一种硝酸循环回收系统、硝酸循环制备磷酸或磷酸铵的方法与流程

本发明涉及磷矿加工，尤其是涉及一种硝酸循环回收系统、硝酸循环制备磷酸或磷酸铵的方法。

背景技术：

1、我国磷矿资源比较丰富，已探明资源总量位居世界第二位。我国磷矿具有分布相对集中、外运困难、贫矿多、富矿少、采选难度大的特点。截止2002年底，全国共有矿产地447处，其中大型72处，中型137处，分布在全国27个省市自治区。保有资源储量167.86亿吨，其中储量21.11亿吨，基础储量40.54亿吨，资源量127.32亿吨。探明的资源主要分布在云南、贵州、湖北、湖南、四川5省，而北方和东部地区可供利用的资源储量较少，大部分地区所需磷矿均依赖云、贵、鄂3省供应。

2、而且我国的磷矿石加工利用以初级产品为主，还有少量原矿出口，目前国内的磷矿石多用于生产磷肥和饲料级磷酸钙盐，用于生产精细磷化工产品的比例不高，产品附加值很低，资源优势未能很好地转化为经济优势。

3、目前，冷冻法硝酸磷肥工艺技术，在实现资源综合利用，将磷矿中的钙生产成[5ca(no3)2·nh4no3·10h2o]产品，无磷石膏排放，为我国化肥工业走出一条新路，解决了装置酸性废气与碱性废气处理的难题，改善了操作环境，实现了达标排放；

4、通过加热粗磷酸液的方式来回收硝酸，由于硝酸受热容易分解挥发，磷酸虽然不易分解挥发，但是在温度过高时其会发生聚合，进而形成聚磷酸；因此目前的粗磷酸液回收装置，存在着在回收硝酸过程中，硝酸回收后浓度较低，磷酸中硝酸回收不达标，影响磷酸使用的缺点。

5、因此有必要提出一种硝酸循环回收系统、硝酸循环制备磷酸或磷酸铵的方法。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本申请提供一种硝酸循环回收系统，经过三级串级浓缩脱除绝大部分的硝酸，蒸发出的硝酸，能够循环应用于磷矿的酸解，无废弃物的产生。

2、本申请解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种硝酸循环回收系统，包括一效循环处理单元、二效循环处理单元、三效循环处理单元；

4、所述一效循环处理单元包括一效脱硝蒸发室、和一效脱硝蒸发室连接的一效脱硝旋液器；

5、所述二效循环处理单元包括二效脱硝蒸发室、和二效脱硝蒸发室连接的二效脱硝旋液器；

6、所述三效循环处理单元包括三效脱硝蒸发室、和三效脱硝蒸发室连接的三效脱硝旋液器；

7、所述一效脱硝蒸发室连接到二效脱硝蒸发室；所述二效脱硝蒸发室连接到三效脱硝蒸发室。

8、进一步的，所述一效脱硝蒸发室的顶部连接到一效脱硝旋液器的进料口；所述一效脱硝旋液器的出料口连接到一效脱硝蒸发室；

9、更进一步的，所述一效脱硝旋液器连接到一效冷凝器；所述一效冷凝器采用多级串联的方式进行冷凝；

10、进一步的，所述一效脱硝蒸发室的进料口连接一效循环泵，所述一效脱硝预热器连接到母液管；

11、进一步的，所述二效脱硝蒸发室的顶部连接到二效脱硝旋液器的进料口；所述二效脱硝旋液器连接到二效冷凝器；所述二效冷凝器采用多级串联的方式进行冷凝；

12、更进一步的，所述二效脱硝蒸发室的中部连接到过滤器，所述过滤器连接到三效脱硝预热器，所述三效脱硝预热器连接到三效循环泵，所述三效循环泵连接到三效脱硝蒸发室；

13、进一步的，所述三效脱硝蒸发室的顶部连接到三效脱硝旋液器；所述三效脱硝旋液器连接到三效冷凝器；所述三效冷凝器采用多级串联的方式进行冷凝；

14、进一步的，所述系统还包括用于储存从一效冷凝器、二效冷凝器、三效冷凝器、三效脱硝旋液器的硝酸的储液槽；

15、更进一步的，所述储液槽连接到浓缩罐。

16、进一步的，所述三效脱硝蒸发室的底部连接到磷酸槽；

17、更进一步的，所述系统在真空泵的作用下进行运转，保持一效循环处理单元、二效循环处理单元、三效循环处理单元处于负压下进行工作。

18、一种硝酸循环制备磷酸的方法，包括如下步骤：

19、s1.用硝酸对磷矿进行酸解，酸解后的酸解液经过过滤、低温结晶去除硝酸钙后加入硫酸再次除钙，得到低钙含量的深度脱钙液；

20、s2.将低钙含量的深度脱钙液在上述所述的硝酸循环回收系统中进行蒸发处理，蒸发处理后的脱硝液进行纯化，得到磷酸。

21、一种硝酸循环制备磷酸铵的方法，包括如下步骤：

22、t1.用硝酸对磷矿进行酸解，酸解后的酸解液经过过滤、低温结晶去除硝酸钙后加入硫酸再次除钙，得到低钙含量的深度脱钙液；

23、t2.将低钙含量的深度脱钙液在上述所述硝酸循环回收系统中进行蒸发处理，蒸发处理后的脱硝液通入氨气制备磷酸铵。

24、用硝酸对磷矿进行酸解，获得的酸解液中主要含有硝酸钙、磷酸、氟硅酸和一些杂质盐的硝酸化合物(硝酸镁、硝酸铁和硝酸铝等)和酸不溶物。其中大部分是硝酸钙、磷酸和水。在25℃时，存在ca(no3)2、ca(no3)2·2h2o、ca(no3)2·3h2o和ca(no3)2·4h2o以及ca(h2po4)2·h2o各盐的结晶区，ca(no3)2·4h2o的结晶区在0℃时最大，并随着温度的升高而逐渐缩小，在50℃时全部消失。至于ca(no3)2·2h2o和ca(no3)2·3h2o，由于其相区很小，不易稳定，一般不采用ca(no3)2·2h2o和ca(no3)2·3h2o的结晶。为了在结晶分离过程中带走更多的水分，减少后面蒸发工序的负荷，同时考虑到结晶控制范围的大小，因此我们将硝酸钙的结晶采取以ca(no3)2·4h2o的形式结晶，同时ca(no3)2·4h2o结晶的晶粒粗大，利于过滤除去。为了在冷冻结晶过程中只有ca(no3)2·4h2o结晶析出，采用过量的硝酸来分解磷矿，使酸解液进入ca(no3)2·4h2o结晶区，而不是进入ca(no3)2·h2o的结晶区)

25、优选的，所述低钙含量的酸解液中钙含量低于1000ppm；所述蒸发处理温度70-90℃，真空度6-70kpa。

26、本申请的有益效果是：

27、1.本申请采用的是三级负压下加热脱去母液中的硝酸；脱出的硝酸蒸汽和水蒸汽在两次冷凝塔作用下脱出硝酸和部分水，形成稀硝酸，进行回收；在二效硝酸后，母液中有酸渣沉淀的出现，使母液的粘度增加，压滤出这些酸渣，对后续的管道磨损有保护作用和后续工序的有效进行。

28、2.本申请采用了梯度浓缩脱硝和间隔脱除渣酸的工艺，能大幅度提升脱硝效果，节约蒸汽消耗，明显延长装置连续运行时间。

29、3.以上制备方法，制备磷酸过程中蒸发出硝酸，该硝酸能够循环应用于磷矿的酸解，无废弃物的产生。

技术特征：

1.一种硝酸循环回收系统，其特征在于，包括一效循环处理单元、二效循环处理单元、三效循环处理单元；

2.根据权利要求1所述的一种硝酸循环回收系统，其特征在于，所述一效脱硝蒸发室的顶部连接到一效脱硝旋液器的进料口；所述一效脱硝旋液器的出料口连接到一效脱硝蒸发室。

3.根据权利要求2所述的一种硝酸循环回收系统，其特征在于，所述一效脱硝旋液器连接到一效冷凝器。

4.根据权利要求1所述的一种硝酸循环回收系统，其特征在于，所述一效脱硝蒸发室的进料口连接一效循环泵，所述一效脱硝预热器连接到母液管。

5.根据权利要求1所述的一种硝酸循环回收系统，其特征在于，所述二效脱硝蒸发室的顶部连接到二效脱硝旋液器的进料口；所述二效脱硝旋液器连接到二效冷凝器。

6.根据权利要求1所述的一种硝酸循环回收系统，其特征在于，所述二效脱硝蒸发室的中部连接到过滤器，所述过滤器连接到三效脱硝预热器，所述三效脱硝预热器连接到三效循环泵，所述三效循环泵连接到三效脱硝蒸发室。

7.根据权利要求1所述的一种硝酸循环回收系统，其特征在于，所述三效脱硝蒸发室的顶部连接到三效脱硝旋液器；所述三效脱硝旋液器连接到三效冷凝器。

8.一种硝酸循环制备磷酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.一种硝酸循环制备磷酸铵的方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述低钙含量的深度脱钙液中钙含量低于1000ppm；所述蒸发处理温度70-90℃，真空度6-70kpa。

技术总结
本发明涉及磷矿加工技术领域，尤其是涉及一种硝酸循环回收系统、硝酸循环制备磷酸或磷酸铵的方法；本申请公开了一种硝酸循环回收系统，包括一效循环处理单元、二效循环处理单元、三效循环处理单元；所述一效循环处理单元包括一效脱硝蒸发室、和一效脱硝蒸发室连接的一效脱硝旋液器；所述二效循环处理单元包括二效脱硝蒸发室、和二效脱硝蒸发室连接的二效脱硝旋液器；所述三效循环处理单元包括三效脱硝蒸发室、和三效脱硝蒸发室连接的三效脱硝旋液器；所述一效脱硝蒸发室连接到二效脱硝蒸发室；所述二效脱硝蒸发室连接到三效脱硝蒸发室。本发明所述的循环系统，经过三级串级浓缩脱除绝大部分的硝酸，可作为后续净化工段的原料。

技术研发人员：冷为贵,方进,张志业,程静,赵国军,刘法安,华建青
受保护的技术使用者：贵州芭田生态工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16