[发明专利]生产结晶状磷酸二氢钾和硝酸钾大量元素水溶肥的方法

说明书

技术领域

本发明属于碱金属磷酸盐生产领域，具体涉及一种生产结晶状磷酸二氢钾和硝酸钾大量元素水溶肥的方法。

背景技术

磷酸二氢钾和硝酸钾分别是两种不同的含钾二元素水溶性化学肥料，通常分别采用不同的工艺方法生产；磷酸二氢钾的主要生产方法有复分解法、溶剂萃取法、离子交换法、电解法等；硝酸钾的主要生产方法有复分解法、溶剂萃取法、离子交换法等；但利用硝酸分解磷矿(主要成分为P₂O₅，CaO，MgO，Fe₂O₃，Al₂O₃，SiO₂等)直接生产结晶状磷酸二氢钾和硝酸钾大量元素水溶肥鲜有报道。

现有的技术中，有人提出一种利用硫酸氢钾生产硝硫基复合肥的方法，其采用的方案为，将磷矿粉磨后与硝酸进行酸解反应生成磷酸，过滤后加入硫酸，再经过氨的中和，最后加入硫酸氢钾得到硝硫基复合肥，该方案是对传统冷冻法硝酸磷肥工艺的改进，但使用硫酸脱钙会在生产过程中很容易产生(NH)₂SO₄·Ca₂SO₄固溶体，从而导致大量N元素的损失；且在磷酸存在的条件下，Ca₂SO₄·2H₂O的溶解度增大，影响Ca²⁺的脱出率；此外，在氨中和后再加入酸性硫酸氢钾，会使得硝硫基复合肥的pH值较低，施用后容易导致土壤进一步酸化、板结，最终影响作物生长。该工艺生产的产品不能满足现行大量元素水溶肥的产品质量标准，尤其是水不溶物指标。

再有，一种制备硝酸磷肥的方法，其采用的方案为，先使用硫酸与氯化钾反应制备硫酸氢钾溶液，再将磷矿与硝酸、硫酸和硫酸氢钾反应，过滤后加氨中和，最后结晶得到硝酸磷肥产品；该方案将硝酸分解磷矿的酸解液与硫酸氢钾混合反应，容易生成KHSO₄·5Ca₂SO₄或KHSO₄·Ca₂SO₄的复盐，同时还有氟硅酸钾沉淀物产生，进一步加大了钾元素的损失，增加原料消耗；硝酸分解磷矿的酸解液中含有一定量的酸不溶物和有机浮游物，随脱钙产生的石膏(主要成份为二水硫酸钙)一并过滤，使得石膏中的杂质含量增加、品质变差，难以进一步综合利用，只能作工业固废堆放，将占用大量土地，存在一定的安全和环境风险。同时，现有技术还存在工艺流程长、能耗高、污染大等弊端。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种生产结晶状磷酸二氢钾和硝酸钾大量元素水溶肥的方法。

技术方案如下：

一种生产结晶状磷酸二氢钾和硝酸钾大量元素水溶肥的方法，其关键在于按以下步骤进行：

步骤一、向磷矿粉中加入硝酸，反应得到酸解液；

步骤二、向所述酸解液中继续加入磷矿粉，反应得到料浆；

步骤三、将所述料浆过滤，除去其中的酸不溶物和有机浮游物，滤液为净化滤液；

步骤四、向所述净化滤液中加入硫酸钾进行复分解反应，在生成硫酸钙的同时，直接制得磷酸二氢钾和硝酸钾，简化了反应步骤，并加入晶习改变剂，最后将反应液过滤，得到滤饼和脱钙料浆，所述滤饼为副产品石膏，所述脱钙料浆中含有磷酸二氢钾和硝酸钾；

步骤五、在所述脱钙料浆中加入氢氧化钾，过滤得到精制溶液；

步骤六、向所述精制溶液中加入结晶改良剂，经过浓缩、结晶、离心、干燥得到成品，所述精制溶液经结晶并过滤后的残留液加入所述脱钙料浆中循环使用。

上述步骤一中，硝酸的质量浓度为50％～70％，步骤一加入的磷矿粉中钙离子与硝酸的摩尔比为1：2～3，反应温度为50～70℃，反应时间为0.5～3h，液固比为3.0～5.0。

上述步骤一中，硝酸的质量浓度为60～65％，步骤一加入的磷矿粉中钙离子与硝酸的摩尔比为1：2～2.3，反应温度为55～60℃，反应时间为1h，液固比均为3.5～4.0。

上述步骤二中，反应温度为60℃，反应时间为1～4h，液固比为3.0～5.0。

上述步骤二中，反应时间为2～3h，液固比均为3.5～4.0。

上述步骤一中加入的磷矿粉与步骤二中继续加入的磷矿粉的重量比为7：3。

上述步骤四中，所述硫酸钾中硫酸根离子与所述净化滤液中钙离子的摩尔比为1～1.2：1，反应温度为55～70℃，反应时间为1～3h。