[0001] 本发明涉及玉米浸泡水处理技术领域，尤其涉及一种从磷酸二氢钾母液中回收磷酸二氢钾和肌醇并副产植酸解析剂的工艺方法。

[0002] 玉米浸泡水是湿法生产玉米淀粉过程中产生的下脚料，其中植酸含量1‑2％。目前，从玉米浸泡水中回收植酸，制备植酸钾，再经水解、分离、浓缩、结晶生产肌醇与磷酸二氢钾的工艺方法已有报道。相比传统的中和法、复分解法等磷酸二氢钾生产工艺，以玉米浸泡水为原料生产磷酸二氢钾，不仅避免磷矿石开采过程造成的环境破坏，而且实现植物中磷资源的循环利用，具有明显的经济效益与和社会效益。

[0003] 现有工艺将玉米浸泡水经过处理后得到的磷酸二氢钾与肌醇，通常利用模拟移动床色谱进行分离，得到磷酸二氢钾溶液和肌醇溶液，但是肌醇和磷酸二氢钾均易溶于水，实际生产中受色谱树脂分离度、工艺参数等条件限制，所得磷酸二氢钾溶液中通常含有一定浓度的肌醇，在磷酸二氢钾结晶过程中磷酸二氢钾母液中肌醇、色素、蛋白、钙镁、氯离子等物质逐渐富集，最终母液中肌醇浓度可达25‑45g/L。目前磷酸二氢钾结晶母液多作为液体肥直接外卖，其中的肌醇价值未能充分利用，损失较大。

[0004] 目前有专利公开了一种从磷酸二氢钾母液中回收肌醇的工艺方法，该工艺方法虽然能从磷酸二氢钾母液中回收肌醇，但在粗品结晶时，小分子盐并未与肌醇分离，导致肌醇收率偏低，且未将母液中的磷酸根和钾离子充分回收。因此针对上述问题，有必要开发一种从磷酸二氢钾母液中回收磷酸二氢钾和肌醇并副产植酸解析剂的工艺方法。

[0023] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0024] 实施例1

[0025] 一种从磷酸二氢钾母液中回收磷酸二氢钾和肌醇并副产植酸解析剂的工艺方法，包括以下步骤：

[0026] (1)将收集的500L磷酸二氢钾母液(肌醇浓度38.1g/L、磷酸二氢钾浓度256.5g/L、氯化钾浓度36.8g/L)中加入碱(1wt％的氢氧化钾溶液)，搅拌、调节料液的pH至4.0、控制反应温度为35℃，反应结束后得到的料液1788L备用；

[0027] (2)取步骤(1)中料液1788L，经滤布孔径400目的板框过滤机过滤后收集的滤液1788L备用；

[0028] (3)取步骤(2)中滤液1788L，经过中空纤维膜处理(控制运行压力在0.4MPa，运行温度为35℃，且每运行20min，采用透过液反吹30s，过滤至原体积4％时停止过滤；中空纤维膜的材质为聚偏氟乙烯，中空纤维膜的膜型号为NF‑40)，分别收集72L的第一截留液(合并至磷酸二氢钾母液中)和第一透过液1716L；

[0029] (4)取步骤(3)中第一透过液1716L，经截留分子量100Da的纳滤膜处理后分别收集538L的第二截留液(固含量为30wt％)和1180L的第二透过液；

[0030] (5)取步骤(4)中第二截留液538L，经过模拟移动床色谱分离系统处理(运行周期28.9min，色谱柱的填料为粒径300±50μm的钾型阳离子树脂，色谱柱的高径比为1:2.0，进料量为单柱色谱柱体积的15％，进料流量为0.8BV/h，循环、进水顶盐以及进水顶肌醇的流量均为1.5BV/h，每个色谱柱的体积是50L，色谱柱的数量为6个)，分别收集肌醇相646L和盐相1345L；

[0031] (6)取步骤(5)中肌醇相646L，浓缩后得到固含量为45wt％的浓缩液35.3L，再加入353g的活性炭(按照浓缩液体积1％的用量加入)脱色0.5h后过滤，收集的脱色液在4h内降温至25℃，保温结晶1h后过滤、淋洗，收集的滤饼经过干燥、粉碎，得到肌醇产品；收集的滤液合并至磷酸二氢钾母液；

[0032] (7)取步骤(5)中盐相，经过热浓缩处理得到固含量为50wt％的浓缩液，再降温至20℃后过滤，收集的滤饼经过干燥得到磷酸二氢钾产品，收集的滤液作为液体有机肥组分；

[0033] (8)取步骤(4)中第二透过液1180L，经过反渗透膜处理(温度30℃，压力4.5MPa)，得到含氯化钾的浓缩液(固含量15wt％)作为植酸解析剂。

[0034] 实施例2

[0035] 一种从磷酸二氢钾母液中回收磷酸二氢钾和肌醇并副产植酸解析剂的工艺方法，包括以下步骤：

[0036] (1)将收集的500L磷酸二氢钾母液(肌醇浓度38.1g/L、磷酸二氢钾浓度256.5g/L、氯化钾浓度36.8g/L)中加入碳酸盐(1wt％的碳酸氢钾溶液)，搅拌、调节料液的pH至4.5、控制反应温度为40℃，反应结束后得到的料液1854L备用；

[0037] (2)取步骤(1)中料液1854L，经滤布孔径400目的板框过滤机过滤后收集的滤液1856L备用；

[0038] (3)取步骤(2)中滤液1856L，经过中空纤维膜处理(控制运行压力在0.45MPa，运行温度为40℃，且每运行25min，采用透过液反吹40s，过滤至原体积5％时停止过滤；中空纤维膜的材质为聚偏氟乙烯，中空纤维膜的膜型号为NF‑50)，分别收集93L的第一截留液(合并至磷酸二氢钾母液中)和第一透过液1763L；

[0039] (4)取步骤(3)中第一透过液1763L，经截留分子量200Da的纳滤膜处理后分别收集760L的第二截留液(固含量为22wt％)和1007L的第二透过液；

[0040] (5)取步骤(4)中第二截留液760L，经过模拟移动床色谱分离系统处理(运行周期31.0min，色谱柱的填料为粒径300±50μm的钾型阳离子树脂，色谱柱的高径比为1.5:2.0，进料量为单柱色谱柱体积的17％，进料流量为0.75BV/h，循环、进水顶盐以及进水顶肌醇的流量均为1.4BV/h，每个色谱柱的体积是75L,色谱柱的数量为6个)，分别收集肌醇相912L和盐相1900L；

[0041] (6)取步骤(5)中肌醇相912L，浓缩后得到固含量为50wt％的浓缩液33.9L，再加入509g的活性炭(按照浓缩液体积1.5％的用量加入)脱色0.6h后过滤，收集的脱色液在5h内降温至30℃，保温结晶1h后过滤、淋洗，收集的滤饼经过干燥、粉碎，得到肌醇产品；收集的滤液合并至磷酸二氢钾母液；

[0042] (7)取步骤(5)中盐相，经过热浓缩处理得到固含量为52wt％的浓缩液，再降温至22℃后过滤，收集的滤饼经过干燥得到磷酸二氢钾产品，收集的滤液作为液体有机肥组分；

[0043] (8)取步骤(4)中第二透过液1007L，经过反渗透膜处理(温度40℃，压力5MPa)，得到含氯化钾的浓缩液(固含量8wt％)作为植酸解析剂。

[0044] 实施例3

[0045] 一种从磷酸二氢钾母液中回收磷酸二氢钾和肌醇并副产植酸解析剂的工艺方法，包括以下步骤：

[0046] (1)将收集的500L磷酸二氢钾母液(肌醇浓度38.1g/L、磷酸二氢钾浓度256.5g/L、氯化钾浓度36.8g/L)中加入碱(1wt％的氢氧化钾溶液)，搅拌、调节料液的pH至5、控制反应温度为45℃，反应结束后得到的料液1896L备用；

[0047] (2)取步骤(1)中料液1896L，经滤布孔径400目的板框过滤机过滤后收集的滤液1899L备用；

[0048] (3)取步骤(2)中滤液1899L，经过中空纤维膜处理(控制运行压力在0.5MPa，运行温度为45℃，且每运行30min，采用透过液反吹47s，过滤至原体积6％时停止过滤；中空纤维膜的材质为聚偏氟乙烯，中空纤维膜的膜型号为NF‑45)，分别收集114L的第一截留液(合并至磷酸二氢钾母液中)和第一透过液1786L；

[0049] (4)取步骤(3)中第一透过液1786L，经截留分子量150Da的纳滤膜处理后分别收集608L的第二截留液(固含量为27wt％)和1178L的第二透过液；

[0050] (5)取步骤(4)中第二截留液608L，经过模拟移动床色谱分离系统处理(运行周期33.3min，色谱柱的填料为粒径300±50μm的钾型阳离子树脂，色谱柱的高径比为1.2:2，进料量为单柱色谱柱体积的16％，进料流量为0.7BV/h、循环、进水顶盐以及进水顶肌醇的流量均为1.3BV/h，每个色谱柱的体积是60L，色谱柱的数量为6个柱)，分别收集肌醇相730L和盐相1520L；

[0051] (6)取步骤(5)中肌醇相730L，浓缩后得到固含量为53wt％的浓缩液29.2L，再加入438g的活性炭(按照浓缩液体积1.5％的用量加入)脱色0.8h后过滤，收集的脱色液在6h内降温至32℃，保温结晶1h后过滤、淋洗，收集的滤饼经过干燥、粉碎，得到肌醇产品；收集的滤液合并至磷酸二氢钾母液；

[0052] (7)取步骤(5)中盐相，经过热浓缩处理得到固含量为55wt％的浓缩液，再降温至25℃后过滤，收集的滤饼经过干燥得到磷酸二氢钾产品，收集的滤液作为液体有机肥组分；

[0053] (8)取步骤(4)中第二透过液1178L，经过反渗透膜处理(温度50℃，压力5.5MPa)，得到含氯化钾的浓缩液(固含量11wt％)作为植酸解析剂。

[0054] 实施例4

[0055] 一种从磷酸二氢钾母液中回收磷酸二氢钾和肌醇并副产植酸解析剂的工艺方法，包括以下步骤：

[0056] (1)将收集的500L磷酸二氢钾母液(肌醇浓度38.1g/L、磷酸二氢钾浓度256.5g/L、氯化钾浓度36.8g/L)中加入碳酸盐(1wt％的碳酸钾溶液)，搅拌、调节料液的pH至5.2、控制反应温度为50℃，反应结束后得到的料液1925L备用；

[0057] (2)取步骤(1)中料液1925L，经滤布孔径400目的板框过滤机过滤后收集的滤液1936L备用；

[0058] (3)取步骤(2)中滤液1936L，经过中空纤维膜处理(控制运行压力在0.55MPa，运行温度为50℃，且每运行35min，采用透过液反吹55s，过滤至原体积7％时停止过滤；中空纤维膜的材质为聚偏氟乙烯，中空纤维膜的膜型号为NF‑40)，分别收集136L的第一截留液(合并至磷酸二氢钾母液中)和第一透过液1807L；

[0059] (4)取步骤(3)中第一透过液1807L，经截留分子量200Da的纳滤膜处理后分别收集579L的第二截留液(固含量为28wt％)和1228L的第二透过液；

[0060] (5)取步骤(4)中第二截留液579L，经过模拟移动床色谱分离系统处理(运行周期35.1min，色谱柱的填料为粒径300±50μm的钾型阳离子树脂，色谱柱的高径比为1.3:2.0，进料量为单柱色谱柱体积的15％，进料流量为0.7BV/h，循环、进水顶盐以及进水顶肌醇的流量均为1.2BV/h，每个色谱柱的体积是65L，色谱柱的数量为6个)，分别收集肌醇相695L和盐相1448L；

[0061] (6)取步骤(5)中肌醇相695L，浓缩后得到固含量为60wt％的浓缩液27L，再加入540g的活性炭(按照浓缩液体积2％的用量加入)脱色0.8h后过滤，收集的脱色液在7h内降温至35℃，保温结晶1h后过滤、淋洗，收集的滤饼经过干燥、粉碎，得到肌醇产品；收集的滤液合并至磷酸二氢钾母液；

[0062] (7)取步骤(5)中盐相，经过热浓缩处理得到固含量为58wt％的浓缩液，再降温至28℃后过滤，收集的滤饼经过干燥得到磷酸二氢钾产品，收集的滤液作为液体有机肥组分；

[0063] (8)取步骤(4)中第二透过液1228L，经过反渗透膜处理(温度55℃，压力6MPa)，得到含氯化钾的浓缩液(固含量13wt％)作为植酸解析剂。

[0064] 实施例5

[0065] 一种从磷酸二氢钾母液中回收磷酸二氢钾和肌醇并副产植酸解析剂的工艺方法，包括以下步骤：

[0066] (1)将收集的500L磷酸二氢钾母液(肌醇浓度38.1g/L、磷酸二氢钾浓度256.5g/L、氯化钾浓度36.8g/L)中加入碱(1wt％的氢氧化钾溶液)，搅拌、调节料液的pH至5.5、控制反应温度为55℃，反应结束后得到的料液1974L备用；

[0067] (2)取步骤(1)中料液1974L，经滤布孔径400目的板框过滤机过滤后收集的滤液1977L备用；

[0068] (3)取步骤(2)中滤液1977L，经过中空纤维膜处理(控制运行压力在0.6MPa，运行温度为55℃，且每运行39.2min，采用透过液反吹60s，过滤至原体积8％时停止过滤；中空纤维膜的材质为聚偏氟乙烯，中空纤维膜的膜型号为NF‑50)，分别收集158L的第一截留液(合并至磷酸二氢钾母液中)和第一透过液1821L；

[0069] (4)取步骤(3)中第一透过液1821L，经截留分子量150Da的纳滤膜处理后分别收集534L的第二截留液(固含量为30wt％)和1287L的第二透过液；

[0070] (5)取步骤(4)中第二截留液534L，经过模拟移动床色谱分离系统处理(运行周期40min，色谱柱的填料为粒径300±50μm的钾型阳离子树脂，色谱柱的高径比为1.1:2，进料量为单柱色谱柱体积的17％，进料流量为0.6BV/h，循环、进水顶盐以及进水顶肌醇的流量均为1.1BV/h，每个色谱柱的体积是55L，色谱柱的数量为6个)，分别收集肌醇相641L和盐相
1335L；

[0071] (6)取步骤(5)中肌醇相641L，浓缩后得到固含量为60wt％的浓缩液27.7L，再加入277g的活性炭(按照浓缩液体积1％的用量加入)脱色1h后过滤，收集的脱色液在8h内降温至40℃，保温结晶1h后过滤、淋洗，收集的滤饼经过干燥、粉碎，得到肌醇产品；收集的滤液合并至磷酸二氢钾母液；

[0072] (7)取步骤(5)中盐相，经过热浓缩处理得到固含量为60wt％的浓缩液，再降温至30℃后过滤，收集的滤饼经过干燥得到磷酸二氢钾产品，收集的滤液作为液体有机肥组分；

[0073] (8)取步骤(4)中第二透过液1287L，经过反渗透膜处理(温度60℃，压力6.5MPa)，得到含氯化钾的浓缩液(固含量9wt％)作为植酸解析剂。

[0074] 为了更好的证明本发明的工艺方法可以得到高纯度、高收率、高产量的肌醇产品，同时还可以得到高产量的磷酸二氢钾，并且还可以副产植酸解析剂，以实施例3为参照，给出了15个对比例，具体详见以下内容。

[0075] 对比例1

[0076] 与实施例3不同的是，步骤(1)中调节料液的pH为3.5，其余操作相同。

[0077] 对比例2

[0078] 与实施例3不同的是，步骤(1)中控制温度为60℃，其余操作相同。

[0079] 对比例3

[0080] 与实施例3不同的是，步骤(3)中膜的运行压力为0.3MPa，其余操作相同。

[0081] 对比例4

[0082] 与实施例3不同的是，步骤(3)中膜的运行温度为25℃，其余操作相同。

[0083] 对比例5

[0084] 与实施例3不同的是，步骤(3)中膜的运行温度为65℃，其余操作相同。

[0085] 对比例6

[0086] 与实施例3不同的是，步骤(3)中膜的型号为NF‑35，其余操作相同。

[0087] 对比例7

[0088] 与实施例3不同的是，步骤(3)中膜的型号为NF‑55，其余操作相同。

[0089] 对比例8

[0090] 与实施例3不同的是，缺少步骤(4)，其余操作相同。

[0091] 对比例9

[0092] 与实施例3不同的是，缺少步骤(5)，其余操作相同。

[0093] 对比例10

[0094] 与实施例3不同的是，步骤(5)中色谱柱填料的粒径为600μm，其余操作相同。

[0095] 对比例11

[0096] 与实施例3不同的是，步骤(5)中进料流量为1.0BV/h，循环、进水顶盐以及进水顶肌醇的流量均为2.0BV/h，其余操作相同。

[0097] 对比例12

[0098] 与实施例3不同的是，步骤(7)中盐相浓缩至固含量为45wt％，其余操作相同。

[0099] 对比例13

[0100] 与实施例3不同的是，步骤(7)中盐相浓缩至固含量为65wt％，其余操作相同。

[0101] 对比例14

[0102] 与实施例3不同的是，步骤(7)中降温至15℃，其余操作相同。

[0103] 对比例15

[0104] 与实施例3不同的是，步骤(7)中降温至35℃，其余操作相同。

[0105] 表1

[0106]

[0107] 通过表1可以发现，采用本发明的工艺方法，实施例3所得到的肌醇产量、收率和纯度，磷酸二氢钾的产量以及植酸解析剂的产量明显高于其他实施例以及对比例1‑15。

[0108] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。