本发明属于生产磷酸和磷酸盐的领域。本发明可整合于磷酸盐生产工业中，因为本发明提供了具有商业价值的工艺。尤其，本发明关于磷酸及其衍生盐(特别是衍生自诸如废物流的次生磷酸盐)的生产和用途。本发明涉及一种用于生产磷酸的工艺以及通过所述工艺获得的磷酸。本发明还涉及磷酸铵盐的生产以及所述盐作为例如肥料、阻燃剂、饲料添加剂或酵母养分的用途。
背景技术：
1、磷是生命的必要元素，用于肥料、阻燃剂和许多其他化学产品。磷几乎完全来源于矿山，大多数磷产品在使用后最终被填埋、附着在土壤中、水道或其他废水中，并无法重复使用。这并不是一种可持续的方法。
2、通常，磷酸，即磷肥的基本原料，是通过在磷酸盐岩上进行酸侵蚀(硫酸，或例外情况下使用盐酸)来获得(ullmann's technical encyclopedia)。这种技术已知超过一个世纪，并且是磷酸以及大多数含磷酸盐衍生化合物、主要是肥料也可以是工业、饲料和食品级磷酸盐的依据。
3、已知的是，如果磷酸盐以(稀)磷酸的形式存在，可使用有机溶剂进行提取(in201647036270)。更多已知的是使用可与水混溶的溶剂从岩石中生产磷酸来提取磷酸盐以及生产纯化的磷酸(gb-a-1 345 710和us 05/881 087等)。
4、已经证实用于磷酸盐提取的双相系统，在有机馏分中产生磷酸盐。如果能从有机馏分中提取磷酸，则可得到通常为纯化形式的高浓度的酸。在特定的情况下，从有机馏分中沉淀磷酸盐以产生难溶的磷酸盐。
5、为了为循环经济做好准备并持续稳定地供应磷酸盐及其衍生物，尽管主要来源(即，磷酸盐矿)变得越来越贫瘠，也需要考虑废物回收，尤其是含有磷酸盐成分的废物回收。存在磷含量相对高的某些废物材料。其例子包括鸟粪石、蓝铁矿、骨粉灰、污水污泥灰及其他。为了使这些来源成为有用且经济上可行的磷酸盐产品来源，需要一种简单、高效和成本效益高的方法来从废物中选择性地获得有价值的磷酸盐。
6、在这些二次磷酸盐上使用传统的湿法工艺存在许多挑战。从磷酸盐岩(实质上是磷酸钙(磷灰石))开始的传统工艺依赖于硫酸钙在水和磷酸中的几乎不溶性质。
7、例如，fr-1.480.663公开了一种生产磷酸的工艺，其包括对传统的磷酸盐岩进行酸化。该工艺是在工业上大规模实施的常用水基生产磷酸的延伸。该工艺需要对磷酸盐岩进行预加热，如fr-1.480.663中的一个例子所支持的，如果不包括加热，则该过程的低有效性是不可接受的。就投资和运营成本而言，加热大量磷酸盐源是昂贵的。因此，特别不希望大规模地加热磷酸盐源。例如，在粉状磷酸盐的情况下，这种材料往往在相当大的程度上被携带到废气流中，导致效率损失。因此，需要安装昂贵的设备，如旋风分离器和袋式过滤器，以防止磷酸盐分散到环境中并在过程中损失。
8、在磷酸盐岩主要含有磷酸钙的情况下，诸如鸟粪石、蓝铁矿和污水污泥灰的二次磷酸盐含有其他成分，如铁、铝、镁和/或铵的磷酸盐。铁、铝、镁和铵的硫酸盐可显著溶于水和磷酸，因此阻碍了这些成分通过沉淀从形成的磷酸中进行任何重要的分离。从磷酸中去除它们并非容易解决的，并且与巨大的资本和运营成本有关。
9、许多工艺已被提出将磷酸盐回收利用为有用的产品。
10、例如，ep-a-3 266 742公开了一种通过电渗析从诸如鸟粪石或污水污泥灰的二次材料中生产磷酸的方法。然而。该方法需要高昂和复杂的设备，使用大量的电能，并且生产的稀磷酸需要进行浓缩以达到商品强度。
11、wo-a-2019/125 293公开了一种在盐酸中溶解鸟粪石、然后通过不互溶的有机萃取剂来进行提取的方法。如本领域技术人员所知，这种工艺包含了使用混合沉降器、脉冲塔、搅拌塔、非搅拌塔、内联搅拌器、离心接触器等。这使得建造和运作这种工艺都十分昂贵。而且，众所周知的是这些工艺对例如由不同的输入参数引起的中断十分敏感。
技术实现思路
1、本发明的目的在于解决现有技术中面临的一个或多个缺陷。本发明的又一个目的在于提供双相提取系统的替代方案并避免额外的复杂性。其他目的包括减少磷酸盐的提取时间，并省略对含磷材料进行研磨的需要。特别的目的在于提供一种高效、成本低的用于生产磷酸的工艺。
2、发明人发现，至少部分地通过对含磷材料进行直接酸化并使用反应的固有放热性，可实现这些目的中的一个或多个。
3、因此，提供了一种用于生产磷酸的工艺，包括：
4、i)使含磷材料与酸进行反应，无需有机溶剂，由此形成含有磷酸的反应混合物，其中所述酸的pka为3.5以下；和
5、ii)通过向所述反应混合物添加有机溶剂来从所述反应混合物中提取磷酸，由此形成磷酸溶液，
6、其中基于所述反应混合物的总重量，向所述反应混合物添加20wt.％以下的游离水。
7、与已知的生产磷酸的方法和工艺相比，本发明采取了新颖创新的方式，将含磷材料(尤其是二次磷酸盐源)进行快速、高产率、简单的转化，以生产高纯度、高浓缩的磷酸产品和副产品。本发明的创新提取工艺涉及磷酸盐的单相提取，以提供一种简单且具有经济价值的提取工艺，该工艺非常适合生产例如肥料所需的磷酸。通过本发明，以简单的方式对产品和副产品进行分离。由传统湿法工艺带来的分离问题例如通过使用有机溶剂来解决，磷酸在有机溶剂中是可溶的，但诸如本文提及的成分的其他副产品(例如钙、铁、铝和镁的硫酸盐)在有机溶剂中是仅仅微溶的或者是不溶的。
8、本发明的第一方面，提供了一种用于生产磷酸的工艺，包括：
9、i)使含磷材料与酸进行反应，无需有机溶剂，由此形成含有磷酸的反应混合物，其中所述酸的pka为3.5以下；和
10、ii)通过向所述反应混合物添加有机溶剂来从所述反应混合物中提取磷酸，由此形成磷酸溶液，
11、其中基于所述反应混合物的总重量，向所述反应混合物添加20wt.％以下的游离水，并且所述含磷材料包括含有磷酸盐的二次原料。
12、本发明的又一个方面，提供了通过与本发明第一方面的工艺一致的工艺而获得的磷酸。所述工艺还包括从磷酸溶液中除去溶剂以获得磷酸。所述磷酸按磷酸的总重量计具有至少50wt.％p2o5的强度，优选75wt.％以上。
13、本发明的又一个方面，提供了通过与本发明第一方面的工艺一致的工艺获得的磷酸铵盐作为肥料、阻燃剂、饲料添加剂或酵母养分的用途。所述工艺还包括向磷酸溶液添加反应物，所述反应物与磷酸进行反应以形成磷酸铵盐(即，氨化)。
14、在通常的用途中，本发明基于以有效和直接的方法从含磷材料，尤其是二次磷酸盐源中提取磷酸盐的明智见解。通过对含磷材料进行酸化而无需有机溶剂，在低重量百分比的游离水的存在下，可获得高浓度的磷酸(如本文所描述)，从而使其成为令人惊讶的具有商业价值的工艺。本发明提供简单且有效的方式来从含磷(废)材料中选择性地提取有价值的磷酸盐，所述含磷(废)材料包括含有铁和/或铝的二次磷酸盐源，例如，从诸如污水污泥焚化灰的废物流中发现，以生产p2o5浓度例如高达90wt.％的磷酸，这种磷酸能够直接上市或转化为具有商业价值的磷酸盐。
15、当以单数形式提及名词(如磷酸铵盐、酸、溶剂等)时，应包括复数形式，或者从上下文来看，应仅指单数形式。
16、本文中使用的术语“结晶结构(crystalline frameworks)”是指例如盐的结晶结构。结晶结构可以至少部分地来源于含磷材料。水可以在结晶结构中找到。这种水可以通过例如加热或溶解结晶结构而从结晶结构中出去。因此，有了“源自结晶结构的水”这句话。化合物的含水量可以通过热重分析、核磁共振光谱、甚至x射线衍射晶体学来测定。
17、本文中使用的术语“游离水(free water)”是指来源于水不与固体物质(例如本文中描述的结晶结构或含磷材料)结合的状态的水。特别地，该术语指的是这样添加的水和/或作为溶液的一部分添加的水。与传统的湿法工艺不同，优选向工艺(例如反应混合物)中加入非常少的水(即，20wt.％以下)或不加入水，使得生产的磷酸具有高浓度和高纯度，如本文所述。特别地，可以通过含磷材料和/或酸将非常少的游离水(例如20wt.％以下的游离水)引入所述工艺中，或者没有游离水引入所述工艺中。
18、本文中使用的术语“磷酸”是指磷氧代酸。特别地，该术语用于指磷酸，其中每个磷原子与四个氧原子键合，其中一个氧原子通过双键键合，并排列在角落处以形成四面体形状的分子。磷可以具有+5的氧化态。此外，磷酸可以包含一个或多个po4四面体，从而形成直链或支链、环或更复杂的结构。这种磷酸的示例是正磷酸、焦磷酸、例如三磷酸的低聚磷酸、超磷酸和多磷酸。
19、本文使用的表达“无需有机溶剂”是指不存在有机溶剂或微量存在有机溶剂。特别地，有机溶剂的量可以是按反应混合物的总重量计约5wt.％以下，例如4wt.％以下、3wt.％以下、2wt.％以下、或约1wt.％以下。优选地，反应混合物中有机溶剂的量为按反应混合物总重量计0.5wt.％以下，例如0.25wt.％以下，或0.1wt.％以下。更优选地，反应混合物(基本上)不含有机溶剂。
20、本发明适用于从例如包含磷酸盐的二次原料和磷酸盐岩中提取磷酸盐。本发明可以向当地市场提供本文中定义的高纯度和浓缩的磷酸和磷酸盐衍生物的供应，而不依赖于可能很远并且其供应难以保证的矿山。本发明可用于处理大量来源的例如回收磷，诸如鸟粪石和/或污水污泥灰，用于提取磷酸盐。
21、本发明提供了一种用于生产磷酸的单相提取工艺。该工艺包括使含磷材料与酸反应。特别地，通过向材料中加入酸而直接对含磷材料进行酸化。在酸化或酸侵蚀过程中，含磷材料的结构可能至少部分被(化学和/或物理)破坏。通过直接酸化含磷材料，可以达到高反应温度，从而在短时间内进一步推动反应向前发展。这与反应混合物的低游离水含量(例如，20wt.％以下)相结合，将显著地推动反应向前发展。可以用酸和含磷材料的组分之间的一系列反应来表现对含磷材料的这种破坏。例如，当酸包括硫酸时，磷酸盐(例如磷酸钙)将至少部分转化为硫酸钙和磷酸。
22、令人惊喜的是，发明人发现通过对含磷材料、尤其是二次磷酸盐(含有磷酸盐的二次原料)进行酸化，所述二次磷酸盐包括例如铁和/或铝，诸如其含水量如本文所限定(特别是不存在水)的污水污泥灰，可发生自发加热，其足以允许将材料高产率地转化为磷酸。然后，使用如本文所限定的溶剂可选择性地提取磷酸。因此，本发明避免了诸如本文提到的现有技术中描述的传统工艺的复杂性和高成本。
23、含磷材料可包括含磷酸盐的二次原料和/或磷酸盐岩。特别地，含磷材料包括含磷酸盐的二次原料。含磷材料可以是含磷酸盐的二次原料。含磷酸盐的二次原料可以是任何合适的含磷酸盐的劣质、使用过、拒收和/或损耗的材料，例如源自农产品工业的废物、污泥等，以作进一步的用途。例如，可从磷酸盐回收运作中提供二次含磷材料。特别地，所述含磷材料包括选自由磷灰石、磷酸钙、鸟粪石、蓝铁矿、污水污泥灰、肉和骨粉灰和粪肥灰组成的组中的一种或多种。优选地，所述材料包括选自由鸟粪石、蓝铁矿、污水污泥灰、肉和骨粉灰、磷酸钙和粪肥灰组成的组中的一种或多种。更优选地，所述材料包括鸟粪石和/或污水污泥灰。
24、所述酸的特征在于具有至多3.5的pka。当在本文中参考pka值时，在多元酸的情况下，pka的值可以是其任何pka数值，优选第一电离常数(pka1)。pka值越低，酸就越强。特别地，酸的pka为3.0以下，例如2.5以下、2.2以下、2.0以下、1.5以下、1.0以下、0.5以下，或甚至约0.0以下。优选地，酸的pka为-0.5以下，例如-1.0以下、-1.5以下、-2.0以下、或-3.0以下。
25、特别地，所述酸包括一种或多种无机酸。示例性的无机酸包括硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、高氯酸等。可选择任何浓度的硫酸，尤其是至少约60％，优选至少约80％，例如约96％或98％。硝酸的浓度可以是约68％以上。可选择任何浓度的盐酸，尤其是至少约30％，例如约34％以上。可选择任何浓度的磷酸，例如在约75-85％的范围内。可选择任何浓度的高氯酸，尤其是约60％以上，例如约70％以上。优选地，所述酸包括选自由硫酸、磷酸、硝酸和盐酸组成的组中的一种或多种。更优选地，所述酸包括硫酸，例如浓度约96-98％的硫酸。
26、利用含磷材料和酸之间的反应，形成包含磷酸的反应混合物。该反应在没有有机溶剂的情况下进行，如本文中所述。例如，反应混合物可以包含按反应混合物的总重量计2wt.％以下的有机溶剂。优选地，该反应在不存在任何有机溶剂的情况下进行。
27、含磷材料和酸之间的反应通常是自发的放热反应。因此，反应发生的温度取决于反应的投入混合物。该反应通常不需要主动加热。反应进行的温度尤其取决于起始温度、反应中产生的热量以及在反应外部施加的冷却/加热装置。温度应足以有效地将含磷材料转化为磷酸。为此，可以对反应混合物进行主动加热。反应发生的温度可能在约50℃和约250℃之间，例如约90-210℃。在低于50℃的温度下，反应发生缓慢，可能无法完成。反应后，通常允许反应混合物的温度下降，从而达到例如最高约100℃的温度。
28、所述工艺还可包括在提取之前冷却反应混合物的步骤。优选地，冷却步骤包括外部冷却。利用冷却步骤，溶解的盐可以结晶，使得沉淀物的过滤变得更容易和/或使有机溶剂与反应混合物的混合成为可能，而不会损失用于通过蒸发提取的大部分溶剂。
29、所述工艺还包括通过向反应混合物添加有机溶剂来从反应混合物中提取磷酸的步骤。特别地，有机溶剂是可与磷酸混溶的。优选地，有机溶剂是可与水混溶的。也就是说，有机溶剂和水在混合时可以形成均相混合物。
30、有机溶剂通常但不是必须在低于有机溶剂的大气压下沸点的温度下加入到反应混合物中。有机溶剂可以是含氧的有机溶剂，例如，具有1至18个碳原子。有机溶剂可以包括一种或多种醇类、醚类、腈类和/或酮类。醇类和酮类作为溶剂特别有用。特别地，有机溶剂包括选自由c1-c18烷基和亚烷基的一元和多元醇类、酮类和醚类组成的组中的一种或多种。有机溶剂可以包括选自由丙酮、丁酮、甲基异丁基酮、甲醇、乙醇、异丙醇、四氢呋喃、二氧六环、二异丙基醚、乙腈、甲基叔丁基醚和甲基醚酮组成的组中的一种或多种。有机溶剂在大气压下的沸点可以至少为35℃，优选不高于100℃。因此，溶剂可以包括选自由丙酮、丁酮、甲醇、乙醇、异丙醇、四氢呋喃、二异丙基醚、乙腈、甲基叔丁基醚和甲基醚酮组成的组中的一种或多种。特别是，溶剂的沸点为50-90℃。因此，有机溶剂优选包括丙酮、甲醇、乙醇、异丙醇和/或二异丙基醚。优选地，溶剂的沸点为55-85℃。更优选地，有机溶剂包括丙酮、异丙醇、甲醇和/或乙醇。使用不与水形成共沸物的溶剂已经获得了特别好的提取结果。在该工艺中重新使用溶剂可以通过例如溶剂蒸馏来进行。如果通过例如其中一种反应物的固有含水量将水添加到工艺中，则与水形成共沸物的溶剂将在随后的循环中以不受控制的方式将水添加至工艺中，这是不希望的。因此，本文中所述的有机溶剂优选不与水形成共沸物。因此，甚至更优选地，有机溶剂包括丙酮。
31、特别地，根据所述工艺，按反应混合物总重量计将20wt.％以下的游离水添加到反应混合物中。添加到反应混合物中的游离水的量可以是15wt.％以下，例如14wt.％以下、1wt.％以下、12wt.％以下、11wt.％以下、或10wt.％以下。优选地，添加到反应混合物中的游离水的量为5wt.％以下，例如4wt.％以下或3wt.％以下。更优选地，添加到反应混合物中的游离水的量为2wt.％以下，例如1wt.％以下。甚至更优选的是，基本上不向反应混合物中添加游离水(即，反应混合物的约0wt.％)。在不受理论约束的情况下，认为向反应混合物中添加少量游离水有助于获得如本文中所述的高产率和高纯度的可溶性磷酸和/或磷酸盐化合物。向反应混合物中添加20wt.％以下的游离水的原因之一在于希望获得如本文中所述的高浓度磷酸，其可以例如以最小的费用运输。此外，通过向反应混合物中添加如此低量的游离水，萃取步骤尤其产生可重复使用的溶剂，用于具有期望的较低含水量的后续循环。
32、除了游离水之外，水可以存在于反应混合物中，因为它最初存在于例如结晶结构中。例如，根据含磷材料的组成，来自结晶结构的水量可以变化。因此，反应混合物可包含按反应混合物的总重量计接近0wt.％，例如，在污水污泥的情况下，或更多，例如至少30wt.％的源自结晶结构的水。特别地，反应混合物可以包含40wt.％以上来自结晶结构的水，例如45wt.％以上或50wt.％以上。
33、游离水还可存在于含磷材料中。含磷材料和/或所述酸可包含游离水。任一者中游离水的量可变化，取决于含磷材料和/或所述酸的组成。特别地，含磷材料和结合的所述酸可包含按含磷材料和酸的总结合重量计20wt.％以下的游离水。含磷材料和结合的酸可包含15wt.％以下的游离水，例如13wt.％以下或11wt.％以下。优选地，含磷材料和结合的酸的游离水量是10wt.％以下，例如9wt.％以下、8wt.％以下、7wt.％以下、或6wt.％以下。更优选地，含磷材料和结合的酸中的游离水量是5wt.％以下，例如4wt.％以下、3wt.％以下、或2wt.％以下。甚至更优选地，含磷材料和结合的酸的游离水量基于它们结合的总重量计为1wt.％以下。据信，含磷材料和结合的酸的这种量的游离水有助于含磷材料的直接酸化以及所述材料和酸之间的放热反应。因此，需要较少的热量或甚至不需要热量来驱动酸化反应。因此，通过在含磷材料和结合的酸中保持低的游离水量，所述材料和酸之间的反应可以变得自发的和/或放热的。
34、所述工艺还包括添加磷酸。磷酸可在提取步骤ii)之前，如向步骤i)，例如向步骤i)下的反应混合物中添加、在步骤i)和步骤ii)之间添加、和/或在提取步骤ii)期间添加，例如，在向反应混合物添加有机溶剂之前、添加有机溶剂的同时和/或添加有机溶剂之后。特别地，磷酸可向步骤i)添加，例如向含磷材料和/或反应混合物中添加；和/或在步骤i)和步骤ii)之间添加。磷酸可包括通过所述工艺形成的全部磷酸或部分磷酸。例如，所述磷酸可包括按磷酸的总重量计5wt.％以上的形成的磷酸，例如10wt.％以上、15wt.％以上、20wt.％以上、25wt.％以上、或30wt.％以上。所述磷酸可包括按磷酸的总重量计95wt.％以下的形成的磷酸，例如90wt.％以下、85wt.％以下、80wt.％以下、75wt.％以下、或70wt.％以下。特别地，所述磷酸包括10-90wt.％的形成的磷酸，例如20-80wt.％或30-70wt.％。通过向所述工艺添加磷酸，例如，在反应混合物中的固体和液体之间的比例(例如，如本文所描述的那样)可受到有利的影响，由此改善反应混合物的均匀性和/或磷酸的提取。
35、在该工艺中，以质子计算的酸与以p计算的含磷材料中的磷之间的摩尔比可以是1:1以上。特别地，酸和含磷材料之间的摩尔比在约1:1至约15:1之间。优选地，所述摩尔比为约3:1至约12:1。
36、所述工艺还可包括如本文所描述的从磷酸溶液中除去溶剂以获得磷酸的步骤。可通过蒸馏从溶液中除去溶剂，例如分馏或共沸蒸馏、分子筛等。
37、在从反应混合物中提取磷酸之后，所述磷酸仍还可包含少量的硫酸盐。提取之后可存在于磷酸溶液中的固体可以主要由具有在含磷材料中发现的少量其他杂质的硫酸钙组成。可使用任何常规的过滤设备来从固体中分离含有磷酸的溶液。可进一步进行连续的清洗步骤，以允许最优地从固体中分离溶解的磷酸。希望生产高纯度的磷酸。溶液中硫酸盐的量可以通过溶剂的部分蒸发来减少。利用该过程，硫酸盐沉淀，然后可以通过进一步过滤将其去除。然而，由于溶液中硫酸盐的量可能很小，因此并非所有目的都需要进一步的纯化步骤。由于提取过程的高选择性，含磷材料中存在的大多数其他组分，包括镁、铁、钙、铵、病原体和细菌，没有以可观的量被提取，而是在初级过滤步骤中与硫酸盐一起作为固体被过滤掉，或者在该过程中被破坏。
38、本发明允许生产高度浓缩的磷酸，特别是当酸化反应期间的水含量保持在本文中的量时。高度浓缩的磷酸包括例如超磷酸和多磷酸。生产这种磷酸的传统方法通常需要大量的热能来从普通磷酸中排出水，或者添加通过能量密集型白磷合成路线制备的五氧化二磷。为了从溶液中获得磷酸，优选蒸发溶剂并回收以供随后使用。在溶剂蒸馏或蒸发后，可产生不同浓度五氧化二磷(p2o5)的磷酸。可以获得具有至少35wt.％p2o5的磷酸，例如在约35wt.％p2o5和约100wt.％p2o5之间，如在约35wt.％p2o5至约90wt.％p2o5。磷酸的p2o5浓度可以为40wt.％以上，例如45wt.％以上、50wt.％以上、55wt.％以上、或60wt.％以上，和/或，例如100wt.％以下、95wt.％以下、90wt.％以下、85wt.％以下，如80wt.％以下、75wt.％以下、或70wt.％以下。例如，磷酸的p2o5浓度可以为40-90wt.％，如55-85wt.％、60-80wt.％或50-70wt.％。优选地，磷酸具有65wt.％以上的p2o5，如70wt.％以上、75wt.％以上、80wt.％以上、或85wt.％以上。更优选地，磷酸具有75wt.％以上的p2o5，如80wt.％以上，例如75-100wt.％或80-95wt.％。磷酸的浓度特别取决于所加入或存在于反应混合物中的水的量。磷酸可以通过例如加热酸以排出水而容易地进一步浓缩。
39、或者，磷酸可以从磷酸溶液中沉淀以形成盐。沉淀物可以通过现成的技术从溶液中分离出来。溶液的氨化(用氨和/或其衍生物进行处理)可形成纯的磷酸铵沉淀，其可通过过滤容易地去除。可以进一步对沉淀物进行干燥或清洗并干燥以回收溶剂并产生适合商业销售的固体。例如，这种水溶性化合物是一种非常有价值的肥料。如本文中所述的在有机溶剂中的磷酸铵的高度不溶性使得这种沉淀与传统使用的水系统中的沉淀明显不同，在传统使用的水系统中，磷酸铵是高度可溶的，并且需要通过蒸发大量水来结晶。尽管用传统的水基系统沉淀磷酸铵是能量低效的(能量密集型)，但本发明允许磷酸铵容易地以高纯度沉淀。此外，用传统的水基系统沉淀磷酸铵会导致含有大量磷酸盐的高度污染的母碱液，这些磷酸盐既不能用于生产纯磷酸铵，因其价值也不能被丢弃。
40、可以通过将钙化合物以钙离子源的形式添加到有机溶剂中以沉淀磷酸钙来提供动物饲料。提取溶剂的氢氧化钠中和可使磷酸钠沉淀，磷酸钠是具有相当商业价值的产品。用钾化合物(如氢氧化钾)中和可以产生磷酸钾沉淀，这在工业和食品应用中是有用的。因此，可以看出，磷酸可以通过例如蒸发和/或盐形式的沉淀而容易地从溶液中分离出来。
41、因此，所述工艺可以进一步包括将反应物，例如任何上述反应物，添加到磷酸溶液中的步骤，反应物与磷酸反应形成磷酸盐。所述反应物可以选自钙化合物、钠化合物、和/或钾化合物，优选本文中所述的任何此类化合物。例如，该工艺可以进一步包括使磷酸溶液氨化以形成磷酸铵盐的步骤。因此，还提供了可通过该工艺获得的磷酸铵盐，其中该工艺还包括使磷酸溶液氨化以形成磷酸铵盐的步骤。
42、磷酸铵可以包括杂质，例如可以在磷酸中发现的杂质，包括例如铝、镁、铁和钙的金属、氟、未反应的磷酸、溶剂、酸等。特别地，基于磷酸铵的总重量，磷酸铵包括20wt.％以下的杂质。优选地，磷酸铵包含10wt.％以下的杂质，例如5wt.％以下。更优选地，磷酸铵包含3wt.％以下的杂质，例如2wt.％以下，或者甚至1wt.％以下。
43、在本发明工艺的优选实施方案中，所述含磷材料包括鸟粪石和/或污水污泥灰，所述酸包括无机酸，优选如本文中所述的硫酸，并且所述有机溶剂包括选自由丙酮、异丙醇、甲醇、乙醇组成的组中的一种或多种，优选包括丙酮。此外，优选向反应混合物中加入10wt.％以下的游离水，例如5wt.％以下。
44、进一步提供了一种用于生产磷酸铵盐的工艺。该工艺可以包括与本发明工艺相同的步骤。所述工艺包括：
45、i)使例如包含含磷酸盐的二次原料的含磷材料(优选如文本所限定的)与酸(优选如文本所限定的)反应，并且无需有机溶剂，由此形成含有磷酸的反应混合物，其中所述酸的pka为3.5以下，和
46、ii)通过向反应混合物添加有机溶剂(优选如文本所限定的)来从反应混合物中提取磷酸，由此形成磷酸溶液，
47、iii)向磷酸溶液添加反应物(优选如文本所限定的，例如含有氨)，由此形成磷酸铵盐，
48、其中基于反应混合物的总重量，优选地向反应混合物添加20wt.％以下的游离水。
49、例如，取决于反应物或反应物的组合，可利用前述的工艺来生产磷酸一铵盐和/或磷酸二铵盐。所以，如本文描述的磷酸铵盐可以是或者包括磷酸一铵盐和/或磷酸二铵盐。
50、本发明还提供通过如本文所限定的工艺获得的磷酸。特别地，所述工艺与本发明第一方面的工艺一致，并且还包括从磷酸溶液中除去溶剂，由此获得磷酸。所述磷酸的强度为按磷酸总重量计至少35wt.％的p2o5，且可以高达约100wt.％的p2o5，例如高达约90wt.％的p2o5。特别地，所述磷酸包括40wt.％以上的p2o5，如45wt.％以上、50wt.％以上、55wt.％以上、60wt.％以上，和/或例如100wt.％以下，如95wt.％以下、90wt.％以下、85wt.％以下、80wt.％以下、75wt.％以下、或70wt.％以下。例如，通过所述工艺获得的磷酸的p2o5浓度为35-100wt.％，例如40-90wt.％、55-85wt.％、60-80wt.％、或50-70wt.％。优选地，磷酸的强度为65wt.％以上的p2o5，例如70wt.％以上、75wt.％以上、80wt.％以上、或85wt.％以上。更优选地，所述磷酸具有75wt.％以上的p2o5，如80wt.％以上，例如75-100wt.％或80-95wt.％。所述磷酸还可包括如本文所描述的小量杂质，诸如那些能够在磷酸中发现的杂质，包括例如铝、镁、铁和钙的金属、氟、溶剂、酸等。所述小量杂质按磷酸的总重量计可以是10wt.％以下。特别地，所述磷酸包含7wt.％以下的杂质，例如5wt.％以下或3wt.％以下。优选地，所述磷酸包含2wt.％以下的杂质，例如1wt.％以下。
51、本发明还提供通过如本文所限定的工艺而获得的磷酸铵盐作为肥料、阻燃剂、饲料添加剂或酵母养分(例如用于酿酒)的用途。所述工艺可与本发明第一方面的工艺一致，还包括向磷酸溶液添加反应物，反应物与磷酸反应以形成磷酸铵盐。所述工艺可与本文提供的用于生产磷酸铵盐的工艺一致。特别地，磷酸一铵盐和/或磷酸二铵盐可用作肥料，而磷酸二铵盐可用作生产阻燃剂(例如聚磷酸铵)的前体，或用作阻燃剂。