末并搅拌，静置50min，待析出磷酸二氢钾晶体后，过滤、干燥，晶体为高纯度磷 酸钾盐，滤液可作为K 2CO3溶液循环使用。向第二有机相中加入55ml稀KOH溶液洗涤，静置 分层，所得有机相再加入200ml去离子水洗涤，得到的有机相即为净化的萃取剂，可循环使 用。将上述经稀KOH溶液和去离子水两次洗涤后的水相合并，逐步加入K 2SiO3与澄清石灰 水混合，直至不再有沉淀析出，从中回收湿法磷酸中的氟元素。
[0061] 实施例6
[0062] 磷酸钾的制备
[0063] 取P2O5的含量为30 %的湿法磷酸，于室温下，在500ml反应釜中加入200ml上 述湿法磷酸（室温下磷酸浓度为1.26g/ml)，再加入220ml的萃取剂，萃取剂由体积比为 2. 1:4.0:1的环已胺、2, 4一二甲基环已烷和环已醇制备而成，混合并振荡30min，静置分层 30min，进行分液，得到第一有机相和第一水相。在第一水相中加入NH 3 ? H20、KNOjP K 2C03 的混合溶液，将第一水相制成农用复合肥料。
[0064] 取第一有机相，加入含有K3PO4 119. Og和K2CO3 146. 9g的混合溶液，混合并振荡 30min，静置分层30min，进行分液，得到第二有机相和第二水相。在制得的第二水相中加入 146. 9g K2CO3粉末并搅拌，静置50min，待析出磷酸二氢钾晶体后，过滤、干燥，晶体为高纯度 磷酸钾盐，滤液可作为K 2CO3溶液循环使用。向第二有机相中加入200ml稀KOH溶液洗涤， 静置分层，所得有机相再加入200ml去离子水洗涤，得到的有机相即为净化的萃取剂，可循 环使用。将上述经稀KOH溶液和去离子水两次洗涤后的水相合并，逐步加入K 2SiO3与澄清 石灰水混合，直至不再有沉淀析出，从中回收湿法磷酸中的氟元素。
[0065] 用湿法磷酸制备磷酸钾盐的设备
[0066] 如图4-5所示，一种用湿法磷酸制备磷酸钾盐的设备，包括混合反应器1、分液活 塞2、容器3、混合结晶器4、分流活塞5和过滤器6。分液活塞2连通混合反应器1和容器 3, 第一有机相与含有K2CO3的溶液在混合反应器1中混合反应，容器3与混合结晶器4连 通，混合结晶器4的顶部设有用于1( 20)3粉末加入的入口，分流活塞5和过滤器6的数量均 为两个，其中一个过滤器6通过一个分流活塞5与混合结晶器4连通，另一个过滤器6通过 另一个分流活塞5与混合结晶器4连通，两个过滤器6均与反应器1连通。混合反应器1、 容器3、混合结晶器4和过滤器6沿竖直方向由上到下依次设置。
[0067] 在使用时，先将湿法磷酸与萃取剂在500ml反应釜中混合萃取并净化，取有机相 放入混合反应器1中，并加入回流得到的碳酸钾溶液或K 2CO3粉末，此时碳酸钾与磷酸充分 反应生成磷酸钾盐。充分反应并静置后，打开分液活塞2,含磷酸钾盐的水相流入容器3中， 部分磷酸钾盐会过饱和析出，使含有磷酸钾盐的溶液继续流入混合结晶器4中，从顶部入 口处加入碳酸钾盐，磷酸钾盐会进一步析出。打开一处的分流活塞5,使含晶体的溶液流入 与打开的分流活塞5相通的过滤器6中，经过一段时间后，过滤器6中堆积较多的晶体后， 关闭打开着的分流活塞5,并打开另一处的分流活塞5,使溶液流入另一个过滤器6中，两个 过滤器6交替使用，确保过滤工作稳步进行。
[0068] 对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种 相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围 之内。
【主权项】
1. 一种用湿法磷酸制备磷酸钾盐的方法，其特征在于：包括以下步骤： (1) 湿法磷酸的萃取与净化：将湿法磷酸加入萃取剂中，混合并振荡，使静置分层，进 行分液，得到第一有机相和第一水相； (2) 磷酸钾盐的反应制取：在步骤（1)所得的第一有机相中加入K2CO3粉末或K20)3溶 液，混合并振荡，使静置分层，进行分液，得到第二有机相和第二水相； (3) 磷酸钾盐的结晶分离：在步骤⑵制得的第二水相中加入K2CO3粉末并搅拌，静置， 待析出磷酸钾盐晶体后，对晶体进行过滤、干燥，即得高纯度磷酸钾盐，滤液备用。2. 根据权利要求1所述的一种用湿法磷酸制备磷酸钾盐的方法，其特征在于：还包括 步骤⑷即萃取剂的净化与回收：将步骤⑵制得的第二有机相先用稀KOH溶液洗涤，对洗 涤后的混合液静置分层，所得有机相再加入去离子水洗涤，得到的有机相即为净化的萃取 剂；将上述两次洗涤后的水相合并，加入K2SiO3与澄清石灰水混合，得沉淀，从沉淀中回收 湿法磷酸中的氟元素。3. 根据权利要求1所述的一种用湿法磷酸制备磷酸钾盐的方法，其特征在于：步骤（1) 所述萃取剂包括环已胺、2, 4一二甲基环已烷和环已醇，所述环已胺、2, 4一二甲基环已烷和 环已醇的体积比为2~2. 2 :3. 5~4. 0 :1~L2。4. 根据权利要求3所述的一种用湿法磷酸制备磷酸钾盐的方法，其特征在于：步骤（1) 中湿法磷酸中的P2O5的质量浓度为20~30%，湿法磷酸与萃取剂的体积比为1:1~1. 2， 混合并振荡时间为20~40min，静置分层时间为30~50min，在第一水相中加入NH3 ?H20、 KN03、KCl和K2CO3中的一种或几种制成农用复合肥料。5. 根据权利要求1所述的一种用湿法磷酸制备磷酸钾盐的方法，其特征在于：步骤（2) 中在步骤⑴所得的第一有机相中加AK2CO3溶液，所述K2CO3溶液由步骤（3)的滤液制备 而成。6. 根据权利要求5所述的一种用湿法磷酸制备磷酸钾盐的方法，其特征在于：若制备 的磷酸钾盐为磷酸一氢钾，步骤（2)中加入的1( 20)3与第一有机相*H3P04的摩尔数比为 0.9~1. 1:1 ;若制备的磷酸钾盐为磷酸二氢钾，步骤（2)中加入的1(20)3与第一有机相中H3PO4的摩尔数比为0. 49~0. 51:1 ;若制备的磷酸钾盐为磷酸钾，步骤⑵中加入的K2C03 与第一有机相中H3PO4的摩尔数比为1. 4~1. 6:1。7. 根据权利要求6所述的一种用湿法磷酸制备磷酸钾盐的方法，其特征在于：步骤（2) 中混合并振荡的时间为20~30min，静置分层时间为25~30min。8. 根据权利要求2所述的一种用湿法磷酸制备磷酸钾盐的方法，其特征在于：步骤（4) 中第二有机相与稀KOH溶液的体积比为1:0. 25,所述去离子水与所得有机相的体积比为 1:1〇9. 一种用湿法磷酸制备磷酸钾盐的设备，其特征在于：所述设备采用如权利要求1-8 任一项所述的一种用湿法磷酸制备磷酸钾盐的方法来制备磷酸钾盐，所述设备包括混合反 应器（1)、分液活塞（2)、容器（3)、混合结晶器（4)、分流活塞（5)和过滤器（6)，分液活塞 (2)连通混合反应器（1)和容器（3)，第一有机相与K2CO3在混合反应器（1)中混合反应，容 器（3)与混合结晶器⑷连通，混合结晶器⑷的顶部设有用于1( 20)3粉末加入的入口，分 流活塞（5)和过滤器（6)的数量均为两个，其中一个过滤器（6)通过一个分流活塞（5)与 混合结晶器（4)连通，另一个过滤器（6)通过另一个分流活塞（5)与混合结晶器（4)连通，
【专利摘要】本发明属于磷酸钾盐的制备领域，具体涉及一种用湿法磷酸制备磷酸钾盐的方法及设备，其包括以下步骤：(1)将湿法磷酸加入萃取剂中，混合并振荡，使静置分层，进行分液，得到第一有机相和第一水相；(2)在步骤(1)所得的第一有机相中加入K2CO3粉末或K2CO3溶液，混合并振荡，使静置分层，进行分液，得到第二有机相和第二水相；(3)在步骤(2)制得的第二水相中加入K2CO3粉末并搅拌，静置，待析出磷酸钾盐晶体后，过滤、干燥，即得高纯度磷酸钾盐，滤液备用。本发明对磷酸钾盐制取及纯化工艺进行优化设计，确保在得到高品质磷酸钾盐的同时，回收杂质组分形成副产品，简化工艺流程、减少能耗，从而降低生产成本。
【IPC分类】C01B25/30
【公开号】CN105174236
【申请号】
【发明人】周权宝, 匡林英, 赵曼, 李步通, 吴婕
【申请人】贵州师范学院
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年8月11日