固相復分解反應，可以大大縮短反應時間，一般僅需2分鐘左右即可達到平衡(而液固相反應需要20分鐘以上)。同時，可以避免液固反應時，因反應不完全造成夾帶固體原料氯化鉀，致使產品氯含量偏高的現象，而本發明所得的產品氯含量＜1%，通常在0.5%以下。
3.產品分離是在水相中以結晶的方式進行的，因此完全避免了產品夾帶溶劑的現象，當然，毋須耗用大量洗滌劑來洗滌凈化產品、回收溶劑。
4.采用冷析結晶和鹽析結晶法分離產品，其能耗要比利用蒸發濃縮、溶劑沉淀之類的方法低得多。
5.反應溫度略高于室溫(30～60℃)，冷卻結晶溫度略低于室溫(20～10℃)，故需要外加的能量少，既便于操作，又減少了設備的腐蝕。
6.水相母液采用循環操作，即避免了“三廢”排放，又可提高原料的利用率。氯化鉀和磷酸的利用率均可達到95%以上。
7.采用氨水再生溶劑，既可得付產農用氯化銨肥料，又可避免用石灰乳再生溶劑時產生的難以處理的廢料氯化鈣公害問題。
8.全過程采用閉路循環，無三廢排放。
總之，本發明克服了已有技術在工業實施過程存在的問題，提供了一種經濟地制取KH2PO4的方法及一套能付諸工業實施的大規模生產KH2PO4的工藝過程。
附圖為液液復分解法制磷酸二氫鉀的流程示意圖。
其中 A為萃取器，B為反應器，C為冷析結晶器，D為鹽析結晶器，E為溶劑再生器。
在萃取器A中，實現溶劑S與磷酸溶液之間的充分接觸，制得負載磷酸的溶劑相(
S·H3PO4)。
在反應器B中，實現負載磷酸溶劑相(
S·H3PO4)與氯化鉀溶液之間的復分解反應、反應生成的HCl被溶劑S萃取，成為負載HCl的溶劑相(S·HCl);反應生成的KH2PO4留在水相中。兩相分離后，其中水相-母液(1)進入冷析結晶器C中，負載HCl的溶劑相進入溶劑再生器E中。
在冷析結晶器C中，母液(1)，經冷卻，析出分離部分KH2PO4產品，水相-母液(2)進入鹽析結晶器D中。
在鹽析結晶器D中，向母液(2)中加入固體氯化鉀，經充分攪拌溶解后，又可析出，分離部分KH2PO4產品，水相-母液(3)可返回反應器B中循環使用。
在溶劑再生器E中，負載HCl的溶劑相(
S·HCl)與氨水或含有氨水的氯化銨溶液相接觸，使溶劑S再生。再生后的溶劑
S可返回萃取器A中循環使用。
下面將結合實施例，進一步闡明本發明的內容及效果。
實施例1溶劑S1的配制將三辛胺、異辛醇、煤油按照43%、15%、42%的比例(體積百分比，下同)配制成S1。
取等體積的S1與磷酸水溶液(其中P2O5的濃度為5%)置于一萃取器A中，經充分攪拌混和，制得負載磷酸的溶劑相(
S1·H3PO4)，供下一步使用。操作溫度為30～60℃。萃余水相中P2O5含量＜1%，返回磷酸工段循環使用(下同并從略)。
在反應器B中，在50℃的條件下，使1.1升
S1·H3PO4與0.26升的重量濃度為25%的氯化鉀溶液(水相)充分攪拌混和，完成復分解反應。反應生成的HCl被溶劑S1萃取，成為負載HCl溶劑相(
S1·HCl
);反應生成的KH2PO4留在水相中。待兩相分離后，將水相〔母液(1)〕移入冷析結晶器C中，冷卻至20℃，析出KH2PO4固體，經過濾得產品KH2PO435克，濾液〔母液(2)〕進入鹽析結晶D中，將58克固體氯化鉀加入母液(2)中，經攪拌使之完全溶解，此時又可析出部分KH2PO4，經抽濾得到62克產品KH2PO4。兩次所得產品氯含量均低于1%(下述各例均同、敘述從略)，共得產品97克，濾液〔母液(3)〕返回反應器B中循環使用;將
S1·HCl
移入再生器E中，加入0.8升濃度為2%的稀氨水，充分攪拌混合，使溶劑S1再生，再生溶劑
S1返回萃取槽A循環使用，付產物氯化銨溶液(經分析測定，濃度為5%)，經吸氨后可繼續用于再生溶劑。
實施例2將三辛胺、癸醇、煤油三者按16%、5%、79%的比例配成溶劑S2。
在混合澄清槽(萃取器A)內，使S2與濃度為8%P2O5的磷酸溶液(水相)作逆流萃取，其級數為2，相比為3，制得負載磷酸的溶劑相(S2·H3PO4)，操作溫度為40℃。
在55℃的條件下，將1升
S2·H3PO4與0.13升的重量濃度為28%的氯化鉀溶液(水相)置于反應器B中，充分攪拌混合，完成復分解反應。反應生成的HCl被溶劑S2萃取，成為負載HCl的溶劑相(
S2·HCl
);反應生成的KH2PO4留在水相中。兩相分離后，將水相〔稱母液(1)，下同〕移入冷析結晶器C中，冷卻至20℃，析出KH2PO4固體，經過濾得產品KH2PO421克。濾液〔稱母液(2)，下同〕進入鹽析結晶器D中，加入28克固體氯化鉀，在攪拌下使其完全溶解后，又可析出部分KH2PO4產品，經抽濾后，可得30克KH2PO4。濾液〔稱母液(3)，下同〕返回反應器中循環使用。
在實施例1所得的氯化銨溶液中通入氨氣，使其成為含3%氨和5%氯化銨的水溶液(水相，下同)。取0.28升的該溶液與反應后的
S2·HCl
在再生器E中進行溶劑再生。溶劑
S2返回萃取槽A循環使用;水相為12%的氯化銨溶液，可以作為肥料供農用，也可以吸氨后繼續去再生溶劑。
實施例3將含19至23個碳原子的仲烷基伯胺(代號N1923)、癸醇、煤油按照40%、8%、52%的比例配成溶劑S3。
在萃取器A中，使溶劑S3與濃度為7%(P2O5)的磷酸溶液(水相)作錯流萃取，相比為2，接觸2次，制得負載磷酸的溶劑相(
S3·H3PO4)，操作溫度為40～60℃。
在60℃的條件下，使2升
S3·H3PO4與0.55升重量濃度為30%的氯化鉀水溶液在反應器中作用，完成復分解反應。反應生成的HCl被溶劑S3萃取成
S3·HCl
;反應生成的KH2PO4留在水相中。兩相分離后，母液(1)移入冷析結晶器C中，冷卻至20℃，析出KH2PO4，過濾得產品KH2PO490克;母液(2)進入鹽析結晶器D中，加入130克氯化鉀固體，待攪拌溶解后，又可析出部分KH2PO4，抽濾后得120克KH2PO4產品。母液(3)返回反應器B中循環使用。
在再生器E中，將上述
S3·HCl
用含4%氨、12%氯化銨水溶液(水相，下同)進行再生溶劑，溶劑(
S3)再生后返回萃取器A循環使用，水相為20%的氯化銨溶液，可直接用于制取其它混合肥料，也可以吸氨后繼續去再生溶劑。
實施例4將N1923、異辛醇、煤油按照20%、5%、75%(體積比)的比例配成溶劑S4。
在萃取器A中，放入3升S4與一升濃度為10%的P2O5的磷酸溶液(水相)，經充分攪拌混合，制得負載磷酸溶劑相(
S4·H3PO4)，操作溫度為50℃。
在60℃的條件下，將上述
S4·H3PO4與實施例3所得的母液(3)0.5升進行復分解反應。反應生成的HCl被溶劑萃取成
S4·HCl
;反應生成的KH2PO4留在水相中。兩相分離后，母液(1)進入冷析結晶器C中，冷卻至15℃，析出KH2PO4，過濾得產品KH2PO495克;母液(2)進入鹽析結晶器中，加入115克固體氯化鉀，待攪拌溶解后，又可析出部分KH2PO4，抽濾后得122克KH2PO4產品。母液(3)返回反應器循環使用。
在再生器E中，上述的
S4·HCl
用1.6升含2%氨和15%氯化銨溶液再生，溶劑(
S4)再生后返回萃取器A中循環使用，水相為20%的氯化銨溶液，可以吸氨后繼續去再生溶劑，也可直接用于制取其它混合肥料。
實施例5將N-十二烯基三烷基甲胺，(代號Amberlite LA-2)、異辛醇、煤油三種組份按照43%、10%、47%的比例配成溶劑S5。
在φ50×2000毫米的轉盤塔內(萃取器A)，使S5與濃度為28%的P2O5的磷酸溶液逆流接觸，相比為5，制得負載磷酸的溶劑相(
S5·H3PO4)，操作溫度為40℃～50℃。
在40℃的條件下，使5升
S5·H3PO4與2升重量濃度為20%的氯化鉀溶液(水相)于反應器B中充分作用，完成復分解反應。反應生成
S5·HCl
和KH2PO4(留在水相中)，經分離后，母液(1)進入冷析結晶器C中，冷卻至10℃，析出KH2PO4，過濾得產品(KH2PO4)298克;母液(2)進鹽析晶器D中，加入180克固體氯化鉀，待攪拌溶解后，又可析出部分KH2PO4，抽濾后得產品(KH2PO4)298克。母液(3)返回反應器B中循環使用。
在再生器中，將上述
S5·HCl
用含4%氨、20%氯化銨的水溶液(水相，下同)進行再生，溶劑
S，再生后返回萃取器A循環使用。水相為28%的氯化銨溶液，冷卻后，可析出部分氨化銨固體，分離除去氯化銨固體的水相經吸氨后又可繼續再生溶劑。
實施例6將Amberlite LA-2、癸醇、煤油按照22%、5%、73%的比例配成溶劑S6。
在φ100×1600毫米裝有填料的萃取柱A內，使溶劑S6與濃度為16%(P2O5)的磷酸溶液(水相)作逆流萃取，兩相流速分別為10升/時、2升/時，制得負載磷酸的溶劑相(
S6·H3PO4)，操作溫度為50℃～60℃。
在φ75×2500毫米的轉盤塔內(反應器B)，使上述
S6·H3PO4與25%氯化鉀水溶液分別以10.5升/時與18升/時的速率進入該塔，以逆流的方式完成液液復分解反應，操作溫度為50℃。自塔底出來的水相〔母液(1)〕進入冷析結晶器C中，冷卻至15℃，析出KH2PO4固體。過濾后得產品300克/時;母液(2)進入鹽析結晶器，以380克/時速率加入固體氯化鉀，又可得鹽析產品(KH2PO4)340克/時。母液(3)可返回反應器作原料。
在φ75×2000毫米的轉盤塔內(溶劑再生器E)，用含2%氨、20%氯化銨的水溶液再生上述(反應器B)塔頂出來的負載HCl的溶劑相(S6·HCl
)，兩相作逆流接觸，相比為2。再生后的溶劑S6返回萃取柱A循環使用;再生后的水相為24%氯化銨的溶液，吸氨后可繼續再生負載HCl的溶劑相。
實施例7按50%、10%、40%的比例將三烷基胺(烷基上含8～10個碳原子，代號N.235)、癸醇、煤油配成溶劑S7。
在混合澄清槽內(萃取器A)，使S7與濃度為10%(以P2O5計)的磷酸水溶液作逆流萃取，其相比為1.5，級數為2，制得負載磷酸的溶劑相(
S7·H3PO4)，操作溫度為40～50℃。
在連續式反應器內(B)，將上述
S7·H3PO4與實施例6中的母液(3)按逆流方式接觸，進行復分解反應，反應溫度為55℃，兩相的相比為2.9，停留時間為10分鐘。自反應器出來的水相〔母液(1)〕進入冷析結晶器C中，逐步冷卻至20℃，析出KH2PO4。過濾得產品(KH2PO4)540克/時;母液(2)進入鹽析結晶器中，以660克/時的速率加入固體氯化鉀，待攪拌溶解后，又可析出部分KH2PO4過濾得產品(KH2PO4)610克/時，將上述二部分產品合并后取樣分析，所得產品的組成為P2O551%、K2O34%、KCl0.4%。自反應器B出來的溶劑相為
S7·HCl
，進入溶劑再生器E中再生。
在溶劑再生器E中，在30℃的條件下，使
S7·HCl
與含2%氨、24.8%氯化銨的水溶液，以1∶1的相比在轉盤塔(再生器E)內逆流接觸，使溶劑得到再生。從塔頂出來再生溶劑
S7返回萃取器A循環使用;從塔底出來的水相為氯化銨溶液，經冷卻至20℃，可析出固體氯化銨224克，此時水溶液中的氯化銨濃度為27%;若冷卻至10℃，可析出404克固體氯化銨，溶液中的氯化銨濃度為24.8%。上述氯化銨溶液經吸氨后仍可作為再生溶劑用。
實施例8取N235、異辛醇、煤油按照35%、10%、55%的比例配制成溶劑S8。
在50℃的條件下，讓S8與濃度為3.5%(以P2O5計)磷酸水溶液按照1∶1的相比逆流通過一個兩級的混合澄清槽(萃取器A)，制得負載磷酸溶劑相(
S8·H3PO4)，操作溫度為50～60℃。
然后，讓
S8·H3PO4與15%氯化鉀水溶液分別以4升/時與1升/時的速率進入容積為1升的攪拌槽(反應器B)完成液液復分解反應。反應后的水相〔母液(1)〕進入冷析結晶器C中，冷卻至10℃，可析得KH2PO4產品95克/時，冷析后的母液(2)進入鹽析結晶器D中，加入固體氯化鉀150克/時后，又可析得產品(KH2PO4)81克/時，將鹽析后的母液(3)返回攪拌槽(反應器B)中循環使用。
反應后的負載HCl的溶劑相(
S8·HCl
)的再生方法，同實施例7。
從上述實施例可見1.溶劑S是一個混合溶劑，它是由萃取劑、調相劑、稀釋劑等按一定的體積比例配制而成。
其中萃取劑占15～55%;
調相劑占5～15%;
稀釋劑占40～80%。
所說的萃取劑可以是三辛胺、三異辛胺、N1923、N235、Amberlite LA-2等長鏈脂肪族胺類有機物。
所說的調相劑可以是異辛醇、癸醇，也可以是含有8～10個碳原子的混合醇。
所說的稀釋劑，常用的是煤油(因價廉易得)，亦可以用脂肪族或芳香族烴類、以及苯、氯仿之類的有機溶劑。
2.在萃取器A中主要實現溶劑S與磷酸溶液之間的充分接觸，以制備負載磷酸的溶劑相(
S·H3PO4)，其中磷酸溶液的濃度(以含P2O5%計)可以在3～30%范圍內變動。萃余水相中的P2O5的含量＜1%，可返回磷酸工段循環使用(供繼續配酸，無廢水排放)。萃取器的操作溫度可以控制在30～60℃之間。
3.在反應器B中主要完成液液復分解反應。為了充分利用
S·H3PO4中的H3PO4，系統中的KCl應適當過量。復分解反應生成的HCl，被溶劑S所萃取，生成比
S·H3PO4更為穩定的
S·HCl(萃合物);反應生成的KH2PO4留在母液(1)中。反應溫度控制在40～60℃為宜。
4.在冷析結晶器C中，主要進行冷卻結晶，使母液(1)的溫度降至20～10℃，析出產品KH2PO4固體，分離出的母液(2)進入鹽析結晶器D中。必須指出冷析結晶是獲得低氯含量成品的關鍵。
5.在鹽析結晶器D中，在進一步鹽析出KH2PO4產品的同時，配制成反應器B中的氯化鉀溶液(原料液)。當加入的氯化鉀固體在攪拌下完全溶解后，析出的KH2PO4產品經離心分離得成品，母液(3)返回反應器B中繼續進行液液復分解反應，其中氯化鉀溶液的濃度以15～30%為宜。
6.在溶劑再生器E中，主要是負載HCl的溶劑相(
S·HCl)與氨水接觸生成NH4Cl，使溶劑再生。但在工業生產上必須考慮含有NH4Cl的氨水可否用于再生，本發明的實踐證明只要溶液中的NH4Cl的濃度＜28%，仍然可以用于再生溶劑，但以小于20%為宜。當溶液中NH4Cl的濃度過大時，可以用冷析結晶的方法析出部分NH4Cl固體，母液吸氨后去再生溶劑，亦可以將此NH4Cl溶液排放，配制成復合肥料供農用(本發明的付產品)。再生時的操作溫度為20～30℃。
7.本發明的工藝實現了三個閉路循環，即1.磷酸溶液→萃余液返回磷酸工段配制磷酸溶液;
2.溶劑S→
S·H3PO4→
S·HCl→再生溶劑
S返回萃取器A中循環使用;
3.氯化鉀溶液→毋液(1)→母液(2)→母液(3)返回反應器B中循環使用。
因此整個生產過程無污水排放。
總之，本發明所說的液液復分解法制取KH2PO4，具有技術先進、工藝合理、生產方便等各種優點，能付諸于工業實施的。
權利要求
1.一種制備磷酸二氫鉀的方法。是基于磷酸與氯化鉀之間進行復分解反應而制得，本發明的特征在于(1)在萃取器A中，磷酸被溶劑S所萃取，生成負載磷酸的溶劑相(S·H3PO4)；(2)在反應器B中，負載磷酸的溶劑相與氯化鉀溶液(水相)充分接觸，進行液液復分解反應；反應生成的KH2PO4留在水相[母液(1)]中；反應生成的HCl被溶劑S所萃取生成負載HCl的溶劑相(
S·HCl)，與水相分離；(3)母液(1)進入冷析結晶器C中，冷卻析出KH2PO4，分離得產品KH2PO4及母液(2)；(4)母液(2)進入鹽析結晶器D中，加氯化鉀固體于母液(2)中，使母液(2)中的KH2PO4析出，分離得產品KH2PO4及母液(3)，母液(3)可返回反應器B中循環使用；(5)負載HCl的溶劑相(
S·HCl)進入溶劑再生器E中，可以用氨水或含有不同濃度的氨化銨的氨水進行再生，再生后的溶劑(
S)返回萃取器A中循環使用，水相氯化銨溶液，可以直接吸氨后繼續再生溶劑或冷卻析出、分離部分氯化銨固體后再吸氨繼續再生溶劑，也可以排放，配制成復合肥料供農用。
2.根據權利要求
1，其特征在于所述的溶劑S是一個混合溶劑，是由萃取劑、調相劑、稀釋劑按一定的體積比例配制而成，其中萃取劑占15～55%，是一類長鏈脂肪族胺有機物，可以是三辛胺、三異辛胺、N235、N1923、Amberlite LA-2等;調相劑占5～15%，可以是異辛醇、癸醇，也可以是含有8～10個碳原子的混合醇;稀釋劑占40～80%，可以是煤油，也可以是脂肪族，或芳香族烴類、以及苯、氯仿之類的有機溶劑。
3.根據權利要求
1，其特征在于所用的磷酸，既可以是熱法磷酸，亦可以是經過凈化后的濕法磷酸，其中磷酸溶液的濃度(以含P2O3計)可以在3～30%范圍變動。
4.根據權利要求
1、3，其特征在于萃取器的操作溫度為30～60℃，液液復分解反應的操作溫度以40～60℃為宜，冷析結晶的操作溫度為20～10℃，溶劑再生的操作溫度為20～30℃。
5.根據權利要求
1，其特征在于參予復分解反應的氯化鉀溶液的濃度以15～30%為宜。
6.根據權利要求
1，其特征在于溶劑再生時，可以用1～10%的氨水，但以2～5%氨水為佳;亦可以用含有氯化銨的氨水，其中氯化銨可以含量在0～28%范圍內變動，但以小于20%為宜。
專利摘要
本發明涉及一種磷酸鹽的制造方法。通過負載磷酸溶劑相與氯化鉀溶液之間液液復分解反應，以及冷析結晶、鹽析結晶等工序制得了含氯量小于1％的磷酸二氫鉀產品。
文檔編號C01B25/00GK86104128SQ86104128
公開日1987年9月2日 申請日期1986年12月6日
發明者蘇元復, 周建中 申請人:華東化工學院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan