酸式硫磷酸鉀的生產(chǎn)方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明屬于無機化學工業(yè)中的磷酸鹽生產(chǎn)技術領域，特別涉及酸式硫磷酸鉀的生 產(chǎn)方法。
【背景技術】
[0002] 酸式硫磷酸鉀，其分子結構式為:KH2PO4 · KHS04 · H3P〇4,其pH值為2.0左右。其相關 報道和研究甚少。
[0003] 由于酸式硫磷酸鉀產(chǎn)品磷鉀含量高、水溶性好、酸度高，適合西北干旱鹽堿地滴灌 技術的棉花種植，高磷高鉀(0-34-25)適合在棉花盛花期至吐絮期的磷鉀吸收高峰期使用， 有促進早熟、增加鈴重、提高棉花品質作用。在使用過程中，可以將酸式硫磷酸鉀肥料溶于 水中，然后通過滴灌水管送到需要施肥的地方，在使用上非常方便。
[0004] 由于酸式硫磷酸鉀的熱穩(wěn)定性差，且吸濕性強，所以其生產(chǎn)難度大。目前還未見工 業(yè)生產(chǎn)酸式硫磷酸鉀的文獻報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術問題是現(xiàn)有技術中酸式硫磷酸鉀沒有很好的工業(yè)化生產(chǎn)方 法的技術問題。本發(fā)明解決技術問題的技術方案是提供一種酸式硫磷酸鉀的生產(chǎn)方法，該 方法包括以下步驟：
[0006] a、將氯化鉀與水制漿，水與氯化鉀的質量比為0.5~1.5;
[0007] b、向步驟a制得料漿中依次加入硫酸和磷酸，反應溫度控制在常溫~100°C ;反應 時間控制在0.5~6h;上述硫酸的加入量為按與氯化鉀摩爾比為0.2~1.5;上述磷酸加入量 為按與氯化鉀按P2O5/K2O計，磷酸與氯化鉀的質量比0.5~2.0;
[0008] C、將b反應得到的反應料漿，經(jīng)干燥得到酸式硫磷酸鉀產(chǎn)品。
[0009] 其中，上述方法述步驟a中水與氯化鉀的質量比優(yōu)選為0.8~1.2。更優(yōu)的，水與氯 化鉀的質量比1.0。
[0010]其中，上述方法步步驟b中所述的反應體系的溫度優(yōu)選控制在70~90°C。更優(yōu)選 的，反應溫度控制在80°C左右。
[0011] 其中，上述方法步驟b中所述反應時間優(yōu)選為2~4h。更優(yōu)選的，反應時間為3h。
[0012] 其中，上述方法步驟b中所述硫酸的加入量優(yōu)選的為按硫酸與氯化鉀的摩爾比為 0.45~0.6。更優(yōu)選的，所述硫酸的加入量為按硫酸與氯化鉀的摩爾比為0.5。
[0013] 其中，上述方法步驟b中所述磷酸的加入量優(yōu)選的為按Ρ205/Κ20計，磷酸與氯化鉀 的質量比0.9~1.1。更優(yōu)選的，磷酸的加入量為按Ρ2Ο5/Κ2Ο計，磷酸與氯化鉀的質量比1。
[0014] 其中，上述方法步驟c中所述的干燥為噴霧干燥。
[0015] 進一步的，上述方法步驟c中所述噴霧干燥中噴霧干燥器的進氣溫度控制在150~ 700°C，尾氣溫度控制在80~110°C。優(yōu)選的，步驟c中所述噴霧干燥器的尾氣溫度控制在90 ~100°C。更優(yōu)選的，步驟c中所述噴霧干燥器的尾氣溫度控制在為95°C左右。
[0016] 更進一步的，上述方法還包括將步驟c中包括將干燥步驟產(chǎn)生的尾氣經(jīng)水或堿液 吸收處理制成鹽酸或氯酸鹽的步驟。
[0017] 同時，本發(fā)明還提供了由上述方法制備得到的酸式硫磷酸鉀。
[0018] 就本領域而言，常溫一般是指25°C，本發(fā)明中也均指25°C。
[0019] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明開發(fā)了一種巧妙的利用磷酸、 硫酸和氯化鉀為原料生產(chǎn)酸式硫磷酸鉀的生產(chǎn)方法，解決了酸式硫磷酸鉀的工業(yè)化生產(chǎn)問 題。本發(fā)明方法能制備高磷高鉀，水溶性好，且酸度高的化合物，解決了現(xiàn)有技術中通過濕 法磷酸與原料硫酸鉀簡單物理混合的產(chǎn)品易吸潮、易結塊的缺陷。本發(fā)明方法簡便，只需要 采用常用的化工設備和化工原料就能生產(chǎn)出高質量的酸式硫磷酸鉀，具有很好的市場前 景。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明采用磷酸、硫酸和氯化鉀反應生產(chǎn)酸式硫磷酸鉀的工藝示意圖。
【具體實施方式】
[0021] 本發(fā)明的生產(chǎn)原理如下：
[0022] 氯化鉀、硫酸和磷酸料漿混合反應，后經(jīng)霧化干燥生成酸式硫磷酸鉀：
[0023]涉及的主要反應為：
[0024] KCl+H3P〇4^KH2P〇4+HCl T
[0025] KCl+H2S〇4^KHS〇4+HClT
[0026] H3PO4+KH2PO4+KHSO44KH2PO4 · KHS〇4 · H3P〇4
[0027] 本發(fā)明方法的主要步驟為：
[0028] a、將氯化鉀與水按制漿，水與氯化鉀的質量比為0.5~1.5;
[0029] b、向步驟a制得料漿中依次加入硫酸和磷酸，反應溫度控制在常溫~100°C;反應 時間控制在0.5~6h;上述硫酸的加入量為按與氯化鉀摩爾比為0.2~1.5，；上述磷酸加入 量為按與氯化鉀按Ρ2〇 5/Κ20計，磷酸與氯化鉀的質量比0.5~2.0; c、將b制得料漿經(jīng)干燥制 得酸式硫磷酸鉀。
[0030] 本發(fā)明方法可按如下步驟進行具體的實施：
[0031] a、將氯化鉀與水按一定的比較制漿，加入的水量與氯化鉀的質量比為0.5~1.5。 水與氯化鉀的質量比優(yōu)選為0.8~1.2。更優(yōu)的值為1.0。加水量多蒸發(fā)量大能耗高，過低難 以能得到均勻的懸濁液，硫酸鉀晶體會沉淀，不利于反應。
[0032] b、向步驟a制得料漿中依次加入硫酸和磷酸，反應溫度控制在常溫~100°C;反應 時間控制在0.5~6h;上述硫酸的加入量為按與氯化鉀摩爾比為0.2~1.5;上述磷酸加入量 為按與氯化鉀按Ρ2〇 5/Κ20計，磷酸與氯化鉀的質量比0.5~2.0。反應容器一般是使用能夠控 制反應溫度的反應釜。
[0033] 步驟b中反應溫度度過高和時間過長，能耗高，溫度過低、時間過短反應未能完全。 優(yōu)選反應溫度范圍為70~90°C，最優(yōu)值為80°C。優(yōu)選反應時間范圍為2~4h，最優(yōu)值為3h。
[0034] 步驟b中Ρ205/Κ20的值過大，游離酸高，產(chǎn)品容易結塊，過低鉀鹽含量過高，產(chǎn)品使 用價值低，硫酸加入過多游離酸高，產(chǎn)品容易結塊，過少則反應不完全。故加入的磷酸與氯 化鉀按Ρ2〇5/Κ20計，磷酸與氯化鉀質量比優(yōu)選范圍0.9~1.1。更優(yōu)選的，磷酸的加入量為按 p2〇5/K2〇計，磷酸與氯化鉀的質量比1。步驟b中所述硫酸的加入量優(yōu)選的為按硫酸與氯化鉀 的摩爾比為0.45~0.6。更優(yōu)選的，所述硫酸的加入量為按硫酸與氯化鉀的摩爾比為0.5。
[0035] c、將b制得料漿，經(jīng)噴霧制得酸式硫磷酸鉀。所述干燥優(yōu)選噴霧干燥，噴霧干燥器 進氣溫度控制在150~700°C，尾氣溫度控制在80~110°C。尾氣溫度范圍優(yōu)選為90~100°C， 更優(yōu)的，尾氣溫度為95°C左右。
[0036]干燥的過程尾氣的經(jīng)水或堿液吸收處理制成鹽酸或氯酸鹽。
[0037] 下面通過實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步的說明，但并不因此將本發(fā)明 的保護范圍限制在實施例之中。以下實施例使用的原料的指標如表1所示。
[0038] 以下實施例中使用的各原料的質量指標參見表1。
[0039]表1原料指標（單位％，質量百分比）
[0041 ] 實施例1
[0042]稱取氯化鉀100kg，加入到60kg水中，開啟攪拌，均勻分散，加熱至60°C，再按照 P2O5/K2O質量比為1.0的比例計算稱取濕法磷酸149kg，加入到攪拌均勾的氯化鉀料衆(zhòng)中，然 后按照H2S〇4/K 20摩爾比為0.86的比例計算稱取濃硫酸69.2kg，反應3小時；
[0043] 料漿加入干燥器霧化烘干，控制干燥器進口溫度230~270°C，出口溫度110~130 °C，得粉末狀的最終廣品。廣品指標見表4。
[0044] 實施例2
[0045]稱取氯化鉀100kg，加入到70kg水中，開啟攪拌，均勻分散，加熱至90°C，再按照 P2〇5/K20質量比為1.2的比例計算稱取濕法磷酸179kg，加入到攪拌均勻的氯化鉀料漿中，然 后按照H 2S〇4/K20摩爾比為0.5的比例計算稱取濃硫酸40kg，反應2小時；
[0046] 料漿加入干燥器霧化烘干，控制干燥器進口溫度280-300°C，出口溫度100_110°C， 得粉末狀的最終廣品。廣品指標見表4。
[0047] 實施例3
[0048]稱取氯化鉀100kg，加入到90kg水中，開啟攪拌，均勻分散，加熱至80°C，再按照 P2〇5/K20質量比為0.8的比例計算稱取濕法磷酸119kg，加入到攪拌均勻的氯化鉀料漿中，然 后按照H 2S〇4/K20摩爾比為0.7的比例計算稱取濃硫酸56kg，反應4小時；
[0049] 料漿加入干燥器霧化烘干，控制干燥器進口溫度320_350°C，出口溫度90_100°C， 得粉末狀的最終廣品。廣品指標見表4。
[0050] 表2產(chǎn)品指標
[0051]
[0053] 酸度的測定方法為：取樣品lg，溶解到100ml水中，用0.5mol/L的NaOH溶液滴定至 pH值6.5，所消耗堿液的體積為產(chǎn)品酸度。這樣可以更為直觀地體現(xiàn)該產(chǎn)品中和堿的能力。
【主權項】
1. 制備酸式硫磷酸鉀的方法，其特征在于包括以下步驟： a、 將氯化鉀與水制漿，水與氯化鉀的質量比為0.5~1.5; b、 向步驟a制得料漿中依次加入硫酸和磷酸，反應溫度控制在常溫~100°C ;反應時間 控制在0.5~6h;上述硫酸的加入量為按與氯化鉀摩爾比為0.2~1.5，優(yōu)選范圍為0.45~ 〇. 6，最優(yōu)值為0.5;上述磷酸加入量為按與氯化鉀按Ρ2〇5/Κ20計，磷酸與氯化鉀的質量比0.5 ~2 · 0; c、 將b反應得到的反應料漿，經(jīng)干燥得到酸式硫磷酸鉀產(chǎn)品。2. 根據(jù)權利要求1所述的酸式硫磷酸鉀的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述步驟a中水與氯 化鉀的質量比為0.8~1.2。3. 根據(jù)權利要求1所述的酸式硫磷酸鉀的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟b中所述的反應 體系的溫度控制在70~90°C。4. 根據(jù)權利要求1所述的酸式硫磷酸鉀的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟b中所述反應時 間為2~4h。5. 根據(jù)權利要求1所述的酸式硫磷酸鉀的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟b中所述硫酸的 加入量為按硫酸與氯化鉀摩爾比〇. 45~0.6。6. 根據(jù)權利要求1所述的酸式硫磷酸鉀的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟b中所述磷酸的 加入量為按P2〇5/K20計，磷酸與氯化鉀的質量比0.9~1.1。7. 根據(jù)權利要求1所述的酸式硫磷酸鉀的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟c中所述的干燥 為噴霧干燥。8. 根據(jù)權利要求7所述的酸式硫磷酸鉀的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟c中所述噴霧干 燥中噴霧干燥器的進氣溫度控制在150~700°C，尾氣溫度控制在80~110°C。9. 根據(jù)權利要求8所述的酸式硫磷酸鉀的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟c中所述噴霧干 燥器的尾氣溫度控制在90~100°C。10. 根據(jù)權利要求1~9任一項所述的酸式硫磷酸鉀的生產(chǎn)方法，其特征在于:還包括將 步驟c中產(chǎn)生的尾氣經(jīng)水或堿液吸收處理制成鹽酸或氯酸鹽的步驟。11. 由權利要求1~9任一項所述的方法制備得到的酸式硫磷酸鉀。
【專利摘要】本發(fā)明屬于無機化學工業(yè)中的磷酸鹽生產(chǎn)技術領域，特別涉及酸式硫磷酸鉀的生產(chǎn)方法。本發(fā)明解決技術問題的技術方案是提供一種酸式硫磷酸鉀的生產(chǎn)方法，該方法包括以下步驟：將氯化鉀與水制漿；向制得料漿中依次加入硫酸和磷酸進行反應；將反應得到的反應料漿，經(jīng)干燥得到酸式硫磷酸鉀產(chǎn)品。本發(fā)明方法能制備高磷高鉀，水溶性好，且酸度高的化合物，解決了現(xiàn)有技術中通過濕法磷酸與原料硫酸鉀簡單物理混合的產(chǎn)品易吸潮、易結塊的缺陷，具有很好的市場前景。
【IPC分類】C01B25/26
【公開號】CN105502321
【申請?zhí)枴緾N201511024960
【發(fā)明人】袁海斌, 雷波, 王佳才, 吳生平, 黃恒, 侯雋
【申請人】川恒生態(tài)科技有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月30日