CN102689883B

CN102689883B - 含磷滤渣资源化生产磷酸二铵的方法

Info

Publication number: CN102689883B
Application number: CN201210202009.1A
Authority: CN
Inventors: 朱奉刚; 王玉训; 邓永达; 徐春
Original assignee: Wengfu Group Co Ltd
Current assignee: Wengfu Group Co Ltd
Priority date: 2012-06-19
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2032-06-19
Also published as: CN102689883A

Abstract

本发明公开了一种含磷滤渣资源化生产磷酸二铵的方法，它包括湿法回收和干法添加两种实施方式；湿法回收是将经过离心分离出来的磷铵滤渣，转运至再浆池，引入磷酸一铵装置冷凝液、浓磷酸与之搅拌混合，滤渣得以酸解并稀释，形成低浓密度的料浆，将其回收进入磷酸二铵预中和反应器和管式反应器配酸槽，用于制备磷酸中和料浆并喷浆氨化粒化；干法添加是充分利用磷酸二铵装置散料回收与添加设施，将晒晾干燥后的滤渣处理后的通过地下受料斗和和输送皮带转运进入磷酸返料系统，进入转鼓氨化造粒机与磷铵中和料浆一起涂布造粒。本发明充分利用磷酸二铵装置现有设施促使晶体磷酸一铵附产滤渣资源化，并生产出优质的磷酸二铵，促进了循环经济的发展。

Description

含磷滤渣资源化生产磷酸二铵的方法

技术领域

本发明涉及磷酸铵，具体是利用湿法磷酸净化附产物萃余酸生产晶体磷酸一铵过滤分离工序排放的含磷滤渣生产粒状磷酸二铵的方法。

背景技术

采用湿法磷酸净化的附产物——萃余酸生产晶体磷酸一铵，其过滤工序排放出来的滤渣（MDAP,磷酸一、二铵）仍然含有丰富的氮、磷等有效元素资源，充分利用现有装置实现资源的回收循环利用，将其投用于生产化肥级磷酸二铵，可促进循环经济的发展。

经检索，目前在中国专利数据库中尚无出现利用湿法磷酸净化萃余酸生产晶体一铵过程附产的滤渣资源化并用于生产磷酸二铵的相关方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种含磷滤渣资源化生产磷酸二铵的方法，可将湿法磷酸净化萃余酸生产晶体磷酸一铵经过结晶离心分离出来的滤渣，通过干燥处理或再浆处理后，作为原料投入磷酸二铵生产系统，实现磷资源的二次循环利用。

本发明的技术方案包括湿法回收和干法添加两种方式：

湿法回收：

(1)将来自晶体磷酸一铵装置的滤渣和母液进入再浆槽，同时加入浓磷酸、着色剂、冷凝液或工艺水，在搅拌器强化传质作用下，滤渣被磷酸稀释、酸解、着色，形成密度较低的料浆，密度ρ=1.26g/ml，在缓冲贮槽中贮存备用；

(2)在磷酸二铵装置生产期间，依据生产负荷，将上述料浆通过计量，以体积流量为q_v=3～8m³/h释放到洗涤液回收池，与来自洗涤塔各液封槽回流的洗涤液充分混合并搅拌均匀，随后通过洗涤液输送泵输送到氨洗涤器液封槽，进而由洗涤液循环泵输送到管式反应器配酸槽（简称“管反配酸槽”）和预中和反应器；

(3)进入管式反应器配酸槽的部分滤渣料浆，充当洗涤液与磷酸混合，调节管式反应器配酸槽内物料的密度至1.48～1.55 g/ml,并通过管式反应器给酸泵输送至管式反应器，与液氨在管式反应器内发生剧烈中和反应，生成高温高压的磷铵料浆，T=110℃～135℃，P=0.38MPa～0.55Mpa，凭借自身压力将来自管式反应器和预中和反应器的磷铵料浆与系统返料喷射到造粒机的料床上；

(4)进入预中和反应器的部分滤渣料浆，与磷酸、气氨在发生中和反应，由搅拌器（A/B305）持续搅拌以强化传质速率，停留时间为40min,生成密度ρ=1.48～1.55 g/ml，中和度（N/P）=1.45～1.55的磷铵料浆，其温度为T=110℃～125℃。生成的磷铵料浆通过料浆泵输送能通过喷头喷洒在转鼓氨化造粒机的料床上；

在转鼓造粒机内混合造粒，并通入二次补氨，物料与液氨迅速完成氨化-放热-升温-蒸发的物理化学过程，进一步提高其中和度（N/P）到1.75～1.80。水分蒸发后物料含水量至1.8～3.5%，随后进入回转干燥机与来自燃煤热风炉的热空气冻干燥。形成水分≤2.0%的磷酸二铵颗粒，进入筛分、破碎系统。

上述步骤(1)滤渣通过的管线上安装阻滤器，防止其携带固体杂质进入生产系统。

干法添加：

将含磷滤渣经过干燥再处理后，形成含水量较低的分散状固态颗粒贮存备用；处理过的含磷滤渣可添加在两个点，一点为添加在干燥机出口物料皮带（A/B206）上，物料依次通过地下受料斗、皮带输送至干燥机出口物料输送皮带或散料收集斗提机上，物料在输送过程中与系统返料混合、筛分、破碎等工序后，经过返料斗提机提升至转鼓造粒机与中和料浆进行涂布、粘合等方式氨化粒化；另一点则添加在散料斗提机里，直接随同系统返料输送到造粒机(A/B200)与料浆进入涂布粘合造粒。

上述处理过的含磷滤渣添加量由料斗的插板阀开度和变频皮带的转速控制。

发明人指出：生产晶体磷酸一铵离心分离的部分滤渣堆存晾晒干燥处理，形成的散状干燥颗粒分散状态物料，通过磷酸二铵造粒干燥工序消化利用；另一部分则通过磷酸酸解再浆，通过反应/洗涤系统回收利用。均使大量萃余酸生产晶体磷酸一铵的附产滤渣再次资源化，用于生产化肥级磷酸二铵。

此外，鉴于晶体磷酸一铵采用净化磷酸的萃余酸生产，其滤渣中含有大量Fe3+ 、AL3+、Mg2+、Ca2+、F-、SiO2等杂质会形成一系列的复杂化合物，呈现枸溶性或不溶性，同时，复合盐呈现不同的顔色，且大部分含有结晶水，在造粒/干燥、以及后续贮存、运输过程中水分蒸发，水分在粒状产品中由内向外扩散，同时溶解在水中的盐类也随着水分迁移或扩散至粒子表面，即盐类渗出效应，各种盐类之间又发生缓慢的反应，在颗粒表面析出新盐结晶，产品颜色随之渐变，导致磷铵产品粒子褪色、泛白、颗粒形态畸变。故在生产过程中缩短料浆反应停留时间，强化干燥效果，降低产品水分含量，以保持产品质量持续稳定。

本发明提供的方法具有以下优点：

（1）将萃余酸首先应用于生产晶体磷酸一铵，降低在萃余酸用于生产磷酸二铵的比例，保证的资源的充分利用，亦盘活在晶体磷酸一铵装置。（2）充分利用磷酸二铵装置现有设施促使晶体磷酸一铵附产滤渣资源化，并生产出优质的磷酸二铵；（3）提供了一种磷酸二铵生产过程中调节产品养分的方法；（4）实现磷酸二铵产品规格多样化；（5）探索了将磷铵装置配合磷矿、磷酸资源梯级利用的可行性，可将资源化对象扩展到磷酸淤酸或其它含磷、氮等有效元素的废渣，将其投入磷铵装置实现综合利用，促进循环经济的发展。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

某磷铵厂采用本发明的技术方案实施如下：

实施例1

湿法回收：

（1）将来自晶体磷酸一铵装置的滤渣和母液进入再浆槽，同时加入浓磷酸、着色剂、冷凝液，在搅拌器强化传质作用下，滤渣被磷酸稀释、酸解、着色；形成浓密度较低的料浆，ρ=1.26 g/ml，在缓冲贮槽中贮存备用；滤渣通过的管线上安装阻滤器，防止其携带固体杂质进入生产系统；

表1:滤渣（MDAP）酸解料浆组分(质量分数)

项目	N	P₂O₅	SO₄ ^2-	Mg²⁺	Fe³⁺	SiO₂	Al³⁺	F^-	含固量
										数值（%）	2.32	20.34	2.07	1.38	0.28	0.17	0.19	0.27	3.47

（2）在磷酸二铵装置生产期间，依据生产负荷，将此料浆通过计量，以体积流量为q_v=3m³/h释放到洗涤液回收池，与来自洗涤塔各液封槽回流的洗涤液充分混合并搅拌均匀，随后通过洗涤液输送泵输送到氨洗涤器液封槽，进而由洗涤液循环泵输送到管式反应器配酸槽及和预中和反应器。

（3）进入管式反应器配酸槽的部分滤渣料浆，充分当洗涤液与磷酸混合，调节管式反应器配酸槽密度至1.5g/ml,并通过管反给酸泵输送至管式反应器，与液氨在管式反应器内发生剧烈中和反应，生成高温高压（T=110℃，P=0.38MPa）的磷铵料浆，凭借自身压力喷射到造粒机的料床上；

（4）进入预中和反应器的部分滤渣料浆，与磷酸、气氨在发生中和反应，由搅拌器（A/B305）持续搅拌以强化传质速率，停留时间为40min,生成密度ρ=1.48 g/ml，中和度（N/P）=1.45的磷铵料浆，其温度为T=110℃。生成的磷铵料浆通过料浆泵输送能通过喷头喷洒在转鼓氨化造粒机的料床上。

（5）来自管式反应器和预中和反应器的磷铵料浆与系统返料在转鼓造粒机内混合造粒，并通入二次补氨，物料与液氨迅速完成氨化-放热-升温-蒸发的物理化学过程，进一步提高其中和度（N/P）到1.75。水分蒸发后物料含水量至1.8%，随后进入回转干燥机与来自燃煤热风炉的热空气冻干燥。形成水分≤2.0%的磷酸二铵颗粒，进入筛分、破碎系统。

干法添加：

瓮福（集团）某磷铵厂将含磷滤渣经过干燥预处理后，形成含水量较低的分散状固态颗粒贮存备用，其主要成分列表如下：

表2：滤渣成分分析表（质量分数）

滤渣组分	N	P₂O₅	H₂O	SO₄ ^2-	Fe³⁺	Mg²⁺	Al³⁺	Na⁺	F^-
										含量（%）	3.20	29.86	5.85	4.90	1.45	4.20	0.72	0.75	1.40

添加滤渣的主要包括两个点，其一是在添加干燥机出口物料皮带（A/B206）上，物料依次通过地下受料斗、皮带输送至干燥机出口物料输送皮带或散料收集斗提机上。添加量由料斗的插板阀开度和变频皮带的转速控制，物料在输送过程中与系统返料混合、筛分、破碎等工序后，经过返料斗提机提升至转鼓造粒机与中和料浆进行涂布、粘合等方式氨化粒化。

另一点则添加在散料斗提机里，直接随同系统返料输送到造粒机(A/B200)与料浆进入涂布粘合造粒。

某磷铵厂将采用以上方法回收晶体磷酸一铵生产过程中过滤分离的滤渣，添加过程中严格遵守定点、定时、定量的添加原则，以保证添加稳定性和均匀性以及产品质量，干线添加和湿线回收两种添加方式不重合。

实施例2

某磷铵厂采用本发明方法实施干法、湿法两种方式。

湿法回收的方法同实施例1；其中：

步骤（2）中，料浆以体积流量为q_v=8m³/h释放到洗涤液回收池；步骤（3）中，调节管式反应器配酸槽密度至1.55g/ml,并通过管反给酸泵输送至管式反应器，与液氨在管式反应器内发生剧烈中和反应，生成高温高压（T=135℃，P=0.55Mpa）的磷铵料浆，凭借自身压力喷射到造粒机的料床上；

步骤（4）中，生成密度ρ=1.55 g/ml，中和度（N/P）=1.55的磷铵料浆，其温度为T=125℃。生成的磷铵料浆通过料浆泵输送能通过喷头喷洒在转鼓氨化造粒机的料床上；

步骤（5）中，来自管式反应器和预中和反应器的磷铵料浆与系统返料在转鼓造粒机内混合造粒，并通入二次补氨，物料与液氨迅速完成氨化-放热-升温-蒸发的物理化学过程，进一步提高其中和度（N/P）到1.80。水分蒸发后物料含水量至3.5%，随后进入回转干燥机与来自燃煤热风炉的热空气冻干燥。形成水分≤2.0%的磷酸二铵颗粒，进入筛分、破碎系统。

干法添加的方法与实施例1相同。

实施例3

某磷铵厂采用本发明方法实施干法、湿法两种方式。

湿法回收的方法同实施例1；其中：

步骤（2）中，料浆以体积流量为q_v=5m³/h释放到洗涤液回收池；

步骤（3）中，调节管式反应器配酸槽密度至1.48g/ml,并通过管反给酸泵输送至管式反应器，与液氨在管式反应器内发生剧烈中和反应，生成高温高压（T=130℃，P=0.50Mpa）的磷铵料浆，凭借自身压力喷射到造粒机的料床上；

步骤（4）中，生成密度ρ=1.5 g/ml，中和度（N/P）=1.5的磷铵料浆，其温度为T=115℃。生成的磷铵料浆通过料浆泵输送能通过喷头喷洒在转鼓氨化造粒机的料床上；

步骤（5）中，来自管式反应器和预中和反应器的磷铵料浆与系统返料在转鼓造粒机内混合造粒，并通入二次补氨，物料与液氨迅速完成氨化-放热-升温-蒸发的物理化学过程，进一步提高其中和度（N/P）到1.78。水分蒸发后物料含水量至2.5%，随后进入回转干燥机与来自燃煤热风炉的热空气冻干燥。形成水分≤2.0%的磷酸二铵颗粒，进入筛分、破碎系统。

干法添加的方法与实施例1相同。

表3：滤渣资源化生产DAP产品质量分析（质量分数,%）

Claims

1.一种含磷滤渣资源化生产磷酸二铵的方法，其特征在于它包括湿法回收和干法添加两种方式：

湿法回收：

(4)进入预中和反应器的部分滤渣料浆，与磷酸、气氨在发生中和反应，由搅拌器A/B305持续搅拌以强化传质速率，停留时间为40min,生成密度ρ=1.48～1.55 g/ mL，中和度（N/P）=1.45～1.55的磷铵料浆，其温度为T=110℃～125℃；

生成的磷铵料浆通过料浆泵输送能通过喷头喷洒在转鼓氨化造粒机的料床上；

(5)在转鼓造粒机内混合造粒，并通入二次补氨，物料与液氨迅速完成氨化-放热-升温-蒸发的物理化学过程，进一步提高其中和度（N/P）到1.75～1.80；水分蒸发后物料含水量至1.8～3.5%，随后进入回转干燥机与来自燃煤热风炉的热空气冻干燥；形成水分≤2.0%的磷酸二铵颗粒，进入筛分、破碎系统；

干法添加：

将含磷滤渣经过干燥再处理后，形成含水量较低的分散状固态颗粒贮存备用；处理过的含磷滤渣可添加在两个点，一点为添加在干燥机出口物料皮带A/B206上，物料依次通过地下受料斗、皮带输送至干燥机出口物料输送皮带或散料收集斗提机上，物料在输送过程中与系统返料混合、筛分、破碎工序后，经过返料斗提机提升至转鼓造粒机与中和料浆进行涂布、粘合方式氨化粒化；另一点则添加在散料斗提机里，直接随同系统返料输送到造粒机A/B200与料浆进入涂布粘合造粒。

2.如权利要求1所述的含磷滤渣资源化生产磷酸二铵的方法，其特征在于所述湿法回收的步骤(1)中在滤渣通过的管线上安装阻滤器，防止其携带固体杂质进入生产系统。

3.如权利要求1所述的含磷滤渣资源化生产磷酸二铵的方法，其特征在于所述干法添加中，处理过的含磷滤渣添加量由料斗的插板阀开度和变频皮带的转速控制。