CN101708832A - 一种脱氟磷铵的生产方法 - Google Patents

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张西兴
胡兆平
张朝森
李新柱
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Abstract

本发明为一种脱氟磷铵的生产方法，属化工生产技术领域。本发明先将湿法磷酸中的氟硅酸用加入可溶性钾(或钠)盐的方式使其生成氟硅酸钾(或钠)沉淀，将氟硅酸钾(或钠)沉淀分离后，氟硅酸钾(或钠)作为副产品，脱氟后的湿法磷酸再与气氨中和反应，中和后的料浆经浓缩、干燥、包装等工序制成为脱氟磷铵。本发明主要用于化肥生产领域。

Description

一种脱氟磷铵的生产方法
技术领域
本发明涉及一种脱氟磷铵的生产方法，属于化工生产技术领域。
背景技术
在湿法磷酸生产过程中，磷矿石中的氟少量以气相四氟化硅(SiF4)的形式逸出，大部分以氟硅酸(H2SiF6)的形式带入湿法磷酸中。当湿法磷酸用于生产固体磷铵时，这部分氟硅酸被氨中和为氟硅酸铵，随肥料的使用回到环境中，没有体现氟资源的价值。
我国除氟硅酸钠外的氟化工产品主要是以萤石为原料生产的。然而萤石矿蕴藏量有限，已面临枯竭，鉴于萤石资源的重要性，国家已经将萤石确定为战略资源并限制出口。磷矿中的氟是唯一可能接替萤石的氟资源，充分利用湿法磷酸生产过程中产生的氟资源不仅可以节约萤石资源，并且可以减少氟向环境中的排放，具有重要意义。
现有湿法磷酸的脱氟主要是应用在用湿法磷酸精制为食品级或电子级磷酸的生产过程中，脱氟仅仅是净化磷酸的目的，并未将湿法磷酸中的氟作为氟资源来加以利用。在磷铵生产过程中也没有将湿法磷酸先脱氟的文献报道。
本发明先将湿法磷酸中的氟硅酸用加入可溶性钾(或钠)盐的方式使其生成氟硅酸钾(或钠)沉淀，将氟硅酸钾(或钠)沉淀分离后，氟硅酸钾(或钠)作为副产品，脱氟后的湿法磷酸再与气氨中和反应，中和后的料浆经浓缩、干燥、包装等工序制成为脱氟磷铵。
发明内容
本发明的目的，在于充分利用湿法磷酸中富含的氟资源，将对肥料和环境有害的氟变为氟化工产品，使资源得到充分利用，也减少了肥料中的氟对环境的污染。
本发明是这样来实现的：先将湿法磷酸经沉降过滤除去悬浮物，再加入可溶性钾(或钠)盐进行脱氟反应，反应后的料液经沉降过滤除去固体沉淀物，固体沉淀物经洗涤、干燥即为副产品氟硅酸钾(或钠)；滤液即为脱氟磷酸。将脱氟磷酸与气氨进行中和反应。反应后的料浆经浓缩、干燥、包装等工序即成为脱氟磷铵成品。
本发明所述的可溶性钾(或钠)盐是指氯化钾(或钠)、硫酸钾(或钠)、硝酸钾(或钠)、碳酸钾(或钠)等可溶性钾(或钠)盐。
本发明所述的湿法磷酸的脱氟反应中加入可溶性钾(或钠)盐的量根据磷酸中的氟硅酸(H2SiF6)的含量而定，按K+(Na+)∶H2SiF6(摩尔比)＝1.5～3进行配比。
本发明所述的可溶性钾(或钠)盐可以是固体粉末，也可以是其饱和溶液。
本发明所述的湿法磷酸的脱氟反应时间为30～100min。
本发明所述的湿法磷酸的脱氟反应温度为10～80℃。
本发明所述的脱氟磷酸与气氨中和反应后料浆的pH值＝5.5～8。
本发明所述的料浆干燥方式可以是氨化造粒干燥，也可以是喷浆造粒，也可以使喷雾干燥。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)湿法磷酸经过预脱除氟硅酸，使湿法磷酸中的氟得到充分利用。在含氟硅酸的湿法磷酸中加入水溶性的钾(或钠)盐，使其与氟硅酸发生反应生成不溶性的氟硅酸钾(或钠)，氟硅酸钾(或钠)作为氟化工产品，实现了资源的充分利用。(2)本发明可以避免在用磷铵为原料生产氮磷钾复合肥时钾的损失。用未脱氟湿法磷酸生产的磷铵中由于含有氟硅酸铵，当其与含钾肥料相混时，会生成不溶性氟硅酸钾，降低了钾肥肥效。(3)减少了氟对环境的排放污染。
具体实施方式
实施例1：
原料1：湿法磷酸，采集地点：山东红日阿康化工股份有限公司
湿法磷酸的化学组成见下表
原料2：硫酸钾(K2SO4含量98％)，采集地点：山东红日阿康化工股份有限公司
实施方法：
将湿法磷酸经沉降过滤除去悬浮物，按摩尔比K+∶H2SiF6＝2加入固体硫酸钾在80℃下进行脱氟反应45min，反应后的料液经沉降过滤除去固体沉淀物，固体沉淀物经洗涤、干燥即为副产品氟硅酸钾；滤液即为脱氟磷酸。将脱氟磷酸与气氨进行中和反应，控制pH值在6.5左右，
中和后的料浆经浓缩、喷浆造粒、干燥、筛分、包装等工序即成为脱氟磷铵成品。
实施结果：
1.脱氟磷铵
经检测制备的脱氟磷铵中N含量为10.5％，P2O5含量为47.3％，总养分NPK≥45％，符合高浓度复合肥要求(GB 15063-2001)。
2.氟硅酸钾
经检测制备的副产品氟硅酸钾含量99.5％。
实施例2：
原料1：湿法磷酸，采集地点：山东红日阿康化工股份有限公司
湿法磷酸的化学组成见下表
原料2：氯化钾(KCl含量98％)，采集地点：山东红日阿康化工股份有限公司
实施方法：
将湿法磷酸经沉降过滤除去悬浮物，按摩尔比K+∶H2SiF6＝1.5加入固体氯化钾在60℃下进行脱氟反应90min，反应后的料液经沉降过滤除去固体沉淀物，固体沉淀物经洗涤、干燥即为副产品氟硅酸钾；滤液即为脱氟磷酸。将脱氟磷酸与气氨在氨化造粒机中进行氨化(控制pH值在6.5左右)造粒、干燥、筛分、包装等工序即成为脱氟磷铵成品。
实施结果：
1.脱氟磷铵
经检测制备的脱氟磷铵中N含量为11.0％，P2O5含量为47.2％，总养分NPK≥45％，符合高浓度复合肥要求(GB15063-2001)。
2.氟硅酸钾
经检测制备的副产品氟硅酸钾含量99.3％。
实施例3：
原料1：湿法磷酸，采集地点：山东红日阿康化工股份有限公司
湿法磷酸的化学组成见下表
Figure G2009102295497D0000032
原料2：氯化钠(NaCl含量98％)，采集地点：山东红日阿康化工股份有限公司
实施方法：
将湿法磷酸经沉降过滤除去悬浮物，按摩尔比Na+∶H2SiF6＝3加入饱和氯化钠溶液在20℃下进行脱氟反应100min，反应后的料液经沉降过滤除去固体沉淀物，固体沉淀物经洗涤、干燥即为副产品氟硅酸钠；滤液即为脱氟磷酸。将脱氟磷酸与气氨进行中和反应，控制pH值在7.0左右。中和后的料浆经浓缩、喷浆造粒、干燥、筛分、包装等工序即成为脱氟磷铵成品。
实施结果：
1.脱氟磷铵
经检测制备的脱氟磷铵中N含量为10.5％，P2O5含量为47.3％，总养分NPK≥45％，符合高浓度复合肥要求(GB15063-2001)。
2.氟硅酸钾
经检测制备的副产品氟硅酸钠含量99.5％。

Claims (8)

1.一种脱氟磷铵的生产方法，其特征是：
(1)先将湿法磷酸经沉降过滤除去悬浮物；
(2)再加入可溶性钾(或钠)盐进行脱氟反应，反应后的料液经沉降过滤除去固体沉淀物，固体沉淀物经洗涤、干燥即为副产品氟硅酸钾(或钠)；滤液即为脱氟磷酸；
(3)将脱氟磷酸与气氨进行中和反应；
(4)反应后的料浆经浓缩、干燥、包装等工序即成为脱氟磷铵成品。
2.根据权利要求1所述的一种脱氟磷铵的生产方法，其特征是：可溶性钾(或钠)盐是指氯化钾(或钠)、硫酸钾(或钠)、硝酸钾(或钠)、碳酸钾(或钠)等可溶性钾(或钠)盐。
3.根据权利要求1所述的一种脱氟磷铵的生产方法，其特征是：湿法磷酸的脱氟反应中加入可溶性钾(或钠)盐的量根据磷酸中的氟硅酸(H2SiF6)的含量而定，按K+(Na+)∶H2SiF6(摩尔比)＝1.5～3进行配比。
4.根据权利要求1所述的一种脱氟磷铵的生产方法，其特征是：可溶性钾(或钠)盐可以是固体粉末，也可以是其饱和溶液。
5.根据权利要求1所述的一种脱氟磷铵的生产方法，其特征是：湿法磷酸的脱氟反应时间为30～100min。
6.据权利要求1所述的一种脱氟磷铵的生产方法，其特征是：湿法磷酸的脱氟反应温度为10～80℃。
7.根据权利要求1所述的一种脱氟磷铵的生产方法，其特征是：脱氟磷酸与气氨中和反应后料浆的pH值＝5.5～8。
8.根据权利要求1所述的一种脱氟磷铵的生产方法，其特征是料浆干燥方式可以是氨化造粒干燥，也可以是喷浆造粒，也可以使喷雾干燥。
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