一種用溼法磷酸連續生產水溶性磷酸一銨的方法
2024-01-18 10:15:15 1
一種用溼法磷酸連續生產水溶性磷酸一銨的方法
【專利摘要】本發明公開了一種用溼法磷酸連續生產水溶性磷酸一銨的方法。向溼法稀磷酸中加入磷礦漿，經自然沉降後，上部的澄清脫硫稀磷酸與氨氣進行中和反應，料漿中和度為0.95～1.05；中和料漿在沉降槽中進行自然沉降，上層磷銨清液送入過濾機進行過濾，所得清液再經濃縮、乾燥製得水溶性磷酸一銨，過濾所得濾餅和濾渣則用於生產農用型複合肥。本發明避免了傳統法通過提高料漿中和度，以及多次中和反應的方法等才能達到相應的除雜深度，僅為一次中和反應，便於操作，同時也提高了生產效率。所得水溶性磷酸一銨產品品質好，水不溶物含量低，另外，該法工藝流程短，生產控制較為簡單，易於實現連續化生產。
【專利說明】一種用溼法磷酸連續生產水溶性磷酸一銨的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於磷酸一銨生產【技術領域】，具體是涉及一種以二水溼法稀磷酸為原料連續生產水溶性磷酸一銨的方法。
【背景技術】
[0002]磷酸一銨是一種重要的磷化工產品，主要有農用級和工業級。近年來，水溶性肥料以其速效和高利用率的特點，得到了廣泛認可。但由於農用級磷酸一銨水溶性較差，水不溶物含量高，不能滿足水溶性肥料的使用要求。目前，一般是以工業級磷酸一銨作為水溶性磷酸一銨來使用，但工業級磷酸一銨生產成本高，限制了水溶性磷酸一銨的推廣和使用。
[0003]工業級磷酸一銨的生產主要有兩種工藝:一種是熱法磷酸工藝，該法生產流程簡單，但生產成本高。另一種是溼法磷酸工藝，以溼法磷酸為原料，通過氨化除雜生產工業級磷酸一銨，較熱法磷酸工藝而言，溼法磷酸工藝生產成本較低，這也是水溶性磷酸一銨的研究發展方向。
[0004]目前，關於採用溼法磷酸生產工業級磷酸一銨的研究報導較多，如中國專利200810196872.4公開了 「溼法磷酸連續法生產工業級磷酸一銨工藝」。該法是用磷礦漿對溼法磷酸進行脫硫，經沉降分離得上層清液為脫硫磷酸，向脫硫磷酸中通入氨氣進行第一次中和反應，中和料漿經沉降分離得中和料漿澄清液，向中和料漿澄清液中繼續通入氨氣進行第二次中和反應，控制pH為5.2?5.8，再用脫硫磷酸對二次中和料漿進行反調，將料漿PH反調至4.4?4.6，在進行一次壓濾，所得濾液經濃縮後進行二次壓濾，將二次壓濾所得濾液進行冷卻結晶、分離、乾燥製得工業級磷酸一銨產品。該法存在的主要問題是工藝流程複雜，整個工藝過程需進行二次中和反應，兩次沉降、兩次壓濾，工藝流程較長，生產能力較低，勞動強度較大。
[0005]中國專利201010552501.2公開了 「溼法磷酸生產工業、農業級磷酸一銨及磷酸銨鎂的方法」。該法是向溼法磷酸中加入鈉鹽進行脫氟，經過濾後，向脫氟磷酸中通入氨氣進行第一次中和反應，控制pH為4.5?5.0，經過濾得磷酸一銨濾液，向所得濾液中繼續通入氨氣進行第二次中和反應，控制pH為5.8?6.0，再經第二次過濾，所得濾液再用脫氟磷酸進行反調，控制pH為4.5?5.0，所得磷酸一銨濾液經濃縮、冷卻結晶、分離、乾燥製得工業級磷酸一銨產品。該法存在的主要問題是工藝流程較長，整個工藝過程需進行三次中和反應，三次過濾分離，生產能力較低，勞動強度較大。
[0006]中國專利201110256462.8公開了 「溼法磷酸直接生產工業級磷酸一銨的方法」。該法是向溼法磷酸中通入氨氣進行中和反應，控制料漿pH為8?9，經過濾，將所得濾液用工業磷酸反調至溶液pH為7，再滴加硫化銨和硝酸鉛進行反應，再經第二次過濾，將二次濾液用工業磷酸反調至溶液pH為4?5，進行濃縮、冷卻結晶、乾燥製得工業級磷酸一銨產品。該法存在的主要問題是工藝流程複雜，氨化中和度高，需用大量工業級磷酸進行反調，生產成本較高，且氨損失較大，操作環境較差，整個工藝過程需進行三次過濾，生產能力較低，勞動強度較大。
[0007]中國專利201010191938.8公開了 「用溼法磷酸生產工業級磷酸一銨的方法」。該法是向結晶母液中加入溼法磷酸，通氨中和至pH為4.4?4.6，同時經酸洗工序回收氨氣，中和料漿經過濾，所得磷酸一銨濾液經濃縮、冷卻結晶、分離、乾燥製得工業級磷酸一銨產品。該法存在的主要問題是除雜深度較低，所得磷酸一銨濾液雜質含量高，磷酸一銨產品品質較差。
[0008]中國專利201210575796.4公開了 「用溼法磷酸生產工業級磷酸一銨聯產工業級磷酸二銨的方法」。該法是向溼法磷酸中加入磷酸氫鈣進行脫硫反應，然後一次過濾，濾液與氨氣進行中和反應，得到磷銨料漿，再以硫化銨與磷銨料漿反應，進行二次過濾，濾液經濃縮、結晶、分離、乾燥得到工業級磷酸一銨產品。該法存在的主要問題是採用磷酸氫鈣脫硫，生產成本較高，整個工藝流程較長，需進行兩次過濾，生產能力較低。
[0009]中國專利201010114114.0公開了 「一種工業級磷酸一銨的生產工藝」。該法是向磷酸一銨結晶母液中加入溼法稀磷酸，然後按硫酸根化學計量的45%?85%添加磷礦粉或碳酸鈣進行脫硫，經過濾，向所得濾液中通入氨氣進行中和反應，向中和料漿中添加沉降劑後進行過濾，濾液經濃縮、冷卻結晶、分離、乾燥製得工業級磷酸一銨產品。該法存在的主要問題是中和料漿採用添加沉降劑，增加生產成本，同時沉降劑會汙染產品，生產能力較低，難以實現連續化生產。
[0010]中國專利92108090.5公開了 「一種工業級磷酸銨的生產方法」。該法是用氨中和溼法磷酸至中和度為1.06?1.13，所得磷銨料漿在沉降槽中沉降，控制清液面上升速度10mm/min以下，由沉降分離得到的漿體製備肥料級磷酸一銨，由沉降分離得到的清液濃縮至含水為40%?45%，經冷卻結晶，離心分離、洗滌、乾燥製得工業級磷酸一銨產品。該法存在的主要問題是溼法磷酸氨化料漿採用沉降進行分離，但通過調節進料與排漿流量控制清液液面上升速度不大於10mm/min，所得清液質量不易保證，進而影響磷酸一銨產品質量，生產控制難度較大。
[0011]中國專利201210329385.7公開了「用溼法磷酸生產磷酸一銨聯產N-P 二元複合肥的方法」。該法是將溼法稀磷酸濃縮至46%?48% P2O5，經沉降後，用工藝水將澄清濃縮酸稀釋至20?25% P2O5，通氨中和至中和度為1.01?1.04，經自然澄清，向上層清液中加入稀酸中和調整pH為4.4?4.6，再進入二次澄清槽進行澄清，二次澄清液經兩級濃縮、冷卻結晶，分離、乾燥製得工業級磷酸一銨產品。該法存在的主要問題是溼法稀磷酸先濃縮再加水稀釋，後又濃縮磷銨料液，整個工藝過程能量損失很大，能量消耗高；另外，該工藝需經兩次中和反應，兩次自然澄清，兩次自然澄清底部渣液又經兩次壓濾，整個工藝流程複雜，且二次澄清液直接進行濃縮，其澄清液質量不易保證，進而容易影響磷酸一銨產品質量，生產操作難度較大。
[0012]中國專利201310396218.9公開了 「溼法磷酸生產全水溶磷酸一銨的方法」，該法是將溼法磷酸與氨氣中和反應，將中和料漿進行液固分離，除去固相渣，收集濾液並濃縮，將濃縮後的磷酸一銨料漿乾燥製得全水溶性磷酸一銨，其中涉及將中和料漿經自然沉降，上層清液送入濃縮系統，底部稠漿經壓濾後，濾液與上層清液一起送往濃縮系統。該法存在的主要問題是中和料漿僅採用自然沉降分離，所得上層清液質量較難保證，在生產實際中操作難度較大，不易控制，一旦出現中和料漿沉降效果不好，很容易影響磷酸一銨產品質量，造成產品質量不合格。
【發明內容】
[0013]本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種用溼法磷酸連續生產水溶性磷酸一銨的方法，相對於現有技術具體更加簡便的生產工藝，並且能夠顯著提升水溶性磷酸一銨的品質。
[0014]本發明目的通過以下技術方案予以實現。
[0015]除非另有說明，本發明所採用的百分數均為質量百分數。
[0016]一種用溼法磷酸連續生產水溶性磷酸一銨的方法，包括以下步驟:
[0017](I)向溼法稀磷酸中加入磷礦漿，經自然沉降後，上部清液為澄清脫硫稀磷酸，下部渣漿送往溼法磷酸萃取系統；
[0018](2)所得澄清脫硫稀磷酸與氨氣進行中和反應，料漿中和度為0.95?1.05 ;
[0019](3)步驟(2)所得中和料漿在沉降槽中進行自然沉降，上層為含固量較低的磷銨清液，底部為含固量較高的磷銨渣漿；
[0020](4)將步驟(3)中所得上層磷銨清液送入過濾機進行過濾，所得清液再經濃縮、乾燥製得水溶性磷酸一銨。
[0021]步驟⑵中澄清脫硫稀磷酸的濃度為18?26% P205。
[0022]步驟⑵中澄清脫硫稀磷酸的濃度優選為20?24% P205。
[0023]步驟(2)中料漿中和度優選為0.98?1.03。
[0024]步驟(4)中所述的過濾後的磷銨清液經濃縮、結晶、分離、乾燥製得結晶型水溶性磷酸一銨產品。
[0025]步驟(3)中的磷銨渣漿經過濾後所得濾餅用於生產農用型複合肥，過濾所得清液與步驟(4)所得過濾後清液一起用於生產水溶性磷酸一銨產品。
[0026]步驟(4)中過濾所得濾餅與步驟(3)中磷銨渣漿經過濾後所得濾餅一起用於生產農用型複合肥。
[0027]本發明與現有技術相比，其優點在於:
[0028](I)該法通過向二水溼法稀磷酸中加入磷礦漿，經自然沉降後得到澄清脫硫稀磷酸，可根據產品質量要求調節磷礦漿的加入量，生產操作簡單，有利於原料酸質量的穩定，有利於保證產品質量。
[0029](2)該法料漿中和度為0.95?1.05，是磷酸一銨控制的中和度，避免了傳統法通過提高料漿中和度，以及多次中和反應的方法等才能達到相應的除雜深度，生產控制簡單，僅為一次中和反應，便於操作，同時也提高了生產效率。
[0030](3)該法中和料漿採用一級自然沉降，二級過濾工藝，大幅度提高了磷銨料漿的分離效率，同時又保證了所得磷銨清液的品質，解決了傳統過濾工藝、傳統自然沉降工藝存在的分離效率低、磷銨清液品質較難保證等問題。
[0031](4)該法所得水溶性磷酸一銨產品品質好，水不溶物含量低，另外，該法工藝流程短，生產控制較為簡單，易於實現連續化生產。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1為本發明的工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明，但附圖和實施例並不是對本發明技術方案的限定。
[0034]實施例1:
[0035]取1500.0g溼法稀磷酸，按硫酸根化學計量的20%，加入磷礦漿進行反應，經自然澄清後，向調節為26% P2O5澄清脫硫稀磷酸中通入氨氣進行中和反應，中和至料漿中和度為0.95，中和料漿經自然沉降後，所得上層清液經過濾，濾液經濃縮、乾燥製得水溶性磷酸一銨產品。所得水溶性磷酸一銨分析指標為:有效P205%= 54.27，水溶P205%= 53.58,N%=11.76，水不溶物％= 0.43，H2O%= 1.20，pH = 4.32。
[0036]實施例2:
[0037]取1500.0g溼法稀磷酸，按硫酸根化學計量的50%，加入磷礦漿進行反應，經自然澄清後，向調節為26% P2O5澄清脫硫稀磷酸中通入氨氣進行中和反應，中和至料漿中和度為1.00，中和料漿經自然沉降後，所得上層清液經過濾，濾液經濃縮、乾燥製得水溶性磷酸一銨產品。所得磷酸一銨分析指標為:有效P205%= 54.78，水溶P205%= 54.38，N% =12.34，水不溶物％= 0.21，H2O %= 0.50，pH = 4.43。
[0038]實施例3:
[0039]取1500.0g溼法稀磷酸，按硫酸根化學計量的100%，加入磷礦漿進行反應，經自然澄清後，向調節為24% P2O5澄清脫硫稀磷酸中通入氨氣進行中和反應，中和至料漿中和度為1.02，中和料漿經自然沉降後，所得上層清液經過濾，濾液經濃縮、乾燥製得水溶性磷酸一銨產品。所得水溶性磷酸一銨分析指標為:有效P205%= 56.69，水溶P205%= 56.12，N%= 11.85，水不溶物％= 0.17，H2O%= 1.27，pH = 4.53。
[0040]實施例4:
[0041]取1500.0g溼法稀磷酸，按硫酸根化學計量的125%，加入磷礦漿進行反應，經自然澄清後，向調節為22% P2O5澄清脫硫稀磷酸中通入氨氣進行中和反應，中和至料漿中和度為1.05，中和料漿經自然沉降後，所得上層清液經過濾，濾液經濃縮、乾燥製得水溶性磷酸一銨產品。所得水溶性磷酸一銨分析指標為:有效P205%= 56.52，水溶P205%= 56.32，N%= 12.03，水不溶物％= 0.12，H2O%= 1.47，pH = 4.55。
[0042]實施例5:
[0043]取1500.0g溼法稀磷酸，按硫酸根化學計量的150%，加入磷礦漿進行反應，經自然澄清後，向調節為20% P2O5澄清脫硫稀磷酸中通入氨氣進行中和反應，中和至料漿中和度為1.02，中和料漿經自然沉降後，所得上層清液經過濾，濾液經濃縮、乾燥製得磷酸一銨產品。所得磷酸一銨分析指標為:有效P2O5^i= 57.22，水溶P205% = 57.02, N%= 12.23,水不溶物％= 0.15，H2O%= 1.26，pH = 4.46。
[0044]實施例6:
[0045]取1500.0g溼法稀磷酸，按硫酸根化學計量的100%，加入磷礦漿進行反應，經自然澄清後，向調節為22% P2O5澄清脫硫稀磷酸中通入氨氣進行中和反應，中和至料漿中和度為1.02，中和料漿經自然沉降後，所得上層清液經過濾，濾液經濃縮、冷卻結晶、分離、乾燥製得結晶型水溶性磷酸一銨產品。所得水溶性磷酸一銨分析指標為:有效P205% =60.53，水溶 P205%= 60.13，N%= 11.80，水不溶物％= 0.08，H2O%= 0.50，pH = 4.57。
[0046]實施例7:
[0047]取1500.0g溼法稀磷酸，按硫酸根化學計量的100%，加入磷礦漿進行反應，經自然澄清後，向調節為20% P2O5澄清脫硫稀磷酸中通入氨氣進行中和反應，中和至料漿中和度為1.02，中和料漿經自然沉降後，所得上層清液和底部磷酸渣漿分別經過濾，所得濾液經濃縮、乾燥製得磷酸一銨產品。所得磷酸一銨分析指標為:有效P205%= 56.86，水溶P205%=56.34，N%= 12.20，水不溶物％= 0.22，H2O%= 0.52，pH = 4.53。
【權利要求】
1.一種用溼法磷酸連續生產水溶性磷酸一銨的方法，包括以下步驟: (1)向溼法稀磷酸中加入磷礦漿，經自然沉降後，上部清液為澄清脫硫稀磷酸，下部渣漿送往溼法磷酸萃取系統； (2)所得澄清脫硫稀磷酸與氨氣進行中和反應，料漿中和度為0.95?1.05 ; (3)步驟(2)所得中和料漿在沉降槽中進行自然沉降，上層為含固量較低的磷銨清液，底部為含固量較高的磷銨渣漿； (4)將步驟(3)中所得上層磷銨清液送入過濾機進行過濾，所得清液再經濃縮、乾燥製得水溶性磷酸一銨。
2.根據權利要求1所述的用溼法磷酸連續生產水溶性磷酸一銨的方法，其特徵在於:步驟(2)中澄清脫硫稀磷酸的濃度為18?26% P205。
3.根據權利要求2所述的用溼法磷酸連續生產水溶性磷酸一銨的方法，其特徵在於:步驟⑵中澄清脫硫稀磷酸的濃度優選為20?24% P205。
4.根據權利要求1所述的用溼法磷酸連續生產水溶性磷酸一銨的方法，其特徵在於:步驟(2)中料漿中和度優選為0.98?1.03。
5.根據權利要求1所述的用溼法磷酸連續生產水溶性磷酸一銨的方法，其特徵在於:步驟(4)中所述的過濾後的磷銨清液經濃縮、結晶、分離、乾燥製得結晶型水溶性磷酸一銨女口廣叩ο
6.根據權利要求1所述的用溼法磷酸連續生產水溶性磷酸一銨的方法，其特徵在於:步驟(3)中的磷銨渣漿經過濾後所得濾餅用於生產農用型複合肥，過濾所得清液與步驟(4)所得過濾後清液一起用於生產水溶性磷酸一銨產品。
7.根據權利要求1所述的用溼法磷酸連續生產水溶性磷酸一銨的方法，其特徵在於:步驟(4)中過濾所得濾餅與步驟(3)中磷銨渣漿經過濾後所得濾餅一起用於生產農用型復人日Fa口 ο
【文檔編號】C01B25/28GK104229764SQ201410440891
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月1日 優先權日:2014年9月1日
【發明者】師永林, 韓喜超, 彭明輝, 李勇, 薛河南, 解忠勇, 潘繼斐, 曹光玲, 蔡昆林 申請人:雲南雲天化國際化工有限公司