磷酸二氢钾空气冷却结晶工艺

为克服夹套冷却结晶与真空冷却结晶的缺点,研究开发了空气冷却结晶工艺并应用于磷酸二氢钾生产。介绍磷酸二氢钾生产中采用空气冷却结晶原理、过程及经济技术指标。实践表明,该工艺不需耗水,不需耗蒸汽,换热快,效率高,节能显著。     

磷酸二氢钾结晶过程研究

研究了搅拌速度、降温方式、pH值及晶种对磷酸二氢钾结晶影响规律.搅拌速度为400 r/min时,料浆悬浮均匀,所得粒径最大;自然降温方式所得晶体平均粒度较大;pH值等于3.0时,介稳区宽度最小,结晶量最大;随着晶种加入量的增大,产品粒度分布趋于集中,加入晶种且过饱和度为3%时可得到较好的粒度分布.     

磷酸二氢钾结晶性质研究

采用间歇结晶实验方法,研究了结晶器型式、搅拌速度、降温方式与降温速率、pH值及晶种对磷酸二氢钾结晶影响规律.结晶器挡板数为4,搅拌速度为400r/min时,料浆悬浮均匀,所得粒径最大;线性降温方式所得晶体粒度分布较窄,随着降温速率的增加,析晶温度及平均粒径逐渐减小;pH值等于3.0时,介稳区宽度最小,结晶量最大,晶体规则,流动性和分散性好;随着晶种加入量的增大,产品粒度分布趋于集中,加入晶种的温度在56℃时可得到较好的粒度分布.     

磷酸二氢钾结晶过程特性研究

采用梅特勒-托利多在线结晶工作站系统地研究了磷酸二氢钾的溶解度、超溶解度、红外特性以及冷却结晶过程的影响因素。结果表明,磷酸二氢钾的介稳区在低温区较宽,高温区较窄,且在40.1 ℃下具有最宽的介稳区;磷酸二氢钾在红外光谱上具有较好的朗伯-比尔特性,其特征峰波数分布在2 152 cm-1和1 082 cm-1处;降温速率越大,其介稳区宽度也随之增大;搅拌速率越高,其介稳区宽度反而降低;pH=4.0时,结晶效果最好,粒度分布也最为均匀,晶体颗粒粒径大;Fe3+的含量增大,将会导致磷酸二氢钾的介稳区变宽,并且其含量越大,颗粒越不均匀,粒度分布较宽,因此应严格控制生产工艺中Fe3+的质量分数≤0.001%;SO42-含量的增大,会使介稳区变窄,将会导致工业上结晶不易控制,因此也需严格控制生产工艺中SO42-的含量。     

流化床中磷酸二氢钾结晶动力学研究

对磷酸二氢钾在流化床结晶器中的结晶动力学进行了实验探讨。研究了磷酸二氢钾在25℃下的结晶过程及过饱和度,循环流量和悬浮密度对其成核、生长速率的影响。初步建立动力学模型,利用多元非线性回归方法拟合了晶体成核、生长动力学方程。研究发现磷酸二氢钾在流化结晶器结晶过程中过饱度占成核、生长主导地位,说明动力学参数模型是基本可靠的。这对工业结晶生产、应用流化床结晶器的模拟放大具有重大的实际指导应用意义和对生产优质的磷酸二氢钾晶体具有一定的参考意义。     

磷酸二氢钾结晶的影响因素研究

采用间歇实验法研究了pH、降温速率等条件和铁(Ⅲ)、氟杂质对磷酸二氢钾结晶过程的影响.结果表明:在pH为3.0时,结晶析出温度和结晶析出量均最大,随着pH增加,颗粒聚集明显,表观粒径增大;随着降温速率的增大,结晶速度逐渐增大,晶体平均粒径减小,介稳区宽度逐渐增大,结晶的成核级数为4;杂质铁(Ⅲ)对结晶影响显著,随着铁(Ⅲ)质量分数的增加,晶体的长径比明显增大,晶形由棱柱状变为针状,介稳区明显变宽,结晶诱导期明显延长;杂质氟对结晶影响较小,随着氟质量分数的增加,介稳区宽度变宽,单晶长径比减小,晶形由长柱状变为方柱状,最后变为短粗状;在有氟存在时,比溶液中只掺杂铁(Ⅲ)时所得晶体的长径比减小,但结晶改善的效果并不理想.实验结果对磷酸二氢钾的生产过程有指导意义.     

反应结晶制备工业级磷酸二氢钾过程的粒度控制

以工业级磷酸一铵为原料与氢氧化钾复分解反应结晶制备磷酸二氢钾是一种成本低廉、极具发展前景的方法,实验确定了采用该法制备的磷酸二氢钾产品粒度主要受反应阶段控制,继而研究分析了反应时间、搅拌速度、原料浓度和加入速率对磷酸二氢钾产品粒度分布的影响,探讨了磷酸二氢钾反应结晶机理,筛选出较优的反应结晶工艺。在控制磷酸一铵和氢氧化钾质量分数为50%,氢氧化钾溶液在30min内加入完毕,反应结晶时间为3h,搅拌速率为300r/min的条件下,获得的磷酸二氢钾产品中位粒径为1070μm,分布均匀,晶体形貌为规则的四方晶。     

磷酸二氢钾结晶介稳区性质研究

在磷酸二氢钾的生产中,为得到理想的晶体粒度及其分布,要求结晶在磷酸二氢钾水溶液的介稳区内进行,因此研究了不同温度、不同降温速率及不同搅拌速度下磷酸二氢钾水溶液的介稳区宽度,同时研究了铁离子杂质对磷酸二氢钾水溶液介稳区宽度的影响.结果表明:温度升高,介稳区宽度变窄;降温速率增大,介稳区宽度变宽;搅拌速度增大,介稳区宽度变窄,低温区变化幅度为2 ℃左右,高温区变化幅度小于1 ℃;铁离子的存在使介稳区宽度变宽,并得到介稳区宽度与铁离子质量分数的定量关系.     

流化床中磷酸二氢钾结晶成核动力学研究

运用连续流化床结晶装置,参照工业装置结晶条件,研究了磷酸二氢钾在25℃条件下的结晶成核动力学规律。采用流化床结晶过程的成核动力学模型,利用多元线性回归得到成核动力学参数,并通过实验验证动力学参数的可靠性。结果表明,磷酸二氢钾结晶二次成核中流体剪切成核占主导地位,即B0=1.02×10-4M0.T563R1e.654,实验测试过程中晶体聚结和宏观破碎的影响可以忽略。     

复盐结晶法生产磷酸二氢钾结晶动力学研究

研究了用三聚氰胺结晶法由湿法磷酸生产磷酸二氢钾的结晶动力学过程。考察了搅拌、振动、杂质对结晶过程的影响及不同降温速率对结晶习性的影响,拟合并给出结晶动力学方程,采用差热分析和热重分析仪测试了结晶产品的脱水特性。     

杂质对于磷酸二氢钾结晶的影响研究

初步净化后湿法磷酸生产的磷酸二氢钾常含有多种杂质.采用间歇结晶法研究了Fe3+、Al3+、Mg2+、Ca2+、F-、SO42-杂质对磷酸二氢钾结晶介稳区宽度、结晶晶形、诱导时间、结晶生长速度等的影响.实验结果表明:各种杂质离子均导致结晶介稳区增大,其中高价金属离子Fe3+、Al3+的影响最为显著,随着Fe3+、Al3+浓度的增加,晶体的长径比显著增大,晶体由棱柱状变为针状,诱导时间延长,晶体生长速度变小,Al3+的影响比Fe3+略大.F-浓度增大,晶体的长径比反而变小.SO42-浓度增大,平均粒径先减小后由于生成聚晶而增大,晶形仍为棱柱状,单晶长径比先缓慢增大而后略有减小.掺杂Ca2+、Mg2+对晶形影响很小.研究结果对于磷酸二氢钾的结晶生长条件选择有重要的参考价值.     

一步结晶法制取磷酸二氢钾的研究

比较了磷酸二氢钾的生产方法,着重研究了利用高浓度原料,一步结晶的可能性,以省去蒸发、浓缩、冷却、结晶的环节,从而节省了资金投入量,降低了生产成本。     

磷酸二氢钾的冷却结晶正交实验

对溶剂萃取法生产磷酸二氢钾(KDP)工艺中的结晶过程的降温速率、结晶温度、养晶时间、氯离子浓度进行了正交实验,综合考虑KDP的产量、纯度、平均粒径,确定KDP结晶的优化方案为:降温速率为0.1℃/min,养晶时间为1.5 h,结晶温度为32℃,Cl~-离子浓度为4.042 g/L。     

磷酸二氢钾结晶介稳区宽度的研究

用激光散射法测定了磷酸二氢钾纯溶液和含有杂质或添加剂的磷酸二氢钾溶液在不同饱和温度下的结晶介稳区宽度，并用多元线性回归拟合得出磷酸二氢钾介稳区宽度与饱和温度及添加剂用量的回归方程，同时还考察了不同添加剂对结晶形状的影响。结果表明：磷酸二氢钾溶液的介稳区宽度随溶液饱和温度的升高而线性下降；添加剂硫酸钾和草酸钠用量的增加能使磷酸二氢钾溶液的介稳区宽度变窄；柠檬酸钠则能使磷酸二氢钾溶液的介稳区变宽。     

旋流流化床中磷酸二氢钾结晶影响因素研究

研究了磷酸二氢钾在新型旋流流化床中的结晶过程,分别考察了过饱和度和铁离子浓度对磷酸二氢钾结晶速率及晶体形态的影响。研究结果表明:过饱和度的增加可提高晶体的结晶速率,增大晶体平均粒径;随着铁离子浓度的增大,结晶速率明显下降,且结晶料液中含有铁离子时,晶体形态有显著变化,由棱柱状变为针状。     

磷酸二氢钾的冷却结晶正交实验

对溶剂萃取法生产磷酸二氢钾(KDP)工艺中的结晶过程的降温速率、结晶温度、养晶时间、氯离子浓度进行了正交实验,综合考虑KDP的产量、纯度、平均粒径,确定KDP结晶的优化方案为:降温速率为0.1℃/min,养晶时间为1.5 h,结晶温度为32℃,Cl^-离子浓度为4.042 g/L。     

湿法磷酸复盐结晶法制磷酸二氢钾

湿法磷酸深度净化后得到的净化酸,可以采用传统的酸碱中和工艺制备高质量的磷酸二氢钾,但因酸的净化成本高而限制其应用。为了降低生产成本,实验对以湿法磷酸、尿素和碳酸钾为原料制备磷酸二氢钾的工艺进行研究,首先将未净化湿法磷酸直接与尿素反应,制备出中间产物磷酸脲,继而与碳酸钾反应生成磷酸二氢钾,第二步反应同时还原出尿素,尿素再返回系统循环。由于将湿法磷酸的净化过程与磷酸二氢钾的生产过程结合为一体,并且实现了尿素循环利用,所以能降低生产成本,具有进一步研究的价值。     

磷酸二氢钾结晶热力学数据的测定及应用研究

采用平衡法和激光法测定了磷酸二氢钾在水中的溶解度和超溶解度,获得了介稳区宽度数据。结合磷酸二氢钾工业装置的蒸发结晶工艺,讨论了结晶热力学实验数据在磷酸二氢钾生产中的应用,对工业结晶操作条件进行了优化。针对产量为1 000 kg/h的磷酸二氢钾工业结晶过程,得到了最佳的料液循环量、加热蒸汽用量和蒸发器的真空度分别为：50.4 m³/h、1 932 kg/h和0.067 MPa。按照所确定的工艺条件进行结晶操作,可以克服粉状结晶、获得粒度均匀的高品质结晶产品。     

铁离子对磷酸二氢钾结晶过程的影响

采用激光散射法测定了含有不同铁离子含量的磷酸二氢钾水溶液介稳区宽度,在介稳区宽度内测得不同铁离子含量对磷酸二氢钾结晶生长速率的影响。并采用间歇冷却结晶法在未加晶种条件下测定了铁离子对磷酸二氢钾结晶形态、晶体堆积密度及晶体铁含量的影响。结果表明：随着掺入铁离子含量的增大,结晶介稳区宽度变宽,生长速率下降; 晶体由规则棱柱状变为针状,晶体出现开裂,光泽不均匀;晶体堆积密度逐渐减小,包裹铁含量逐渐增大。     

普钙厂联产磷酸二氢钾工艺研究

研究了以普钙和硫酸钾为原料制备磷酸二氢钾的工艺条件。普钙厂联产磷酸二氢钾的最佳工艺条件为:普钙与水投料比为1∶2.5~3,反应温度为20℃~60℃,反应时间为120 m in,除杂pH值控制在5.5~6。