CN112758905A - 湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法，包括以下步骤：S1：将湿法磷酸预净化；S2：预净化后的湿法磷酸与氨水反应，分离得清液A和滤渣A；S3：清液A与氨水反应，分离得清液B和滤渣B；S4：将清液B与混合醇溶液反应，析出沉淀；分离得清液C和沉淀C；S5：将沉淀C干燥即得到工业级磷酸一铵；S6：将清液C浓缩、干燥，再与滤渣A、滤渣B混合，即得到肥料级磷酸一铵。本发明生产湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法，可以有效提高生产的工业级磷酸一铵和肥料级磷酸一铵的纯度，也有效提高资源的利用率，提高经济效益。

Description

湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法

技术领域

本发明涉及磷酸盐技术领域，具体而言，涉及湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法。

背景技术

工业用磷酸一铵被广泛应用于阻燃剂、灭火剂、纺织物的阻燃、造纸加工等行业的分散剂、防火涂料、木材产品的添加剂、搪瓷用釉剂，也可以用于印刷行业、医药行业以及饲料添加剂、高档肥料中，在食品工业中还可作为酵母养料、面团调节剂、膨松剂、营养强化剂和发酵的助剂等；高聚合度的工业磷酸一铵也是很好的阻燃材料，不仅阻燃剂效果好，而且无毒性。因此，磷酸一铵的市场需求量将会越来越大。

对于目前拥有肥料级磷酸一铵生产装置的企业来说，如果单独增加一条工业级磷酸一铵的生产线，投资较高；而且工业级磷酸一铵净化沉降的料浆无法利用，造成了资源浪费。

目前，具有联合生产工业级磷酸一铵和肥料级磷酸一铵的技术，使用湿法磷酸和氨进行中和反应生产工业级磷酸一铵，直接将工业级磷酸一铵净化沉降的料浆处理生产肥料级磷酸一铵，其生产的工业级磷酸一铵和肥料级磷酸一铵纯度均不高，资源利用率也较低。

发明内容

本发明的目的在于提供湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法，可以有效提高生产的工业级磷酸一铵和肥料级磷酸一铵的纯度，也有效提高资源的利用率，提高经济效益。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法，包括以下步骤：

S1：将湿法磷酸进行预净化；

S2：将预净化后的湿法磷酸浓缩至相对密度为1.21～1.26，与氨水通入一次反应器反应，得到料浆A；将料浆A进行离心分离，得到清液A和滤渣A；

S3：将清液A与氨水通入二次反应器反应，得到料浆B；将料浆B进行离心分离，得到清液B和滤渣B；

S4：将清液B与混合醇溶液按比例通入三次反应器反应，析出沉淀；进行离心分离，得到清液C和沉淀C；

S5：将沉淀C干燥即得到工业级磷酸一铵；

S6：将清液C浓缩、干燥，再与滤渣A、滤渣B混合，即得到肥料级磷酸一铵。

湿法磷酸经预净化后，其中主要含有铁、铝、镁、氟和钙等杂质；在与氨中和反应过程中，铁、铝、镁和氟等杂质均生成非水溶性的化合物沉淀，钙可能生成氟化钙和磷酸氢钙沉淀；即经一次反应后，磷酸与氨生成磷酸一铵，同时一部分铁、铝、镁和氟等杂质均生成非水溶性的化合物沉淀，清液A中为磷酸一铵溶液和一部分的铁、铝、镁、氟、钙等杂质，此时将清液A再次与氨中和反应，进一步使清液A中的少量磷酸与氨继续生成磷酸一铵，同时剩下的铁、铝、镁、氟、钙等杂质生成非水溶性的化合物沉淀进行分离，以得到清液B，此时清液B中的磷酸一铵溶液更为纯净，但仍然含有一定的镁杂质，因为镁和氨反应易生成水合物，不易脱除。

此时，为了脱除镁而进一步提高磷酸一铵的纯度，采用将清液B与混合醇溶液反应，磷酸一铵不溶于醇，而镁产生的水合物溶于醇，因此，磷酸一铵即析出，分离干燥即得到较高纯度的工业级磷酸一铵产品。

此时，清液C中为镁的水合物及少量未析出的磷酸一铵溶液，将清液C浓缩、干燥，再与滤渣A、滤渣B混合，即制得肥料级磷酸一铵产品。

进一步地，所述S1中湿法磷酸先经陈化2～4h；分离出清液加入氢氧化钙脱硫，加热至75～90℃反应2.5～3.5h，分离出清液再加入碳酸钠脱氟，加热至90～95℃反应2～3h。可以高效的脱除湿法磷酸里的硫和氟。

进一步地，所述S2中加入氨水至中和度为1.11～1.21。

进一步地，所述S2中反应体系的pH为4.5～5.1，于90～95℃，350～450r/min搅拌反应。

便于一次反应中氨水和磷酸反应生成磷酸一铵溶液，且使一部分的铁、铝、镁、氟、钙等杂质生成非水溶性的化合物沉淀。

进一步地，所述S3中加入氨水至中和度为1.9～2.1。

进一步地，所述S3中反应体系的pH为8.5～9.0，于90～95℃，350～450r/min搅拌反应。

便于二次反应中氨水和清液A中的磷酸反应生成磷酸一铵溶液，且避免与磷酸一铵反应生成磷酸二铵，并进一步使剩余的铁、铝、镁、氟、钙等杂质生成非水溶性的化合物沉淀。

进一步地，所述S4中混合醇溶液为甲醇、丙醇、2-甲基丙醇、丁醇或乙二醇中的至少两种。

进一步地，所述S4中加入混合醇溶液与清液B的质量比例为1.05～1.18:1。

进一步地，所述S4中于室温，150～200r/min搅拌反应20～35min。

便于磷酸一铵的析出，而镁的水和物溶于混合醇溶液，以分离出纯度较高的磷酸一铵产品。

进一步地，所述S2～S4中离心分离均于3000～4000r/mim，离心20～30min。

本申请采用先进行两次中和净化反应，再联合使用混合醇溶液进行净化反应，可以生产制得纯度较高的工业级磷酸一铵；在此基础上，再将清液C浓缩、干燥，再与滤渣A、滤渣B混合，以生产制得纯度较高的肥料级磷酸一铵。

除此之外，本申请综合利用清液C浓缩、干燥，再与滤渣A、滤渣B混合生产肥料级磷酸一铵，有效的利用了各物料，避免了物料的浪费，从而有效提高经济效益。

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

1.本发明通过进行两次中和净化反应，再联合使用混合醇溶液进行净化反应，可以生产制得纯度较高的工业级磷酸一铵；在此基础上，再将反应的滤渣和生产工业级磷酸一铵过程中产生的副产物综合利用，以生产制得纯度较高的肥料级磷酸一铵。

2.本发明通过将反应的滤渣和生产工业级磷酸一铵过程中产生的副产物综合利用，生产制得肥料级磷酸一铵，有效的提高了物料的利用率，避免了物料的浪费，从而有效提高了经济效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法的生产工艺流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例提供的湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法及其制备方法进行具体说明。

实施例1

本实施例提供了湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法，包括以下步骤：

S1：将湿法磷酸先经陈化3h；分离出清液加入氢氧化钙脱硫，加热至80℃反应2.5h，分离出清液再加入碳酸钠脱氟，加热至90℃反应2h；

S2：将预净化后的湿法磷酸浓缩至相对密度为1.25，加入氨水至中和度为1.19，调节pH为5.1，于90℃，450r/min搅拌反应，得到料浆A；将料浆A于3000r/mim，离心30min，得到清液A和滤渣A；

S3：将清液A中加入氨水至中和度为1.9，调节pH为8.8，于95℃，400r/min搅拌反应，得到料浆B；将料浆B于4000r/mim，离心20min，得到清液B和滤渣B；

S4：将清液B与甲醇、丙醇混合醇溶液按质量比例为1:1.16混合，于室温，200r/min搅拌反应30min，析出沉淀；于3500r/mim，离心20～30min分离，得到清液C和沉淀C；

S5：将沉淀C干燥即得到工业级磷酸一铵；

S6：将清液C浓缩、干燥，再与滤渣A、滤渣B混合，即得到肥料级磷酸一铵。

实施例2

本实施例提供了湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法，包括以下步骤：

S1：将湿法磷酸先经陈化3.5h；分离出清液加入氢氧化钙脱硫，加热至85℃反应2.5h，分离出清液再加入碳酸钠脱氟，加热至95℃反应2.5h；

S2：将预净化后的湿法磷酸浓缩至相对密度为1.24，加入氨水至中和度为1.18，调节pH为4.7，于90℃，380r/min搅拌反应，得到料浆A；将料浆A于3000r/mim，离心30min，得到清液A和滤渣A；

S3：将清液A中加入氨水至中和度为2.1，调节pH为8.8，于90℃，400r/min搅拌反应，得到料浆B；将料浆B于4000r/mim，离心20min，得到清液B和滤渣B；

S4：将清液B与甲醇、丙醇、2-甲基丙醇混合醇溶液按质量比例为1:1.09混合，于室温，160r/min搅拌反应30min，析出沉淀；于3500r/mim，离心30min分离，得到清液C和沉淀C；

S5：将沉淀C干燥即得到工业级磷酸一铵；

S6：将清液C浓缩、干燥，再与滤渣A、滤渣B混合，即得到肥料级磷酸一铵。

实施例3

本实施例提供了湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法，包括以下步骤：

S1：将湿法磷酸先经陈化3h；分离出清液加入氢氧化钙脱硫，加热至80℃反应3h，分离出清液再加入碳酸钠脱氟，加热至90℃反应3h；

S2：将预净化后的湿法磷酸浓缩至相对密度为1.22，加入氨水至中和度为1.16，于20℃，调节pH为5，于90℃，450r/min搅拌反应，得到料浆A；将料浆A于3000r/mim，离心30min，得到清液A和滤渣A；

S3：将清液A中加入氨水至中和度为1.9，调节pH为8.6，于95℃，400r/min搅拌反应，得到料浆B；将料浆B于4000r/mim，离心20min，得到清液B和滤渣B；

S4：将清液B与甲醇、丁醇混合醇溶液按质量比例为1:1.12混合，于室温，180r/min搅拌反应35min，析出沉淀；于4000r/mim，离心30min分离，得到清液C和沉淀C；

S5：将沉淀C干燥即得到工业级磷酸一铵；

S6：将清液C浓缩、干燥，再与滤渣A、滤渣B混合，即得到肥料级磷酸一铵。

实施例4

本实施例提供了湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法，包括以下步骤：

S1：将湿法磷酸先经陈化2h；分离出清液加入氢氧化钙脱硫，加热至75℃反应3.5h，分离出清液再加入碳酸钠脱氟，加热至92℃反应2.5h；

S2：将预净化后的湿法磷酸浓缩至相对密度为1.24，加入氨水至中和度为1.15，调节pH为4.8，于92℃，380r/min搅拌反应，得到料浆A；将料浆A于3000r/mim，离心30min，得到清液A和滤渣A；

S3：将清液A中加入氨水至中和度为2，调节pH为8.6，于95℃，450r/min搅拌反应，得到料浆B；将料浆B于4000r/mim，离心20min，得到清液B和滤渣B；

S4：将清液B与丁醇、乙二醇混合醇溶液按质量比例为1:1.1混合，于室温，200r/min搅拌反应35min，析出沉淀；于4000r/mim，离心20min分离，得到清液C和沉淀C；

S5：将沉淀C干燥即得到工业级磷酸一铵；

S6：将清液C浓缩、干燥，再与滤渣A、滤渣B混合，即得到肥料级磷酸一铵。

实施例5

本实施例提供了湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法，包括以下步骤：

S1：将湿法磷酸先经陈化4h；分离出清液加入氢氧化钙脱硫，加热至90℃反应3.5h，分离出清液再加入碳酸钠脱氟，加热至90℃反应2h；

S2：将预净化后的湿法磷酸浓缩至相对密度为1.26，加入氨水至中和度为1.21，调节pH为5.1，于90℃，350r/min搅拌反应，得到料浆A；将料浆A于3000r/mim，离心30min，得到清液A和滤渣A；

S3：将清液A中加入氨水至中和度为2.1，调节pH为9.0，于95℃，450r/min搅拌反应，得到料浆B；将料浆B于4000r/mim，离心20min，得到清液B和滤渣B；

S4：将清液B与甲醇、乙二醇混合醇溶液按质量比例为1:1.18混合，于室温，200r/min搅拌反应35min，析出沉淀；于4000r/mim，离心30min分离，得到清液C和沉淀C；

S5：将沉淀C干燥即得到工业级磷酸一铵；

S6：将清液C浓缩、干燥，再与滤渣A、滤渣B混合，即得到肥料级磷酸一铵。

实施例6

本实施例提供了湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法，包括以下步骤：

S1：将湿法磷酸先经陈化2h；分离出清液加入氢氧化钙脱硫，加热至90℃反应2.5h，分离出清液再加入碳酸钠脱氟，加热至90℃反应2h；

S2：将预净化后的湿法磷酸浓缩至相对密度为1.21，加入氨水至中和度为1.11，调节pH为4.5，于90℃，350r/min搅拌反应，得到料浆A；将料浆A于3000r/mim，离心30min，得到清液A和滤渣A；

S3：将清液A中加入氨水至中和度为1.9，调节pH为8.5，于90℃，350r/min搅拌反应，得到料浆B；将料浆B于4000r/mim，离心20min，得到清液B和滤渣B；

S4：将清液B与2-甲基丙醇、丁醇混合醇溶液按质量比例为1:1.05混合，于室温，150r/min搅拌反应35min，析出沉淀；于3000r/mim，离心30min分离，得到清液C和沉淀C；

S5：将沉淀C干燥即得到工业级磷酸一铵；

S6：将清液C浓缩、干燥，再与滤渣A、滤渣B混合，即得到肥料级磷酸一铵。

对比例

本对比例提供了湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法，包括以下步骤：

S1：将湿法磷酸先经陈化3h；分离出清液加入氢氧化钙脱硫，加热至80℃反应3h，分离出清液再加入碳酸钠脱氟，加热至90℃反应2h进行预净化；

S2：将预净化后的湿法磷酸浓缩至相对密度为1.25，加入氨水至中和度为1.19，调节pH为5.1，于90℃，450r/min搅拌反应，得到料浆A；将一部分料浆A浓缩至相对密度1.25，干燥制得肥料级磷酸一铵；

S3：将另一部分料浆A进行沉降，得到清液A和滤渣A；将滤渣A干燥制得肥料级磷酸一铵；

S4：将清液A浓缩至相对密度1.6、结晶、于4000r/mim，离心30min，得到清液B和晶体B；将晶体B干燥得到工业级磷酸一铵；将清液B通入至料浆A中循环使用。

实验例1

取按实施例1～6和对比例的方法制得工业级磷酸一铵与肥料级磷酸一铵试样，检测计算各工业级磷酸一铵试样和各肥料级磷酸一铵试样各成份的含量；结果如表1所示。

表1各试样各成份含量

由表1可以看出：按实施例1-6方法制备得到的工业级磷酸一铵试样的总P₂O₅和N的含量比对比例方法制备得到的工业级磷酸一铵试样的总P₂O₅和N的含量较高；按实施例1-6方法制备得到的肥料级磷酸一铵试样的有效P₂O₅和N的含量比对比例方法制备得到的肥料级磷酸一铵试样的有效P₂O₅和N的含量比较高。由此可见，本申请的方法生产的肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵具有更高的纯度，具有较好质量。

实验例2

取按实施例1～6和对比例的方法制得工业级磷酸一铵与肥料级磷酸一铵试样，检测计算各工业级磷酸一铵试样和各肥料级磷酸一铵试样总P₂O₅回收率；结果如表2所示。

表2各试样总P₂O₅回收率

由表2可以看出：按实施例1-6方法制备得到的工业级磷酸一铵试样的总P₂O₅回收率比对比例方法制备得到的工业级磷酸一铵试样的总P₂O₅回收率高；由此可见，本申请的方法通过有效利用生产工业级磷酸一铵过程中产生的副产物，可以有效提高磷酸中总P₂O₅的回收率，避免了物料的浪费，有效提高了经济效率。

本申请提供的湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法，综合两次中和净化步骤和混合醇溶液的净化步骤可以生产纯度较高的工业级磷酸一铵；综合三次净化反应的滤渣再综合利用生产纯度较高的肥料级磷酸一铵，可以有效提高物料的利用度，避免了资源的浪费，从而有效提高经济效益。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、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.湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将湿法磷酸进行预净化；

S2：将预净化后的湿法磷酸浓缩至相对密度为1.21～1.26，与氨水通入一次反应器反应，得到料浆A；将料浆A进行离心分离，得到清液A和滤渣A；

S3：将清液A与氨水通入二次反应器反应，得到料浆B；将料浆B进行离心分离，得到清液B和滤渣B；

S4：将清液B与混合醇溶液按比例通入三次反应器反应，析出沉淀；进行离心分离，得到清液C和沉淀C；

S5：将沉淀C干燥即得到工业级磷酸一铵；

S6：将清液C浓缩、干燥，再与滤渣A、滤渣B混合，即得到肥料级磷酸一铵。

2.根据权利要求1所述的湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法，其特征在于，所述S1中湿法磷酸先经陈化2～4h；分离出清液加入氢氧化钙脱硫，加热至75～90℃反应2.5～3.5h，分离出清液再加入碳酸钠脱氟，加热至90～95℃反应2～3h。

3.根据权利要求1所述的湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法，其特征在于，所述S2中加入氨水至中和度为1.11～1.21。

4.根据权利要求1所述的湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法，其特征在于，所述S2中反应体系的pH为4.5～5.1，于90～95℃，350～450r/min搅拌反应。

5.根据权利要求1所述的湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法，其特征在于，所述S3中加入氨水至中和度为1.9～2.1。

6.根据权利要求1所述的湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法，其特征在于，所述S3中反应体系的pH为8.5～9.0，于90～95℃，350～450r/min搅拌反应。

7.根据权利要求1所述的湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法，其特征在于，所述S4中混合醇溶液为甲醇、丙醇、2-甲基丙醇、丁醇或乙二醇中的至少两种。

8.根据权利要求1所述的湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法，其特征在于，所述S4中加入混合醇溶液与清液B的质量比例为1.05～1.18:1。

9.根据权利要求1所述的湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法，其特征在于，所述S4中于室温，150～200r/min搅拌反应20～35min。

10.根据权利要求1所述的湿法磷酸生产肥料级磷酸一铵和工业级磷酸一铵的方法，其特征在于，所述S2～S4中离心分离均于3000～4000r/mim，离心20～30min。

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