CN101792134A - 一种工业级磷酸一铵的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
一种工业级磷酸一铵的生产工艺,操作时,先在母液中添加稀磷酸以取得混合液,然后按混合液中硫酸根化学计量的45-85%添加磷矿粉或碳酸钙进行脱硫,随后对脱硫后再过滤的滤液进行氨中和及洗余水回调,再在回调后的料浆中添加沉降剂,且在搅拌后立即过滤以制取料浆清液,接着对料浆清液进行真空浓缩、冷却、结晶、分离以得到晶体与母液,晶体烘干后即得到磷酸一铵,母液则送回本工艺的开始步骤循环使用。本发明不仅脱硫时产生的磷酸氢钙较少、通氨中和时产生的杂质不影响过滤的速度与产品的质量、回调pH值时不引入新杂质,而且结晶过程的成本较低、节省结晶母液、生产成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及一种磷酸一铵的生产工艺,尤其涉及一种工业级磷酸一铵的生产工艺,具体适应于采取磷铵结晶过滤后的母液以及溶剂萃取法精制湿法磷酸时产生的洗余水制取工业级磷酸一铵。
背景技术
工业级磷酸一铵的生产原料有两种,一种是热法磷酸,一种是湿法磷酸。热法磷酸生产工业级磷酸一铵的成本较高,湿法磷酸生产工业级磷酸一铵则可以大幅降低生产成本,其滤渣还可以生产农用磷酸一铵,因此目前多采用湿法磷酸生产工业级磷酸一铵。
目前,国内采用湿法磷酸生产工业级磷酸一铵的工艺中使用的稀磷酸多由磷矿石经硫酸萃取制得,再在稀磷酸中添加磷矿粉或者碳酸钙进行脱硫预处理,有时还要求深度脱硫或预脱氟,脱硫的同时会生成磷酸氢钙,如果磷酸氢钙过多则会造成工业磷铵水不溶物的不合格;脱硫后再通氨中和,此时会生成钙、镁、铁、铝等金属离子的复杂磷酸盐、氟的复盐沉淀,通氨中和到pH值约为4.5-5.5的时候,绝大部分稀磷酸中的金属杂质以及氟都沉淀出来,它们大部分会形成较大的固体颗粒,而少量的则会形成非常细小的颗粒及粘稠物,如硅溶胶,这些细小的颗粒及粘稠物会造成过滤困难甚至穿透,为避免过滤困难,通氨中和到pH值为4.5以上的工艺一般都有一个采用稀磷酸回调pH值至4.4左右的过程,但采用稀磷酸回调pH值会使原本已经沉淀较完全的料浆又引入新的可溶性杂质;由于湿法磷酸本身的杂质含量太高,因此在料浆过滤以后一般浓缩至比重1.33-1.36,也有采取分段浓缩的方法,最后浓缩至1.38甚至蒸干,以期得到不同杂质含量的磷铵,从而实现最大程度获取高的工业磷铵收率,但按照这些浓缩工艺生产出的合格产品的产量并不大;浓缩以后的结晶温度多控制在40℃以上,也有冷却到16℃的,结晶温度在40℃以上,可以保证产品的质量并使得结晶颗粒较大,但是磷酸一铵的收率降低,而冷却到16℃时,为了得到合格的磷酸一铵,必须在较低的浓度下结晶,这增加了生产的冷却成本且过低的温度也易使冷却器内壁结疤从而影响进一步传热;结晶后,离心过滤分离晶体和母液,晶体被送至振动流化床干燥以取得成品,对母液一般有两种处理方法:一种是将其返回,和稀磷酸混合后在≥100%的理论量条件下脱硫,再重复上述过程,其缺点是引入了过多的Ca2+离子,在氨化过程中生成过多的磷酸氢钙,使得产品中的不溶物超标,第二种处理方法是直接将母液送去肥料一铵车间制肥,由于经过精制的结晶母液中的杂质含量已经很少了,此时将该母液拿去制肥浪费了流程、人工和设备成本。
中国专利授权公告号为CN1305945A,授权公开日为2001年8月1日的发明专利公开了一种饲料级、工业级和技术级磷酸一铵生产办法,该方法包括采取含钙化合物如碳酸钙等与萃取湿法磷酸反应,加氨中和以钙化和物形式沉淀酸中的阴离子,以磷酸盐形式沉淀酸中的三氧化二铁、三氧化二铝,然后进行固液分离、沉清、蒸发浓缩,结晶、烘干,获得饲料级、工业级磷酸一铵,该种方法简化了工艺流程,降低了成本。
综合以上的现有技术可以发现,虽然这些技术能够生产出工业级磷酸一铵,甚至简化了工艺流程,降低了成本,但是在生产过程中仍旧存在以下缺陷:脱硫时产生的磷酸氢钙过多、通氨中和时产生的杂质影响过滤的速度与产品的质量、稀磷酸回调pH值会引入新杂质、结晶过程成本较高、浪费结晶母液,生产成本较高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的脱硫时产生的磷酸氢钙过多、通氨中和时产生的杂质影响过滤的速度与产品的质量、稀磷酸回调pH值会引入新杂质、结晶过程成本较高、浪费结晶母液,生产成本较高的缺陷与问题,提供一种脱硫时产生的磷酸氢钙较少、通氨中和时产生的杂质对过滤速度与产品质量影响较小、回调pH值时不引入新杂质、结晶过程成本较低、节省结晶母液,生产成本较低的工业级磷酸一铵的生产工艺。
为实现以上目的,本发明的技术解决方案是:一种工业级磷酸一铵的生产工艺,该生产工艺依次包括以下步骤:
第一步:调酸:先在磷酸一铵结晶过滤后的母液中添加稀磷酸和水以取得混合液,混合液中P2O5的质量百分比浓度为19-21%;
第二步:脱硫:先按上述混合液中硫酸根化学计量的45-85%添加磷矿粉或碳酸钙进行搅拌脱硫,搅拌脱硫的时间是2小时,温度是85-90℃,再对脱硫后的溶液进行过滤以取得滤液,并将取得的滤液送至中和槽;
第三步:氨中和及回调:对中和槽中的滤液进行搅拌并在90-100℃下通氨气进行中和反应以制取料浆,通氨时间不小于1个小时,当料浆的pH=5.5时,停止通氨气,继续搅拌料浆30-35分钟,然后在料浆中添加回调剂直至料浆的pH=4.4,继续搅拌料浆10分钟;
第四步:沉降:在料浆中添加沉降剂,搅拌10分钟后立即过滤以制取料浆清液;
第五步:真空浓缩与结晶:对上述料浆清液进行真空浓缩,然后在搅拌状态下进行冷却结晶,再用离心机对结晶后的浆液进行过滤以取得晶体与母液,晶体烘干后即为产品磷酸一铵,母液则送回上述第一步循环使用。
所述沉降剂的体积为料浆体积的0.01-1.5%。
所述沉降剂为质量百分比浓度为1-15%的水溶液,该种水溶液的溶剂为水,溶质为至少一种阳离子表面活性剂或至少一种阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂的混合物。
所述阳离子表面活性剂为:N,N-三甲基铵、含氟表面活性剂FC-154、碘化N-全氟辛基磺酰胺丙基-N、十二烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、氯代烷基吡啶、聚二甲基二烯丙基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、丙烯酰胺和丙烯酸衍生物共聚物复配物CPAM、N-十六烷基双季铵盐或N,N-二甲基-N-苄基-N-丙烯酰胺基氯化铵;
所述非离子表面活性剂为:烷基聚氧乙烯(9)醚、松香胺聚氧乙烯(5)醚、十八胺聚氧乙烯(60)醚、二甲基硅油、硅酮表面活性剂JSY-6504、硅酮表面活性剂JSY-6506、聚氧乙烯(20)山梨醇单月桂酸酯、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯吡咯烷酮、聚烷基酚-环氧乙烷或聚丙烯酰胺。
所述沉降剂包括一种阳离子表面活性剂与一种非离子表面活性剂,且阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂的质量比为8∶1或所述沉降剂包括两种阳离子表面活性剂与一种非离子表面活性剂,且该两种阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂的质量比依次为6∶4∶1。
所述第一步中磷酸一铵结晶过滤后的母液中至少包括磷酸一铵与硫酸根,且磷酸一铵的质量百分比浓度为35-45%,硫酸根的含量为40-48g/l。
所述回调剂为洗余水,该洗余水产生于溶剂萃取法精制湿法磷酸时的洗涤步骤,该洗余水中至少包括P2O5与硫酸根,且P2O5的质量百分比浓度为35-45%,硫酸根的质量百分比浓度为3-5%。
所述对料浆过滤以制取料浆清液的过滤速度为4.50-6.00m3/m2hr。
所述料浆清液真空浓缩后的比重为1.33-1.37,且真空浓缩的温度为80-85℃。
所述冷却结晶的结晶时间为3个小时,结晶温度为23-30℃。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1.由于本发明一种工业级磷酸一铵的生产工艺中包括沉降步骤,该步骤中的沉降剂可使过滤速度提高约25倍,这可确保在前一步骤氨中和及回调中产生的少量的、非常细小的颗粒及粘稠物,如硅溶胶等不会造成过滤困难,并避免了穿透现象的出现,提高了过滤质量,因此本发明可使过滤的速度成倍增加,并且基本无穿透。
2.由于本发明一种工业级磷酸一铵的生产工艺在生产的第一步中将磷酸一铵结晶后的母液与稀磷酸混合作为最初的混合液以进行后续生产,而不象目前常用的两种方法来处理母液:一种是将其返回,和稀磷酸混合后在≥100%理论量条件下脱硫,再重复传统工业级磷酸一铵制作的后续过程,这种方法引入了过多的Ca2+离子,在氨中和过程中会生成过多的磷酸氢钙,使产品中的不溶物超标;另一种处理方法是直接将母液送去肥料一铵车间制肥,这实际上是一种流程、人工和设备成本的浪费,因为结晶后的母液中的杂质含量已经很少了,拿去制肥是极大的浪费。磷酸一铵结晶后的母液的杂质含量很少,且其主要成分为磷酸一铵与硫酸根,磷酸一铵的质量百分比浓度大约为41.3%,硫酸根含量约40-48g/L,采用该母液制作本工艺的第一步中的混合液,不仅可以大幅减轻氨中和后过滤的压力,而且可以将本工艺的第一步与第四步连接起来,进行母液的循环使用,这不仅能节省母液、降低成本,还能增加工业一铵的收率。
3.由于本发明一种工业级磷酸一铵的生产工艺中的氨中和及回调步骤中先将料浆的pH值提高到5.5,再添加回调剂回调pH值至4.4左右,这不仅能使杂质沉淀的更完全,而且能提高产品的等级,此外,本发明中使用的回调剂不是传统中的稀磷酸,而是溶剂萃取法精制湿法磷酸中洗涤步骤所产生的洗余水,该洗余水的主要成分包括P2O5约41%,硫酸根约3-5%,传统中的稀磷酸回调会使原本已经沉淀较完全的料浆又引入了新的可溶性杂质,从而影响产品的等级,而用洗余水回调则能避免新杂质进入沉淀后的料浆。因此本发明回调pH值时不引入新杂质,能提高产品的等级。
4.由于本发明一种工业级磷酸一铵的生产工艺中的脱硫步骤中只要求按混合液中的硫酸根化学计量的45-85%添加磷矿粉或碳酸钙进行脱硫,脱硫的时间是2小时,温度是85-90℃,而不象传统工艺中不考虑生产的实际需要,但凡通氨中和前都要求进行脱硫预处理,甚至要求深度脱硫或预脱氟,从而导致过多的磷酸氢钙产生,进而增加了工业级磷酸一铵中的水不溶物,降低了产品的等级,本工艺所采取的脱硫步骤不仅可以避免由于钙的过量引入而产生过多的磷酸氢钙从而导致工业级磷酸一铵中的水不溶物增加,还可以满足生产过程中对硫含量的要求,从而保证可以循环使用结晶过滤后的母液,因此本发明脱硫时产生的磷酸氢钙较少,能提高产品的等级。
5.由于本发明一种工业级磷酸一铵的生产工艺中结晶步骤的冷却结晶时间为3个小时,结晶温度约为26℃,结晶方法为一边缓慢的搅拌一边缓慢的冷却,而不象传统工艺中把结晶温度较多的控制在40℃以上或冷却到16℃,虽然结晶温度在40℃以上可以保证产品的质量以及结晶颗粒较大,但这会使结晶产量减少,从而导致磷酸一铵的收率降低,而冷却到16℃的结晶方法,不仅会增加生产的冷却成本而且过低的温度也易使冷却器内壁结疤从而影响进一步传热,而本工艺的结晶步骤要求的结晶温度为26℃左右,采取的结晶方法为一边缓慢的搅拌一边缓慢的冷却,这不仅能确保结晶良好、产量较高,而且更适合工厂的实际生产情况、能降低结晶成本,因此本发明不仅结晶过程的成本较低,而且结晶良好、产量较高。
6.由于本发明一种工业级磷酸一铵的生产工艺中不仅循环使用磷酸一铵结晶后的母液做为原料生产工业级磷酸一铵,而且使用溶剂萃取法精制湿法磷酸中的洗涤步骤产生的洗余水作为回调剂对氨中和后的料浆进行回调,这不仅提高了原料的使用率、节省了成本,还能防止污染、保护环境,因此本发明在保证产品质量的同时,大幅降低了产品的生产成本。
附图说明
图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明
一种工业级磷酸一铵的生产工艺,该生产工艺依次包括以下步骤:
第一步:调酸:先在磷酸一铵结晶过滤后的母液中添加稀磷酸和水以取得混合液,混合液中P2O5的质量百分比浓度为19-21%;
第二步:脱硫:先按上述混合液中硫酸根化学计量的45-85%添加磷矿粉或碳酸钙进行搅拌脱硫,搅拌脱硫的时间是2小时,温度是85-90℃,再对脱硫后的溶液进行过滤以取得滤液,并将取得的滤液送至中和槽;
第三步:氨中和及回调:对中和槽中的滤液进行搅拌并在90-100℃下通氨气进行中和反应以制取料浆,通氨时间不小于1个小时,当料浆的pH=5.5时,停止通氨气,继续搅拌料浆30-35分钟,然后在料浆中添加回调剂直至料浆的pH=4.4,继续搅拌料浆10分钟;
第四步:沉降:在料浆中添加沉降剂,搅拌10分钟后立即过滤以制取料浆清液;
第五步:真空浓缩与结晶:对上述料浆清液进行真空浓缩,然后在搅拌状态下进行冷却结晶,再用离心机对结晶后的浆液进行过滤以取得晶体与母液,晶体烘干后即为产品磷酸一铵,母液则送回上述第一步循环使用。
所述沉降剂的体积为料浆体积的0.01-1.5%。
所述沉降剂为质量百分比浓度为1-15%的水溶液,该种水溶液的溶剂为水,溶质为至少一种阳离子表面活性剂或至少一种阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂的混合物。
所述阳离子表面活性剂为:N,N-三甲基铵、含氟表面活性剂FC-154、碘化N-全氟辛基磺酰胺丙基-N、十二烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、氯代烷基吡啶、聚二甲基二烯丙基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、丙烯酰胺和丙烯酸衍生物共聚物复配物CPAM、N-十六烷基双季铵盐或N,N-二甲基-N-苄基-N-丙烯酰胺基氯化铵;
所述非离子表面活性剂为:烷基聚氧乙烯(9)醚、松香胺聚氧乙烯(5)醚、十八胺聚氧乙烯(60)醚、二甲基硅油、硅酮表面活性剂JSY-6504、硅酮表面活性剂JSY-6506、聚氧乙烯(20)山梨醇单月桂酸酯、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯吡咯烷酮、聚烷基酚-环氧乙烷或聚丙烯酰胺。
所述沉降剂包括一种阳离子表面活性剂与一种非离子表面活性剂,且阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂的质量比为8∶1或所述沉降剂包括两种阳离子表面活性剂与一种非离子表面活性剂,且该两种阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂的质量比依次为6∶4∶1。
所述第一步中磷酸一铵结晶过滤后的母液中至少包括磷酸一铵与硫酸根,且磷酸一铵的质量百分比浓度为35-45%,硫酸根的含量为40-48g/l。
所述回调剂为洗余水,该洗余水产生于溶剂萃取法精制湿法磷酸时的洗涤步骤,该洗余水中至少包括P2O5与硫酸根,且P2O5的质量百分比浓度为35-45%,硫酸根的质量百分比浓度为3-5%。
所述对料浆过滤以制取料浆清液的过滤速度为4.50-6.00m3/m2hr。
所述料浆清液真空浓缩后的比重为1.33-1.37,且真空浓缩的温度为80-85℃。
所述冷却结晶的结晶时间为3个小时,结晶温度为23-30℃。
上述各个步骤的作用如下:
调酸:该步骤的目的是为了减少在氨中和及回调以后过滤时可能的由于降温导致磷酸一铵结晶出来造成的损失,同时也有利于统一生产起始点,便于生产过程控制。
脱硫:该步骤的目的是为了去处混合液中的硫酸根,以防结晶时进入成品,影响产品质量。
氨中和及回调:该步骤的目的是为了得到磷酸一铵,并在中和过程中自然去除滤液中的钙、镁、铁、铝等金属离子以及氟,这些金属离子和氟将会以金属离子的复杂磷酸盐、氟的复盐形式沉淀出来,而通氨中和的时间要求为1个小时是为了让在中和过程中产生的沉淀颗粒能够尽量长大,从而有利于后面的过滤。
沉降:该步骤的目的是为了提高过滤速度,加入沉降剂后的过滤速度能增加约25倍,这可确保在前一步骤氨中和及回调中产生的少量的、非常细小的颗粒及粘稠物,如硅溶胶等不会造成过滤困难,从而避免穿透现象的出现,提高过滤质量。
真空浓缩与结晶:真空浓缩的目的为了有利于降温以后磷酸一铵结晶的产生,而浓缩至比重1.33-1.37的目的是为了保证得到含量99%的工业级磷酸一铵产品;结晶的目的是为了产生磷酸一铵结晶,而结晶过程中的缓慢搅拌则有利于缓慢冷却条件下结晶过程的进行,能提高结晶的质量与产量。
实施例1:
一种工业级磷酸一铵的生产工艺,该生产工艺依次包括以下步骤:
第一步:调酸:先在磷酸一铵结晶过滤后的母液中添加稀磷酸和水以取得混合液,母液中磷酸一铵的质量百分比浓度为39.8%,硫酸根的含量为45g/l,混合液中P2O5的质量百分比浓度为20%;
第二步:脱硫:先按上述混合液中硫酸根化学计量的65%添加磷矿粉进行搅拌脱硫,搅拌脱硫的时间是2小时,温度是85℃,再对脱硫后的溶液进行过滤以取得滤液,并将取得的滤液送至中和槽,其滤渣送磷酸厂;
第三步:氨中和及回调:对中和槽中的滤液进行搅拌并在90℃下通氨气进行中和反应以制取料浆,通氨时间为1个小时,当料浆的pH=5.5时,停止通氨气,继续搅拌料浆30分钟,然后在料浆中添加回调剂直至料浆的pH=4.4,继续搅拌料浆10分钟,所述回调剂为洗余水,该洗余水中含有的P2O5的质量百分比浓度为36%,硫酸根的质量百分比浓度为3%;
第四步:沉降:按料浆体积的1%向料浆中添加沉降剂,搅拌10分钟后立即过滤以制取料浆清液,其滤渣送磷肥厂,过滤速度为5.66m3/m2hr,过滤方式为真空抽滤,所述沉降剂为质量百分比浓度为1%的水溶液,该种水溶液的溶剂为水,溶质为N,N-二甲基-N-苄基-N-丙烯酰胺基氯化铵与聚丙烯酰胺按,两者的质量比为8∶1;
第五步:真空浓缩与结晶:对上述料浆清液进行真空浓缩,真空浓缩至比重1.33,浓缩温度为80℃,然后在缓慢搅拌的状态下进行冷却结晶,结晶时间为3个小时,结晶温度为24℃,再用离心机对结晶后的浆液进行过滤以取得晶体与母液,晶体烘干后即为产品磷酸一铵,母液则送回上述第一步循环使用,所得磷酸一铵的参数为:含量99.8%,N 12%,有效P2O5 61.7%,水不溶物<0.1%,收率60.5%,符合工业级磷酸一铵的要求。
实施例2:
一种工业级磷酸一铵的生产工艺,该生产工艺依次包括以下步骤:
第一步:调酸:先在磷酸一铵结晶过滤后的母液中添加稀磷酸和水以取得混合液,母液中磷酸一铵的质量百分比浓度为41.3%,硫酸根的含量为40g/l,混合液中P2O5的质量百分比浓度为20.5%;
第二步:脱硫:先按上述混合液中硫酸根化学计量的55%添加磷矿粉进行搅拌脱硫,搅拌脱硫的时间是2小时,温度是85℃,再对脱硫后的溶液进行过滤以取得滤液,并将取得的滤液送至中和槽,其滤渣送磷酸厂;
第三步:氨中和及回调:对中和槽中的滤液进行搅拌并在95℃下通氨气进行中和反应以制取料浆,通氨时间为1个小时,当料浆的pH=5.5时,停止通氨气,继续搅拌料浆30分钟,然后在料浆中添加回调剂直至料浆的pH=4.4,继续搅拌料浆10分钟,所述回调剂为洗余水,该洗余水中含有的P2O5的质量百分比浓度为41%,硫酸根的质量百分比浓度为4%;
第四步:沉降:按料浆体积的1.5%向料浆中添加沉降剂,搅拌10分钟后立即过滤以制取料浆清液,其滤渣送磷肥厂,过滤速度为4.86m3/m2hr,过滤方式为真空抽滤,所述沉降剂为质量百分比浓度为6%的水溶液,该种水溶液的溶剂为水,溶质为丙烯酰胺和丙烯酸衍生物共聚物复配物CPAM;
第五步:真空浓缩与结晶:对上述料浆清液进行真空浓缩,真空浓缩至比重1.37,浓缩温度为85℃,然后在缓慢的搅拌状态下进行冷却结晶,结晶时间为3小时,结晶温度为26℃,再用离心机对结晶后的浆液进行过滤以取得晶体与母液,晶体烘干后即为产品磷酸一铵,母液则送回上述第一步循环使用,所得磷酸一铵的参数为:含量99.2%,N 11.85%,有效P2O5 61.2%,水不溶物<0.14%,收率65.5%,符合工业级磷酸一铵的要求。
实施例3:
一种工业级磷酸一铵的生产工艺,该生产工艺依次包括以下步骤:
第一步:调酸:先在磷酸一铵结晶过滤后的母液中添加稀磷酸和水以取得混合液,母液中磷酸一铵的质量百分比浓度为44%,硫酸根的含量为43g/l,混合液中P2O5的质量百分比浓度为19.5%;
第二步:脱硫:先按上述混合液中硫酸根化学计量的85%添加碳酸钙进行搅拌脱硫,搅拌脱硫的时间是2小时,温度是85℃,再对脱硫后的溶液进行过滤以取得滤液,并将取得的滤液送至中和槽,其滤渣送磷酸厂;
第三步:氨中和及回调:对中和槽中的滤液进行搅拌并在100℃下通氨气进行中和反应以制取料浆,通氨时间为1个小时,当料浆的pH=5.5时,停止通氨气,继续搅拌料浆30分钟,然后在料浆中添加回调剂直至料浆的pH=4.4,继续搅拌料浆10分钟,所述回调剂为洗余水,该洗余水中含有的P2O5的质量百分比浓度为45%,硫酸根的质量百分比浓度为5%;
第四步:沉降:按料浆体积的0.01%向料浆中添加沉降剂,搅拌10分钟后立即过滤以制取料浆清液,其滤渣送磷肥厂,过滤速度为5.26m3/m2hr,过滤方式为真空抽滤,所述沉降剂为质量百分比浓度为15%的水溶液,该种水溶液的溶剂为水,溶质为氯代烷基吡啶、十二烷基三甲基氯化铵与聚乙烯吡咯烷酮按,三者的质量比依次为6∶4∶1;
第五步:真空浓缩与结晶:对上述料浆清液进行真空浓缩,真空浓缩至比重1.35,浓缩温度为83℃,然后在缓慢的搅拌状态下进行冷却结晶,结晶时间为3小时,结晶温度为28℃,再用离心机对结晶后的浆液进行过滤以取得晶体与母液,晶体烘干后即为产品磷酸一铵,母液则送回上述第一步循环使用,所得磷酸一铵的参数为:含量99.2%,N11.9%,有效P2O5 61.5%,水不溶物<0.15%,收率64.5%,符合工业级磷酸一铵的要求。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的权利要求之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种工业级磷酸一铵的生产工艺,其特征在于该生产工艺依次包括以下步骤:
第一步:调酸:先在磷酸一铵结晶过滤后的母液中添加稀磷酸和水以取得混合液,混合液中P2O5的质量百分比浓度为19-21%;
第二步:脱硫:先按上述混合液中硫酸根化学计量的45-85%添加磷矿粉或碳酸钙进行搅拌脱硫,搅拌脱硫的时间是2小时,温度是85-90℃,再对脱硫后的溶液进行过滤以取得滤液,并将取得的滤液送至中和槽;
第三步:氨中和及回调:对中和槽中的滤液进行搅拌并在90-100℃下通氨气进行中和反应以制取料浆,通氨时间不小于1个小时,当料浆的pH=5.5时,停止通氨气,继续搅拌料浆30-35分钟,然后在料浆中添加回调剂直至料浆的pH=4.4,继续搅拌料浆10分钟;
第四步:沉降:在料浆中添加沉降剂,搅拌10分钟后立即过滤以制取料浆清液;
第五步:真空浓缩与结晶:对上述料浆清液进行真空浓缩,然后在搅拌状态下进行冷却结晶,再用离心机对结晶后的浆液进行过滤以取得晶体与母液,晶体烘干后即为产品磷酸一铵,母液则送回上述第一步循环使用。
2.根据权利要求1所述的一种工业级磷酸一铵的生产工艺,其特征在于:所述沉降剂的体积为料浆体积的0.01-1.5%。
3.根据权利要求1或2所述的一种工业级磷酸一铵的生产工艺,其特征在于:所述沉降剂为质量百分比浓度为1-15%的水溶液,该种水溶液的溶剂为水,溶质为至少一种阳离子表面活性剂或至少一种阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂的混合物。
4.根据权利要求3所述的一种工业级磷酸一铵的生产工艺,其特征在于:所述阳离子表面活性剂为:N,N-三甲基铵、含氟表面活性剂FC-154、碘化N-全氟辛基磺酰胺丙基-N、十二烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、氯代烷基吡啶、聚二甲基二烯丙基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、丙烯酰胺和丙烯酸衍生物共聚物复配物CPAM、N-十六烷基双季铵盐或N,N-二甲基-N-苄基-N-丙烯酰胺基氯化铵;
所述非离子表面活性剂为:烷基聚氧乙烯(9)醚、松香胺聚氧乙烯(5)醚、十八胺聚氧乙烯(60)醚、二甲基硅油、硅酮表面活性剂JSY-6504、硅酮表面活性剂JSY-6506、聚氧乙烯(20)山梨醇单月桂酸酯、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯吡咯烷酮、聚烷基酚-环氧乙烷或聚丙烯酰胺。
5.根据权利要求3所述的一种工业级磷酸一铵的生产工艺,其特征在于:所述沉降剂包括一种阳离子表面活性剂与一种非离子表面活性剂,且阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂的质量比为8∶1或所述沉降剂包括两种阳离子表面活性剂与一种非离子表面活性剂,且该两种阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂的质量比依次为6∶4∶1。
6.根据权利要求1或2所述的一种工业级磷酸一铵的生产工艺,其特征在于:所述第一步中磷酸一铵结晶过滤后的母液中至少包括磷酸一铵与硫酸根,且磷酸一铵的质量百分比浓度为35-45%,硫酸根的含量为40-48g/l。
7.根据权利要求1或2所述的一种工业级磷酸一铵的生产工艺,其特征在于:所述回调剂为洗余水,该洗余水产生于溶剂萃取法精制湿法磷酸时的洗涤步骤,该洗余水中至少包括P2O5与硫酸根,且P2O5的质量百分比浓度为35-45%,硫酸根的质量百分比浓度为3-5%。
8.根据权利要求1或2所述的一种工业级磷酸一铵的生产工艺,其特征在于:所述对料浆过滤以制取料浆清液的过滤速度为4.50-6.00m3/m2hr。
9.根据权利要求1或2所述的一种工业级磷酸一铵的生产工艺,其特征在于:所述料浆清液真空浓缩后的比重为1.33-1.37,且真空浓缩的温度为80-85℃。
10.根据权利要求1或2所述的一种工业级磷酸一铵的生产工艺,其特征在于:所述冷却结晶的结晶时间为3个小时,结晶温度为23-30℃。
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