一种用湿法磷酸连续生产水溶性磷酸一铵的方法
【专利摘要】本发明公开了一种用湿法磷酸连续生产水溶性磷酸一铵的方法。向湿法稀磷酸中加入磷矿浆，经自然沉降后，上部的澄清脱硫稀磷酸与氨气进行中和反应，料浆中和度为0.95～1.05；中和料浆在沉降槽中进行自然沉降，上层磷铵清液送入过滤机进行过滤，所得清液再经浓缩、干燥制得水溶性磷酸一铵，过滤所得滤饼和滤渣则用于生产农用型复合肥。本发明避免了传统法通过提高料浆中和度，以及多次中和反应的方法等才能达到相应的除杂深度，仅为一次中和反应，便于操作，同时也提高了生产效率。所得水溶性磷酸一铵产品品质好，水不溶物含量低，另外，该法工艺流程短，生产控制较为简单，易于实现连续化生产。
【专利说明】一种用湿法磷酸连续生产水溶性磷酸一铵的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于磷酸一铵生产【技术领域】，具体是涉及一种以二水湿法稀磷酸为原料连续生产水溶性磷酸一铵的方法。
【背景技术】
[0002]磷酸一铵是一种重要的磷化工产品，主要有农用级和工业级。近年来，水溶性肥料以其速效和高利用率的特点，得到了广泛认可。但由于农用级磷酸一铵水溶性较差，水不溶物含量高，不能满足水溶性肥料的使用要求。目前，一般是以工业级磷酸一铵作为水溶性磷酸一铵来使用，但工业级磷酸一铵生产成本高，限制了水溶性磷酸一铵的推广和使用。
[0003]工业级磷酸一铵的生产主要有两种工艺:一种是热法磷酸工艺，该法生产流程简单，但生产成本高。另一种是湿法磷酸工艺，以湿法磷酸为原料，通过氨化除杂生产工业级磷酸一铵，较热法磷酸工艺而言，湿法磷酸工艺生产成本较低，这也是水溶性磷酸一铵的研究发展方向。
[0004]目前，关于采用湿法磷酸生产工业级磷酸一铵的研究报道较多，如中国专利200810196872.4公开了 “湿法磷酸连续法生产工业级磷酸一铵工艺”。该法是用磷矿浆对湿法磷酸进行脱硫，经沉降分离得上层清液为脱硫磷酸，向脱硫磷酸中通入氨气进行第一次中和反应，中和料浆经沉降分离得中和料浆澄清液，向中和料浆澄清液中继续通入氨气进行第二次中和反应，控制pH为5.2?5.8，再用脱硫磷酸对二次中和料浆进行反调，将料浆PH反调至4.4?4.6，在进行一次压滤，所得滤液经浓缩后进行二次压滤，将二次压滤所得滤液进行冷却结晶、分离、干燥制得工业级磷酸一铵产品。该法存在的主要问题是工艺流程复杂，整个工艺过程需进行二次中和反应，两次沉降、两次压滤，工艺流程较长，生产能力较低，劳动强度较大。
[0005]中国专利201010552501.2公开了 “湿法磷酸生产工业、农业级磷酸一铵及磷酸铵镁的方法”。该法是向湿法磷酸中加入钠盐进行脱氟，经过滤后，向脱氟磷酸中通入氨气进行第一次中和反应，控制pH为4.5?5.0，经过滤得磷酸一铵滤液，向所得滤液中继续通入氨气进行第二次中和反应，控制pH为5.8?6.0，再经第二次过滤，所得滤液再用脱氟磷酸进行反调，控制pH为4.5?5.0，所得磷酸一铵滤液经浓缩、冷却结晶、分离、干燥制得工业级磷酸一铵产品。该法存在的主要问题是工艺流程较长，整个工艺过程需进行三次中和反应，三次过滤分离，生产能力较低，劳动强度较大。
[0006]中国专利201110256462.8公开了 “湿法磷酸直接生产工业级磷酸一铵的方法”。该法是向湿法磷酸中通入氨气进行中和反应，控制料浆pH为8?9，经过滤，将所得滤液用工业磷酸反调至溶液pH为7，再滴加硫化铵和硝酸铅进行反应，再经第二次过滤，将二次滤液用工业磷酸反调至溶液pH为4?5，进行浓缩、冷却结晶、干燥制得工业级磷酸一铵产品。该法存在的主要问题是工艺流程复杂，氨化中和度高，需用大量工业级磷酸进行反调，生产成本较高，且氨损失较大，操作环境较差，整个工艺过程需进行三次过滤，生产能力较低，劳动强度较大。
[0007]中国专利201010191938.8公开了 “用湿法磷酸生产工业级磷酸一铵的方法”。该法是向结晶母液中加入湿法磷酸，通氨中和至pH为4.4?4.6，同时经酸洗工序回收氨气，中和料浆经过滤，所得磷酸一铵滤液经浓缩、冷却结晶、分离、干燥制得工业级磷酸一铵产品。该法存在的主要问题是除杂深度较低，所得磷酸一铵滤液杂质含量高，磷酸一铵产品品质较差。
[0008]中国专利201210575796.4公开了 “用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”。该法是向湿法磷酸中加入磷酸氢钙进行脱硫反应，然后一次过滤，滤液与氨气进行中和反应，得到磷铵料浆，再以硫化铵与磷铵料浆反应，进行二次过滤，滤液经浓缩、结晶、分离、干燥得到工业级磷酸一铵产品。该法存在的主要问题是采用磷酸氢钙脱硫，生产成本较高，整个工艺流程较长，需进行两次过滤，生产能力较低。
[0009]中国专利201010114114.0公开了 “一种工业级磷酸一铵的生产工艺”。该法是向磷酸一铵结晶母液中加入湿法稀磷酸，然后按硫酸根化学计量的45%?85%添加磷矿粉或碳酸钙进行脱硫，经过滤，向所得滤液中通入氨气进行中和反应，向中和料浆中添加沉降剂后进行过滤，滤液经浓缩、冷却结晶、分离、干燥制得工业级磷酸一铵产品。该法存在的主要问题是中和料浆采用添加沉降剂，增加生产成本，同时沉降剂会污染产品，生产能力较低，难以实现连续化生产。
[0010]中国专利92108090.5公开了 “一种工业级磷酸铵的生产方法”。该法是用氨中和湿法磷酸至中和度为1.06?1.13，所得磷铵料浆在沉降槽中沉降，控制清液面上升速度10mm/min以下，由沉降分离得到的浆体制备肥料级磷酸一铵，由沉降分离得到的清液浓缩至含水为40%?45%，经冷却结晶，离心分离、洗涤、干燥制得工业级磷酸一铵产品。该法存在的主要问题是湿法磷酸氨化料浆采用沉降进行分离，但通过调节进料与排浆流量控制清液液面上升速度不大于10mm/min，所得清液质量不易保证，进而影响磷酸一铵产品质量，生产控制难度较大。
[0011]中国专利201210329385.7公开了“用湿法磷酸生产磷酸一铵联产N-P 二元复合肥的方法”。该法是将湿法稀磷酸浓缩至46%?48% P2O5，经沉降后，用工艺水将澄清浓缩酸稀释至20?25% P2O5，通氨中和至中和度为1.01?1.04，经自然澄清，向上层清液中加入稀酸中和调整pH为4.4?4.6，再进入二次澄清槽进行澄清，二次澄清液经两级浓缩、冷却结晶，分离、干燥制得工业级磷酸一铵产品。该法存在的主要问题是湿法稀磷酸先浓缩再加水稀释，后又浓缩磷铵料液，整个工艺过程能量损失很大，能量消耗高；另外，该工艺需经两次中和反应，两次自然澄清，两次自然澄清底部渣液又经两次压滤，整个工艺流程复杂，且二次澄清液直接进行浓缩，其澄清液质量不易保证，进而容易影响磷酸一铵产品质量，生产操作难度较大。
[0012]中国专利201310396218.9公开了 “湿法磷酸生产全水溶磷酸一铵的方法”，该法是将湿法磷酸与氨气中和反应，将中和料浆进行液固分离，除去固相渣，收集滤液并浓缩，将浓缩后的磷酸一铵料浆干燥制得全水溶性磷酸一铵，其中涉及将中和料浆经自然沉降，上层清液送入浓缩系统，底部稠浆经压滤后，滤液与上层清液一起送往浓缩系统。该法存在的主要问题是中和料浆仅采用自然沉降分离，所得上层清液质量较难保证，在生产实际中操作难度较大，不易控制，一旦出现中和料浆沉降效果不好，很容易影响磷酸一铵产品质量，造成产品质量不合格。
【发明内容】
[0013]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用湿法磷酸连续生产水溶性磷酸一铵的方法，相对于现有技术具体更加简便的生产工艺，并且能够显著提升水溶性磷酸一铵的品质。
[0014]本发明目的通过以下技术方案予以实现。
[0015]除非另有说明，本发明所采用的百分数均为质量百分数。
[0016]一种用湿法磷酸连续生产水溶性磷酸一铵的方法，包括以下步骤:
[0017](I)向湿法稀磷酸中加入磷矿浆，经自然沉降后，上部清液为澄清脱硫稀磷酸，下部渣浆送往湿法磷酸萃取系统；
[0018](2)所得澄清脱硫稀磷酸与氨气进行中和反应，料浆中和度为0.95?1.05 ;
[0019](3)步骤(2)所得中和料浆在沉降槽中进行自然沉降，上层为含固量较低的磷铵清液，底部为含固量较高的磷铵渣浆；
[0020](4)将步骤(3)中所得上层磷铵清液送入过滤机进行过滤，所得清液再经浓缩、干燥制得水溶性磷酸一铵。
[0021]步骤⑵中澄清脱硫稀磷酸的浓度为18?26% P205。
[0022]步骤⑵中澄清脱硫稀磷酸的浓度优选为20?24% P205。
[0023]步骤(2)中料浆中和度优选为0.98?1.03。
[0024]步骤(4)中所述的过滤后的磷铵清液经浓缩、结晶、分离、干燥制得结晶型水溶性磷酸一铵产品。
[0025]步骤(3)中的磷铵渣浆经过滤后所得滤饼用于生产农用型复合肥，过滤所得清液与步骤(4)所得过滤后清液一起用于生产水溶性磷酸一铵产品。
[0026]步骤(4)中过滤所得滤饼与步骤(3)中磷铵渣浆经过滤后所得滤饼一起用于生产农用型复合肥。
[0027]本发明与现有技术相比，其优点在于:
[0028](I)该法通过向二水湿法稀磷酸中加入磷矿浆，经自然沉降后得到澄清脱硫稀磷酸，可根据产品质量要求调节磷矿浆的加入量，生产操作简单，有利于原料酸质量的稳定，有利于保证产品质量。
[0029](2)该法料浆中和度为0.95?1.05，是磷酸一铵控制的中和度，避免了传统法通过提高料浆中和度，以及多次中和反应的方法等才能达到相应的除杂深度，生产控制简单，仅为一次中和反应，便于操作，同时也提高了生产效率。
[0030](3)该法中和料浆采用一级自然沉降，二级过滤工艺，大幅度提高了磷铵料浆的分离效率，同时又保证了所得磷铵清液的品质，解决了传统过滤工艺、传统自然沉降工艺存在的分离效率低、磷铵清液品质较难保证等问题。
[0031](4)该法所得水溶性磷酸一铵产品品质好，水不溶物含量低，另外，该法工艺流程短，生产控制较为简单，易于实现连续化生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1为本发明的工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但附图和实施例并不是对本发明技术方案的限定。
[0034]实施例1:
[0035]取1500.0g湿法稀磷酸，按硫酸根化学计量的20%，加入磷矿浆进行反应，经自然澄清后，向调节为26% P2O5澄清脱硫稀磷酸中通入氨气进行中和反应，中和至料浆中和度为0.95，中和料浆经自然沉降后，所得上层清液经过滤，滤液经浓缩、干燥制得水溶性磷酸一铵产品。所得水溶性磷酸一铵分析指标为: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]实施例2:
[0037]取1500.0g湿法稀磷酸，按硫酸根化学计量的50%，加入磷矿浆进行反应，经自然澄清后，向调节为26% P2O5澄清脱硫稀磷酸中通入氨气进行中和反应，中和至料浆中和度为1.00，中和料浆经自然沉降后，所得上层清液经过滤，滤液经浓缩、干燥制得水溶性磷酸一铵产品。所得磷酸一铵分析指标为: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]实施例3:
[0039]取1500.0g湿法稀磷酸，按硫酸根化学计量的100%，加入磷矿浆进行反应，经自然澄清后，向调节为24% P2O5澄清脱硫稀磷酸中通入氨气进行中和反应，中和至料浆中和度为1.02，中和料浆经自然沉降后，所得上层清液经过滤，滤液经浓缩、干燥制得水溶性磷酸一铵产品。所得水溶性磷酸一铵分析指标为: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]实施例4:
[0041]取1500.0g湿法稀磷酸，按硫酸根化学计量的125%，加入磷矿浆进行反应，经自然澄清后，向调节为22% P2O5澄清脱硫稀磷酸中通入氨气进行中和反应，中和至料浆中和度为1.05，中和料浆经自然沉降后，所得上层清液经过滤，滤液经浓缩、干燥制得水溶性磷酸一铵产品。所得水溶性磷酸一铵分析指标为: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]实施例5:
[0043]取1500.0g湿法稀磷酸，按硫酸根化学计量的150%，加入磷矿浆进行反应，经自然澄清后，向调节为20% P2O5澄清脱硫稀磷酸中通入氨气进行中和反应，中和至料浆中和度为1.02，中和料浆经自然沉降后，所得上层清液经过滤，滤液经浓缩、干燥制得磷酸一铵产品。所得磷酸一铵分析指标为: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]实施例6:
[0045]取1500.0g湿法稀磷酸，按硫酸根化学计量的100%，加入磷矿浆进行反应，经自然澄清后，向调节为22% P2O5澄清脱硫稀磷酸中通入氨气进行中和反应，中和至料浆中和度为1.02，中和料浆经自然沉降后，所得上层清液经过滤，滤液经浓缩、冷却结晶、分离、干燥制得结晶型水溶性磷酸一铵产品。所得水溶性磷酸一铵分析指标为: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]实施例7:
[0047]取1500.0g湿法稀磷酸，按硫酸根化学计量的100%，加入磷矿浆进行反应，经自然澄清后，向调节为20% P2O5澄清脱硫稀磷酸中通入氨气进行中和反应，中和至料浆中和度为1.02，中和料浆经自然沉降后，所得上层清液和底部磷酸渣浆分别经过滤，所得滤液经浓缩、干燥制得磷酸一铵产品。所得磷酸一铵分析指标为: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。
【权利要求】
1.一种用湿法磷酸连续生产水溶性磷酸一铵的方法，包括以下步骤: (1)向湿法稀磷酸中加入磷矿浆，经自然沉降后，上部清液为澄清脱硫稀磷酸，下部渣浆送往湿法磷酸萃取系统； (2)所得澄清脱硫稀磷酸与氨气进行中和反应，料浆中和度为0.95?1.05 ; (3)步骤(2)所得中和料浆在沉降槽中进行自然沉降，上层为含固量较低的磷铵清液，底部为含固量较高的磷铵渣浆； (4)将步骤(3)中所得上层磷铵清液送入过滤机进行过滤，所得清液再经浓缩、干燥制得水溶性磷酸一铵。
2.根据权利要求1所述的用湿法磷酸连续生产水溶性磷酸一铵的方法，其特征在于:步骤(2)中澄清脱硫稀磷酸的浓度为18?26% P205。
3.根据权利要求2所述的用湿法磷酸连续生产水溶性磷酸一铵的方法，其特征在于:步骤⑵中澄清脱硫稀磷酸的浓度优选为20?24% P205。
4.根据权利要求1所述的用湿法磷酸连续生产水溶性磷酸一铵的方法，其特征在于:步骤(2)中料浆中和度优选为0.98?1.03。
5.根据权利要求1所述的用湿法磷酸连续生产水溶性磷酸一铵的方法，其特征在于:步骤(4)中所述的过滤后的磷铵清液经浓缩、结晶、分离、干燥制得结晶型水溶性磷酸一铵女口广叩ο
6.根据权利要求1所述的用湿法磷酸连续生产水溶性磷酸一铵的方法，其特征在于:步骤(3)中的磷铵渣浆经过滤后所得滤饼用于生产农用型复合肥，过滤所得清液与步骤(4)所得过滤后清液一起用于生产水溶性磷酸一铵产品。
7.根据权利要求1所述的用湿法磷酸连续生产水溶性磷酸一铵的方法，其特征在于:步骤(4)中过滤所得滤饼与步骤(3)中磷铵渣浆经过滤后所得滤饼一起用于生产农用型复人日Fa口 ο
【文档编号】C01B25/28GK104229764SQ201410440891
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月1日 优先权日:2014年9月1日
【发明者】师永林, 韩喜超, 彭明辉, 李勇, 薛河南, 解忠勇, 潘继斐, 曹光玲, 蔡昆林 申请人:云南云天化国际化工有限公司