CN1045576C - 工业磷铵及系列复肥的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业磷铵及系列复肥的制备方法，其技术要点是：以“料浆法”生产的浓缩料浆作原料，经水浸、分离、浓缩、冷却结晶得工业级磷铵产品；分离后的母液加KCl，进行转化反应，冷却结晶分离得一级无氯氮磷钾复肥；再将分离余下的母液加入磷矿粉在一定工艺条件下分解反应，返料造粒获含氯氮磷钾固体复肥。本发明以现有磷铵厂为基础。无需增加过多投资，就可使其磷素大大增值，且整个工艺过程无废物产生。

Description

工业磷铵及系列复肥的制备方法

本发明属于磷铵生产技术领域，是一种在用湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵的系统中，联产工业级磷酸一铵及系列复肥的方法。

目前，采用常规“料浆法”工艺，用湿法磷酸与氨中和反应所得到的磷酸一铵，由于其含有大量杂质，通常只能用作肥料，因而综合利用率低，经济效益也差。为了改变这种状况，已有技术公开了一种“用湿法磷酸联产肥料级和纯磷酸一铵”的方法(见CN92108090.5)。该方法是以“料浆法”生产的中和料浆为原料，采用分离、清液浓缩、冷却结晶等手段提取纯磷酸一铵，过程中分离出的料浆和母液混合后返回原系统作肥料级磷酸一铵的原料用，并以此实现其发明目的。但是，由于该方法采用的原料净化不够，又无补充净化措施，以致于产品纯磷酸一铵的质量，即纯度得不到完全的保证；其次，如果将其用于制作消防用ABC干粉灭火剂的原料，其吸湿率指标也不易达到要求(即20±1℃，相对湿度78％,24小时吸湿率≤2％)；再者，将分离了磷酸一铵后的母液返回原系统，要对系统产生波动影响，必须适当调整工艺控制参数才能消除，这又带来了操作上的麻烦。

因此，本发明的任务是在采用“料浆法”生产肥料级磷铵系统的基础上，在不改变其原有生产流程，不影响其肥料级磷铵生产的前提下，提供一种制备工业磷铵(即纯磷酸一铵)及其系列复肥的方法。

本发明的任务是由下述技术方案完成的：

①以“料浆法”生产的浓缩料浆作原料，在浆∶水=1∶0.3～1.5(重量比)，温度60～110℃，搅拌条件下浸取10～40分钟，然后进行分离，获取含磷酸一铵和硫酸铵的净化液和含不溶解泥渣的泥浆。含不溶解泥渣的泥浆送返肥料级磷铵生产系统的浓缩工段。

②将含磷酸一铵和硫铵的净化液用常规蒸发浓缩工艺浓缩至比重1.15～1.45(80℃)后，再冷却结晶。将结晶分离水洗并进行干燥即得工业级磷铵；

③分离结晶后的母液，以NH₃/K=0.8～4.0的配比(摩尔比)，加入浓度为5～40％的氯化钾水溶液，并在温度60～110℃下进行转化反应1～10小时，然后冷却结晶分离。分离后得到的固相为一级无氯氮磷钾喷施复肥，余下的母液由于含以氯化铵为主的多种养份，故可作液体复肥。

为了使含以氯化铵为主的液体复肥变成固体肥料，以便运输和施肥操作，本发明独辟蹊径，在上述技术方案上又增加了一种特殊的工艺，即：将转化反应分离后余下的母液，按母液∶磷矿粉=1∶0.05～1.0的配比(重量比)，加入磷矿粉并在温度60～110℃下进行分解反应1～8小时，然后用常规工艺方法返料造粒干燥，即可制得固体含氯氮磷钾复肥。该工艺的优点十分明显，它不仅用一种简便方法使液体肥料变为了固体，而且简化了常规变固的浓缩装置，避开了浓缩设备材质的腐蚀问题，还增加了原体系复肥中磷的有效养份。

除此之外，就本发明提出的整个技术方案而言，它还具有以下优点和积极效果；

1、由于本发明使用的原料是经中和、浓缩二步净化后的料浆，再加上水浸的进一步净化，杂质去除率高，因而可制得高纯度(≥98％)。低吸湿率(≤2％)的纯磷酸一铵，而且产品质量稳定，可作工业，尤其是消防ABC干粉灭火剂用的原料。

2、由于本发明技术路线合理，设计巧妙，不仅对肥料级磷铵生产系统无干扰，还增加了肥料新品种，且整个工艺过程无废物产生。

3、在不增加过多投资的情况下，可获得系列附加值高的多元复肥，其中不仅含有氮、磷、钾，还含有硫等养份，而且各组份的比例对于植物生长来说更趋于合理。

4、由于本发明投资少，工艺过程无废物生成，产品(工业磷铵和系列复肥)附加值高，对肥料级磷铵生产又无影响，因而具有显著的经济效益和社会效益。

附图为本发明所用流程的主要装置示意图。

下面结合附图给出实施例

实施例一：

本实施例采用附图所示的流程装置。

首先将2200g含P₂O₅约24％的浓缩料浆放入浸取槽1，再按浆∶水=1∶0.7(重量比)的配比加水，95℃下搅拌浸取20分钟。然后将其送入分离机2中进行分离，获取含磷酸一铵和硫酸铵的净化液和含不溶解泥渣的泥浆。泥浆送回肥料级磷铵生产系统的浓缩工段。净化液则送入浓缩槽3，用常规蒸发浓缩工艺将其浓缩至比重为1.34(80℃)后，再送入冷却结晶槽4中进行冷却结晶，这时磷酸一铵在冷却条件下逐渐析出结晶。将结晶后的物料又送入分离机5中进行分离，分离出的晶体适当水洗再送去干燥6，即得到200g工业级磷酸一铵。其产品的主要品质指标为：P₂O₅60.20％,N11.87％(水份含量～1％)，吸湿率0.73％。

分离磷酸一铵晶体后的母液840g，送入反应槽7，按NH₃/K=1.3(摩尔比)加入浓度为16％的KCl水溶液，于90℃下进行转化反应3小时，然后送入冷却结晶槽8中冷却结晶、分离机9中分离，分离后的固相经干燥10即制得成品--一级无氯氮磷钾复肥250g。产品组成为：N4.38％,P₂O₅22.80％,K₂O32.55％,SO₃21.95％,Cl^-1.61％(Cl^-含量≤2.5％称为无氯肥料)。该产品由于属无氯肥料，因而可广泛施用于忌氯作物，如经济作物中的烟草、柑桔等。

分离出无氯复肥后余下的母液1040g进入母液授槽11(组成：P_aO₅ 8.28％,K₂O8.18％,N4.95％,SO₃1.69％,Cl^-12.93％)，可直接作为液体复肥，也可与其它固体肥料掺混使用，还可以按照本发明提供的方法进一步加工：即将母液送入反应槽12，并按母液：磷矿粉=1∶0.12(重量比)加入磷矿粉，于80℃下进行分解反应2小时，然后用常规工艺方法返料造粒干燥13 ，即制得含氯的氮磷钾复肥640g。其产品组成为：有效P₂O₅ 17.58％,N7.99％,K₂O13.28％,SO₃2.75％,Cl^-21.01％。

实施例二：

本实施例仍采用附图所示的流程装置。

将1840g含P₂O₅约26％的浓缩料浆放入浸取槽1，再加入浆∶水=1∶0.5(重量比)的水，于80℃下搅拌浸取40分钟，送入分离机2中分离，获取含磷酸一铵和硫酸铵的净化液和含不溶解泥渣的泥浆。泥浆返送肥料级磷铵生产系统的浓缩工段。净化液则送入浓缩槽3，浓缩至比重1.27(80℃)后，再送入冷却结晶槽4中进行冷却结晶，分离机5中分离。分离出的晶体适当水洗再送至干燥6，即可得到200g工业级磷酸一铵。产品的主要品质指标为：P₂O₅ 59.93％,N11.68％(水份含量～1％)，吸湿率1.24％。

分离了磷酸一铵晶体后的母液1000g，送入反应槽7，按NH₃/K=3.0(摩尔比)加入浓度为30％的KCl水溶液，于75℃下进行转化反应4小时，然后送入冷却结晶槽8中冷却结晶、分离机9中分离，分离后的固相经干燥即制得一级无氯的氮磷钾复肥264g。产品组成为：N7.87％,P₂O₅34.63％,K₂O21.69％,SO₃20.17％,Cl^-2.24％。

分离出无氯复肥后余下的母液624g进入母液槽11(组成：P₂O₅ 13.17％,K₂O 4.30％,N 6.94％,SO₃ 5.09％,Cl^-8.80％)，可直接作为液体复肥。也可与其它固体肥料掺混使用还可以按照本发明提供的方法进一步加工：即将母液送入反应槽12，并按母液；磷矿粉=1∶0.3(重量比)加入磷矿粉，于100℃下进行分解反应1.5小时，然后送返料造粒干燥13，即制得含氯的氮磷钾复肥445g。其产品组成为：有效P₂O₅25.26％,N9.69％,K₂O6.05％,SO₃7.14％,Cl^-12.28％。

Claims (2)

1、一种工业磷铵及系列复肥的制备方法，其特征在于：

①以“料浆法”生产的浓缩料浆作原料，在浆∶水=1∶0.3～1.5(重量比)，温度60～110℃，搅拌条件下浸取10～40分钟，分离获取含磷酸-铵和硫酸铵的净化液，和含不溶解泥渣的泥浆，泥浆返原系统浓缩工段；

②将净化液用常规蒸发浓缩工艺浓缩至比重1.15～1.45后，即冷却结晶，将结晶分离水洗，并进行干燥即得工业级磷铵；

③分离结晶后的母液，以NH₃/K=0.8～4.0的配比(摩尔比)，加入浓度为5～40％的氯化钾水溶液，并在温度60～110℃下进行转化反应1～7小时，冷却结晶分离，分离后的固相为一级无氯氮磷钾喷施复肥，余下的母液作液体复肥。

2、根据权利要求1所述的工业磷铵及系列复肥的制备方法，其特征在于将转化反应分离后余下的母液，按母液∶磷矿粉=1∶0.05～1.0的配比(重量比)，加入磷矿粉并在温度60～110℃下进行分解反应1～8小时，用常规工艺方法返料造粒干燥，制得固体含氯氮磷钾复肥。

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