技术领域
本发明涉及磷酸铵，尤其涉及用湿法磷酸生产的磷酸一铵方法。
背景技术：
粉状磷酸一铵传统的生产工艺为用氨中和湿法磷酸，然后采用料浆浓缩、喷雾干燥。粉状一铵的总养分含量（质量分数）有55%，58%和60%三个级别。截至2016年，60%及以下养分粉状磷酸一铵已严重产能过剩，市场对高养分(大于等于64%)的粉状磷酸一铵仍有需求。目前的期刊文献和专利中，生产高养分的磷酸一铵主要方法一般为湿法磷酸经过两次中和，两次过滤，滤渣N含量低，往往用硫铵或者尿素等进行调N，产品一般只能达到合格品的要求，经济价值不高。经检索，中国专利数据库中涉及两次中和、两次过滤的专利有：ZL2008101968724号《湿法磷酸连续生产工业级磷酸一铵的工艺》，稿专利检索有以下步骤：1)将磷酸与磷矿浆进行脱硫，得到脱硫磷酸；2)第一次中和反应，得到中和料浆澄清液；3)第二次中和反应，再与脱硫磷酸进行反应，得到调整pH值后的二次中和料浆；4)将调整pH值后的二次中和料浆进行一次压滤得到一次滤液和一次滤饼；5)一次滤液进行二次浓缩，压滤，得到二次滤液；6)所得二次滤液经过细晶溶解，真空冷却，结晶，离心分离、干燥得工业磷酸一铵成品。ZL2012105757964号《湿法磷酸生产工业级磷酸一铵联产工业级磷酸二铵的方法》该专利技术是以磷酸氢钙和湿法磷酸进行脱硫反应后得到的滤液与氨气或氨水进行中和反应，得到磷铵料浆，再以硫化铵与磷铵料浆反应并将所得滤液进行浓缩、结晶、干燥得到工业级磷酸一铵产品，接着将结晶后过滤得到的一次母液与氨气或氨水进行二次中和反应，最后将二次中和得到的滤液经浓缩、结晶、干燥得到工业级磷酸二铵产品，结晶后过滤得到的二次母液返回浓缩槽内继续浓缩。还有ZL2013106248434号《一种湿法磷酸和高纯磷酸结合生产工业级磷酸一铵的方法》，该专利技术是先将湿法磷酸用磷精矿粉脱硫后，所得滤液用氨进行中和，过滤后将滤液进行第二次中和，再用高纯磷酸进行调节pH值，得到高养分的磷酸一铵。第一次氨中和后在除去大量的金属阳离子的同时会得到大量的滤渣。上述3个专利技术均未提及滤渣的处理方法，仍然有滤渣未能全部消化的问题。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种用湿法磷酸"梯级"生产粉状磷酸一铵的方法，在第一级生产高养分粉状磷酸一铵，第二级将产生的滤渣经过稀磷酸调浆后进行中和反应，所得产品能达到GB 10205-2009中规定的粉状磷酸一铵优等品的要求。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
(1)稀磷酸预中和处理
以二水法湿法磷酸工艺生产的以质量分数计的P2O5浓度为24%-26%的稀磷酸为原料，往其中加入磷矿粉进行脱去硫酸根，过滤，然后往磷酸滤液中通入氨气，开启搅拌装置，使物料发生预中和反应，反应结束后继续搅拌陈化，之后静置沉降，再次过滤，得到滤渣与含有磷酸一铵的滤液；
(2) “梯级”制备不同养分的粉状磷酸一铵
第一级：将得到的滤液再次通入气氨，控制此氨化过程的pH控制，氨化结束后将料浆进行浓缩和干燥，得到总养分含量以质量分数计为66%-68% (记为N-P2O5 -K2O=11-55-0)的粉状磷酸一铵产品；
第二级，将第一级得到的滤渣在再浆槽中用稀磷酸调浆后进入反应器中，通入气氨，控制氨化过程的pH，氨化结束后将料浆进行浓缩和干燥，得到总养分含量以质量分数计为58%-59%(记为N-P2O5-K2O=11-47-0)的粉状磷酸一铵产品。
上述方法的第(1)步中，所述稀磷酸的温度控制为50℃-80℃，所述搅拌装置的转速为300-350r/min，控制预中和过程的pH为2.5-3.5；上述陈化时间控制在1-3h，搅拌装置的转速为200-250r/min；上述静置沉降时间控制在1-3h。
上述方法的第(2)步中，所述第一级氨化过程的pH控制为4.4-4.8；第二级氨化过程的pH为4.6-5.0。
发明人指出：本方法的关键在于控制预中和过程的pH值，pH值低时达不到除杂(主要为Fe、Al和Mg等)的效果，pH太高滤液五氧化二磷产率低；而且pH越高，过滤越困难，同时预中和后料浆的陈化与静置时间也是关键，时间选取合适时可以大大提高料浆的过滤强度。此外，要严格控制过滤渣与稀磷酸的调浆比例，在保证产品总养分能达到58%的前提下最大化的消化掉过滤渣。
本发明工艺流程简单，操作控制容易，且可以直接对现有粉状磷酸一铵装置进行改造，在现有装置的基础上只需增加一台过滤机、两台输送泵和一个再浆槽即可实现梯级生产粉状磷酸一铵。本方法制得的磷酸一铵总养分含量可达66%以上，同时过滤渣副产得到的磷酸一铵总养分含量在58%以上。适用于磷铵生产企业的技术改造。
附图说明
图1为本发明方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
以下实施例用以说明本发明的技术方案：
实施例1
二水法硫酸萃取磷矿后得到的湿法磷酸质量分数为24.1%，在其中加入磷矿粉进行脱硫，磷矿粉的用量为磷酸用量的4.2%，过滤，将磷酸滤液加热至55℃后通入气氨，预中和过程的pH为2.6，陈化2h，静置2h后过滤，滤液再次通入气氨，二次氨化过程的pH值为4.5，反应结束后将料浆进行浓缩和干燥后得到高养分含量的粉状一铵产品，该产品的有效P2O5含量为54.3%，水溶P2O5含量为53.9%，N含量为12.1%，总养分为66.4%。于此同时，将预中和后的过滤渣用稀磷酸进行再浆，过滤渣与稀磷酸的体积比为1:1，再浆后再次通入气氨，氨化过程的终点pH值为4.8，料浆浓缩后进入干燥工序，即可得到总养分含量较低的粉状一铵，该产品以质量分数计的有效P2O5含量为47.9%，N含量为10.8%，总养分含量为58.7%。
实施例2
二水法硫酸萃取磷矿后得到的湿法磷酸质量分数为25.2%，在其中加入磷矿粉进行脱硫，磷矿粉的用量为磷酸用量的5.4%，过滤，将磷酸滤液加热至70℃后通入气氨，预中和过程的pH为3.0，陈化1h，静置1h后过滤，滤液再次通入气氨，二次氨化过程的pH值为4.7，反应结束后将料浆进行浓缩和干燥后得到高养分含量的粉状一铵产品，该产品的有效P2O5含量为55.6%，水溶P2O5含量为55.2%，N含量为12.2%，总养分为67.8%。于此同时，将预中和后的过滤渣用稀磷酸进行再浆，过滤渣与稀磷酸的体积比为0.9:1，再浆后再次通入气氨，氨化过程的终点pH值为4.6，料浆浓缩后进入干燥工序，即可得到总养分含量较低的粉状一铵，该产品以质量分数计的有效P2O5含量为47.7%，N含量为10.4%，总养分含量为58.1%。