CN114408889A - 一种磷酸铁制备方法、产品及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例属于磷矿加工技术领域，涉及一种磷酸铁制备方法、产品及系统。该磷酸铁制备方法包括如下步骤:用硝酸将磷矿或磷精矿进行酸解，并分离酸不溶物得到第一溶液；将第一溶液进行脱钙处理，并固液分离获取第二溶液；将第二溶液加入铁源进行反应得到磷酸铁；其中，加入第二溶液的铁源的摩尔量低于第二溶液中磷酸根的摩尔量。该磷酸铁制备方法、产品及系统提供的技术方案能够使铁源与磷酸根高效反应得到磷酸铁沉淀，此过程省去了萃取和脱色的过程，工艺更加简单便捷，生产成本低，环境友好，且制得的磷酸铁纯度高。
Description
技术领域
本发明涉及磷矿加工技术领域，更具体地，涉及一种磷酸铁制备方法、产品及系统。
背景技术
传统的磷酸铁采用铁源和磷源进行反应制备，一般是用二价铁盐（如硫酸亚铁）和磷酸氢氨，磷酸，氨水，双氧水等反应合成。该技术方法有不可避免的副产物铵盐，铵盐溶液总量较大且含量低，环保处理起来成本高，且容易污染环境，并且副产物价值不高；此外，在制备过程中，为获得高纯度的磷酸铁，需要进行多级萃取和脱色反应，制备过程复杂。
硝酸磷肥工艺中应用硝酸分解磷矿或磷精矿生产硝酸磷肥，其中磷酸根都作为硝酸磷肥产品中的成分，在硝酸磷肥工艺中生产高质量的磷酸铁同时不影响硝酸磷肥磷肥的整体工艺，只是部分用于生产磷酸铁，这样实现了磷酸铁的生产和硝酸磷肥的生产，两种工艺均能够在一条生产线中实现，高效利用了硝酸磷肥生产线，且能够生产出高质量的磷酸铁。
发明内容
本发明的目的在于提供一种磷酸铁制备方法、产品及系统，用以充分利用目前的硝酸磷肥生产线，而且现有磷酸铁制备方法制备得到磷酸铁产物中存在铵盐副产物，处理成本高，且在制备过程中需要进行多级萃取和脱色反应，制备过程复杂的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种磷酸铁制备方法，采用了如下所述的技术方案：
一种磷酸铁制备方法，所述方法包括如下步骤:
用硝酸将磷矿或磷精矿进行酸解，并分离酸不溶物得到第一溶液；
将所述第一溶液进行脱钙处理，并固液分离获取第二溶液；
将所述第二溶液加入铁源进行反应得到磷酸铁；其中，加入所述第二溶液的铁源的摩尔量低于所述第二溶液中磷酸根的摩尔量。
在其中一些实施例中，所述将所述第二溶液加入铁源进行反应得到磷酸铁的步骤中，控制反应体系的pH值范围为1~2。
在其中一些实施例中，加入所述第二溶液的铁源的摩尔量为所述第二溶液中磷酸根的摩尔量的50%~90%。
在其中一些实施例中，所述将所述第二溶液加入铁源进行反应得到磷酸铁的步骤中，还包括如下步骤：
将所述第二溶液进行脱硝酸根处理，并加入所述铁源进行反应得到磷酸铁，其中，所述铁源包括铁盐或亚铁盐中的至少一种，优选的，铁盐为硝酸铁或硝酸亚铁、氯化铁或氯化亚铁。
在其中一些实施例中，所述将所述第二溶液加入铁源进行反应得到磷酸铁的步骤中，包括如下步骤：
将所述第二溶液加入铁源进行反应，并固液分离得到磷酸铁沉淀和第三溶液；
所述第三溶液能够形成硝酸磷肥；或，将所述第三溶液进行脱硝处理，脱除的硝酸循环用于磷酸或磷精矿的酸解。
在其中一些实施例中，所述铁源包括铁盐、亚铁盐、铁氧化物或铁单质中的至少一种。
在其中一些实施例中，将所述第三溶液进行脱硝酸处理，是通过对所述第三溶液进行蒸发以脱除硝酸；优选地，对所述第三溶液进行蒸发以脱除硝酸的温度保持120～180℃之间。
在其中一些实施例中，所述将所述第一溶液进行脱钙处理，并固液分离获取第二溶液的步骤中，包括如下步骤：
将所述第一溶液进行冷冻结晶，并固液分离获取初始脱钙溶液；
将所述初始脱钙溶液加入硫酸溶液或含硫酸根的溶液进行反应，并固液分离获取所述第二溶液，优选的，含有硫酸根的溶液为硫酸铵或硫酸氢铵。
一种根据如上所述的通过所述磷酸铁制备方法制备得到的磷酸铁产品。
一种磷酸铁制备系统，应用于如上所述的磷酸铁制备方法；包括：
酸解反应装置，用于通入硝酸和磷矿进行酸解反应得到酸解浆；
第一固液分离装置，与所述酸解反应装置连通，用于通入所述酸解浆进行固液分离，得到第一溶液；
脱钙装置，与所述第一固液分离装置连通，用于通入所述第一溶液进行脱钙处理得到脱钙产物；
第二固液分离装置，与所述脱钙装置连通，用于通入所述脱钙产物进行固液分离得到第二溶液；
磷酸铁反应装置，与所述第二固液分离装置连通，用于通入铁源与所述第二溶液进行反应得到磷酸铁。
与现有技术相比，本发明实施例主要有以下有益效果：
该磷酸铁制备方法通过对磷矿或磷精矿进行酸解、脱钙后获得第二溶液，其中该第二溶液主要含有硝酸和磷酸溶液，通过在该第二溶液中直接加入铁源，通过控制加入铁源的摩尔量低于磷酸根的摩尔量，以使铁源能够与磷酸根高效反应得到磷酸铁沉淀，多余的磷酸根能够与溶液中其他的物质形成磷肥副产物，该副产物也能够直接用于制备肥料，此过程省去了萃取和脱色的过程，工艺更加简单便捷，生产成本低，环境友好，且制得的磷酸铁纯度高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明实施例的磷酸反应装置的结构示意图；
图2 为本发明实施例的磷酸反应装置的第一脱硝装置的结构示意图。
附图标记：
100、磷酸铁制备系统；
1、酸解反应装置；11、第一通道；12、第二通道；2、第一固液分离装置；3、脱钙装置；31、冷冻结晶装置；32、第三固液分离装置；33、除钙反应装置；4、第二固液分离装置；5、磷酸铁反应装置；6、第一脱硝装置；61、第一罐体；62、第一加热管；7、第四固液分离装置；8、第二脱硝装置。
具体实施方式
如本文所用之术语：
“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当范围描述为“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
在这些实施例中，除非另有指明，所述的份和百分比均按质量计。
“质量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位，1份可表示任意的单位质量，如可以表示为1g，也可表示2.689g等。假如我们说A组分的质量份为a份，B组分的质量份为b份，则表示A组分的质量和B组分的质量之比a：b。或者，表示A组分的质量为aK，B组分的质量为bK（K为任意数，表示倍数因子）。不可误解的是，与质量份数不同的是，所有组分的质量份之和并不受限于100份之限制。
“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)。
本发明提供一种磷酸铁制备方法，该方法包括如下步骤：
用硝酸将磷矿或磷精矿进行酸解，并分离酸不溶物得到第一溶液；
将所述第一溶液进行脱钙处理，并固液分离获取第二溶液；
将所述第二溶液加入铁源进行反应得到磷酸铁；其中，加入所述第二溶液的铁源的摩尔量低于所述第二溶液中磷酸根的摩尔量。
上述，磷矿或磷精矿进行酸解、脱钙后获得第二溶液，其中该第二溶液主要含有硝酸和磷酸溶液，通过在该第二溶液中直接加入铁源，通过控制加入铁源的摩尔量低于磷酸根的摩尔量，以使铁源能够与磷酸根高效反应得到磷酸铁沉淀，多余的磷酸根能够与溶液中其他的物质形成磷肥副产物，该副产物也能够直接用于制备肥料，此过程省去了萃取和脱色的过程，工艺更加简单便捷，生产成本低，环境友好，且制得的磷酸铁纯度高。
上述，在用硝酸将磷矿或磷精矿进行酸解的过程中，磷矿或磷精矿原料是可以是自然采掘获取的高品位磷矿，磷精矿为中低品位磷矿经除杂或纯化所获取的磷精矿。磷矿或磷精矿用硝酸酸解后形成酸解液，通过对酸解液进行过滤，分离酸不溶物得到第一溶液，其中第一溶液主要含有磷酸根、硝酸根、杂质金属离子如钙离子等。具体在本实施例中，酸解过程中添加的硝酸可以是相对过量的，以使磷矿或磷精矿原料反应完全。此外，酸不溶物主要含有硅钙镁的酸不溶盐，可将该酸不溶物制备成土壤调理剂产品，以用于改良土壤。
在将第一溶液进行脱钙处理，并固液分离获取第二溶液的过程中，第一溶液可以采用冷冻结晶或者加入硫酸溶液等方式将钙离子析出，随后固液分离得到第二溶液，其中该第二溶液主要还有磷酸根、硝酸根和其他一些金属离子等。
具体在本实施例中，所述将所述第一溶液进行脱钙处理，并固液分离获取第二溶液的步骤中，包括如下步骤：
将所述第一溶液进行冷冻结晶，并固液分离获取初始脱钙溶液；
将所述初始脱钙溶液加入硫酸溶液或含硫酸根的溶液进行反应，并固液分离获取所述第二溶液。
上述，将第一溶液冷冻结晶的温度为-12℃～-4℃，在该温度范围下65%～90%的硝酸钙以Ca(NO3)2·4H2O结晶形式析出；然后再将冷冻溶液进行低温真空过滤如在真空过滤机进行过滤分离，促进晶粒的凝结和析出，获取进行第一次脱钙的初始脱钙溶液。其中，对第一溶液进行冷冻结晶的过程包括：将酸解得到的第一溶液加入结晶器中与冷却剂间接换热进行结晶冷却，形成硝酸钙结晶悬浮液，操作为：在搅拌下于常压将酸解液加入带有盘管的结晶器中，盘管内为质量浓度20%的氨水和酸解液进行间接换热，第一溶液温度降至 -12℃～-4℃析出硝酸钙晶体，低温真空过滤结晶悬浮液分离出硝酸钙沉淀和初始脱钙溶液。
向初始脱钙溶液加入硫酸溶液或含硫酸根的溶液，其中含硫酸根的溶液例如可以是硫酸铵等，使初始脱钙溶液中剩余的钙离子以微溶或难溶的硫酸钙析出，以进一步脱除钙离子，固液分离得到第二溶液。需要说明的是，在本实施例中，硫酸溶液或含硫酸根的溶液是不过量的，以有效避免引入硫酸根杂质，防止脱钙后的第二溶液中含有影响磷酸铁质量的硫酸根。此外，为了保证后续硫酸根对磷酸铁的纯度造成影响，在脱钙之后需保持第二溶液中的硫酸根的浓度低于0.05%。
在一些实施例中，将所述第二溶液加入铁源进行反应得到磷酸铁的步骤中，控制反应体系的pH值范围为1~2，本发明在制备磷酸铁的过程中发现，要实现制备高纯度的磷酸铁，合适的磷酸和铁源配比、反应体系的值对于控制离子沉淀的类型非常重要，本发明通过控制反应体系的pH值范围为1~2，结合其他步骤，能够在磷酸和铁源反应生成磷酸铁的过程中，有效避免在反应过程中磷酸和其他金属离子生成沉淀影响磷酸铁的纯度，从而能够获得铁磷比高达1.02的磷酸铁。
优选地，加入所述第二溶液的铁源的摩尔量为所述第二溶液中磷酸根的摩尔量的50%~90%，例如可以是50%、60%、70%、80%、90%等，在此不作特别的限制。可以理解地，控制铁源的摩尔量和磷酸根的摩尔量在此优选范围，可以更好地使铁源与磷酸根反应完全，保证溶液中存在多余的磷酸根，从而提高磷酸铁的纯度，其中多余的磷酸根能够与溶液中其他的物质形成硝酸磷肥副产物，该副产物也能够直接用于制备肥料，有效避免形成浪费。
在一些实施例中，所述将所述第二溶液加入铁源进行反应得到磷酸铁的步骤中，还包括如下步骤：
将所述第二溶液进行脱硝酸根处理，并加入所述铁源进行反应得到磷酸铁，其中，所述铁源包括铁盐或亚铁盐中的至少一种。
上述，将所述第二溶液进行脱硝酸根处理，可以是通过蒸发浓缩的方式脱除硝酸。其中，采用蒸发浓缩的方式对第二溶液进行脱硝酸根处理时，蒸发温度控制在140～190℃之间。
可以理解地，第二溶液脱硝酸根之后，该第二溶液主要含有磷酸根和其他的一些杂质金属离子，此时第二溶液酸性较弱，磷酸根和铁单质较难反应，因此通过控制加入的铁源为铁盐或亚铁盐中的至少一种，以使铁离子或者亚铁离子能够直接与磷酸根反应生成磷酸铁沉淀。铁源例如可以是硝酸铁、硝酸亚铁、氯化铁等中的至少一种，当然也也可以采用氧化铁或者是氧化亚铁进行反应，但是反应的速度会比较慢，而且要保证酸溶液的pH值不能超过3，以避免铁离子或亚铁离子外的其他离子与磷酸根反应生成沉淀。
所述将所述第二溶液加入铁源进行反应得到磷酸铁的步骤中，包括如下步骤：
将所述第二溶液加入铁源进行反应，并固液分离得到磷酸铁沉淀和第三溶液；
所述第三溶液能够形成硝酸磷肥；或，将所述第三溶液进行脱硝处理，脱除的硝酸循环用于磷酸或磷精矿的酸解。
上述，磷矿或磷精矿进行酸解、脱钙后获得第二溶液，其中该第二溶液主要含有硝酸和磷酸溶液，通过在该第二溶液中直接加入铁源，通过控制加入铁源的摩尔量低于磷酸根的摩尔量，以使铁源能够与磷酸根高效反应得到磷酸铁沉淀和第三溶液。其中，该第三溶液中含有多余的磷酸根、硝酸根和其他金属离子，在一个实施例中，多余的磷酸根能够与硝酸根、和溶液中其他金属离子形成硝酸磷肥副产物，该副产物能够直接用于制备肥料，提高产物利用率。或者，在另一个实施例中，可以对该第三溶液脱硝处理，具体可以是通过蒸发浓缩的方式分离硝酸，分离得到的硝酸可以用于磷酸或磷精矿的酸解，提高利用率。其中，采用蒸发浓缩的方式对该第三溶液进行脱硝酸根处理时，蒸发温度控制在140℃～190℃之间。
上述，将所述第二溶液加入铁源进行反应，并固液分离得到磷酸铁沉淀和第三溶液的步骤中，加入的铁源包括铁盐、亚铁盐、铁氧化物或铁单质中的至少一种。具体地，固液分离方式可以采用过滤分离得到该磷酸铁沉淀和第三溶液，将分离得到的磷酸铁沉淀进行多次清洗后得到磷酸铁产品。
本发明还提供一种根据如上所述的磷酸铁制备方法制备得到的磷酸铁产品。
本发明还提供一种磷酸铁制备系统100，应用于如上所述的磷酸铁制备方法，如图1和图2所示，包括：
酸解反应装置1，用于通入硝酸和磷矿进行酸解反应得到酸解浆；
第一固液分离装置2，与所述酸解反应装置1连通，用于通入所述酸解浆进行固液分离，得到第一溶液；
脱钙装置3，与所述第一固液分离装置2连通，用于通入所述第一溶液进行脱钙处理得到脱钙产物；
第二固液分离装置4，与所述脱钙装置3连通，用于通入所述脱钙产物进行固液分离得到第二溶液；
磷酸铁反应装置5，与所述第二固液分离装置4连通，用于通入铁源与所述第二溶液进行反应得到磷酸铁。
在一些实施例中，可以设置第三固液分离装置，与磷酸铁反应装置5连接，用于分离磷酸铁反应装置5得到的反应产物，分离出磷酸铁和副产物硝酸磷肥。
综上，该磷酸铁制备系统100通过酸解反应装置1、第一固液分离装置2、脱钙装置3、第二固液分离装置4和磷酸铁反应装置5依次设置，能够对磷矿或磷精矿依次进行酸解、脱钙后获得第二溶液，其中该第二溶液主要含有硝酸和磷酸溶液，通过在该第二溶液中直接加入铁源，通过控制加入铁源的摩尔量低于磷酸根的摩尔量，以使铁源能够与磷酸根高效反应得到磷酸铁沉淀，多余的磷酸根能够与溶液中其他的物质形成磷肥副产物，该副产物也能够直接用于制备肥料，此过程省去了萃取和脱色的过程，工艺更加简单便捷，生产成本低，环境友好，且制得的磷酸铁纯度高。
在一些实施例中，所述磷酸铁制备系统100还包括设置于所述第二固液分离装置4和所述磷酸铁反应装置5之间的第一脱硝装置6，所述第二固液分离装置4、第一脱硝装置6和所述磷酸铁反应装置5依次连通，所述第一脱硝装置6用于通入所述第二溶液进行脱硝处理，脱硝后的所述第二溶液通入所述磷酸铁反应装置5。可以理解地，通过该第一脱硝装置6能够对第二溶液进行脱硝酸根处理，以使该第二溶液主要含有磷酸根和其他的一些杂质金属离子，便于后续该磷酸根和铁源直接生成磷酸铁沉淀，避免硝酸根的干扰。需要说明的是，此时第二溶液酸性较弱，磷酸根和铁单质较难反应，因此通过控制加入的铁源为铁盐或亚铁盐中的至少一种，以使铁离子或者亚铁离子能够直接与磷酸根反应生成磷酸铁沉淀。铁源例如可以是硝酸铁、硝酸亚铁、氯化铁等中的至少一种。
具体在本实施例中，如图2所示，所述第一脱硝装置6包括第一罐体61、第一隔热套和第一加热管62；所述第一罐体61具有用于容纳所述第二溶液的第一容纳腔，所述第一隔热套包裹所述第一罐体61的外壁，所述第一加热管62位于所述第一罐体61和所述第一隔热套之间，且所述第一加热管62螺旋盘设于所述第一罐体61的外壁，所述第一加热管62能够通入热水以对所述第一罐体61进行加热。可以理解地，通过第一加热管62对第一罐体61进行加热，第一隔热套能够防止第一加热管62和第一罐体61的热量散失，能够对通入该第一罐体61的第二溶液进行蒸发以脱除第二溶液中的硝酸根，其中，通过第一加热管62盘旋设置于第一罐体61的外壁，对该第一加热管62通入热水循环流动，利用水热效应对该第一罐体61的各处位置进行均匀加热，提高蒸发效果及效果。
在一些实施例中，所述脱钙装置3包括：
冷冻结晶装置31，与所述第一固液分离装置2连通，用于通入所述第一溶液进行冷冻结晶得到结晶产物；
第三固液分离装置32，与所述冷冻结晶装置31连通，用于通入所述结晶产物进行固液分离得到初始脱钙溶液；
除钙反应装置33，分别与所述第三固液分离装置32和所述第二固液分离装置连通4，用于通入所述初始脱钙溶液和含硫酸根的溶液进行反应得到二次脱钙溶液，所述二次脱钙溶液通入所述第二固液分离装置4分离得到所述第二溶液。
可以理解地，通过该冷冻结晶装置31、第三固液分离装置32和除钙反应装置33配合使用，能够对第一溶液进行二次除钙操作，以能够对该第二溶液进行深度脱钙，进一步提高脱钙效果。
在一些实施例中，所述磷酸铁制备系统100还包括：
第四固液分离装置7，与所述磷酸铁反应装置5连通，用于通入所述磷酸铁进行固液分离得到磷酸铁沉淀和第三溶液。
第二脱硝装置8，分别与所述第四固液分离装置7和所述酸解反应装置1连通，用于通入所述第三溶液进行脱硝处理，脱硝后的所述第三溶液通入所述酸解反应装置1进行循环使用。
可以理解地，该第三溶液中含有多余的磷酸根、硝酸根和其他金属离子，通过该第二脱硝装置8对第三溶液进行脱硝处理，能够分离得到硝酸用于磷酸或磷精矿的酸解，提高利用率。
具体在本实施例中，所述第二脱硝装置8包括第二罐体、第二隔热套和第二加热管；所述第二罐体具有用于容纳所述第三溶液的第二容纳腔，所述第二隔热套包裹所述第二罐体的外壁，所述第二加热管位于所述第二罐体和所述第二隔热套之间，且所述第二加热管螺旋盘设于所述第二罐体的外壁，所述第二加热管能够通入热水以对所述第二罐体进行加热。可以理解地，通过第二加热管对第二罐体进行加热，第二隔热套能够防止第二加热管和第二罐体的热量散失，能够对通入该第二罐体的第三溶液进行蒸发以脱除第三溶液中的硝酸根，并将该硝酸根通入酸解反应装置1进行循环使用。其中，通过第二加热管盘旋设置于第二罐体的外壁，对该第二加热管通入热水循环流动，利用水热效应对该第二罐体的各处位置进行均匀加热，提高蒸发效果及效果。
在一些实施例中，所述酸解反应装置1包括酸解槽体以及与所述酸解槽体连通的第一通道11和第二通道12，所述第一通道11用于通入磷矿，所述第二通道12用于通入硝酸；所述第一通道11和所述第二通道12处均设置有自动称重单元，并通过自动开关阀与所述酸解槽体连通。可以理解地，通过该自动称重单元，能够使磷矿和硝酸按照不同的配方比例自动投入该酸解槽体中进行酸解，无需人工进行添加，提高该系统自动化及投入物料的精确性。
在一些实施例中，所述酸解反应装置1还包括与所述酸解槽体转动连接的搅拌件，所述搅拌件位于所述酸解槽体内，该搅拌件能够使磷矿和硝酸充分反应，有利于磷矿的充分溶解，提高该磷矿的利用率。
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
将质量2000kg含有34% P2O5的磷精矿用折百硝酸2400kg（0.53tN）进行酸解，并进行固液分离，获取酸不溶物和第一溶液；将酸不溶物用水洗涤2～3次，并将洗涤液合并至第一溶液；
将第一溶液冷冻到温度为-5℃中进行结晶，再将冷冻溶液于-2～1℃下进行真空过滤，随后固液分离获取初始脱钙溶液；
向初始脱钙溶液中加入硫酸0.349kg进行反应，再次固液分离获取第二溶液；
将铁粉2300kg加入第二溶液进行反应，控制反应体系pH于1.5，反应完全充分沉淀后通过固液分离，分离得到含结晶水的磷酸铁；
进一步对含结晶水磷酸铁进行洗涤、干燥，去除结晶水后获取的无水磷酸铁1000kg；无水磷酸铁中P2O5含量为47.9%。
实施例2
将质量2000kg含有34% P2O5的磷精矿用折百硝酸2400kg（0.53tN）进行酸解，并进行固液分离，获取酸不溶物和第一溶液；将酸不溶物用水洗涤2～3次，并将洗涤液合并至第一溶液；
将第一溶液冷冻到温度为-5℃中进行结晶，再将冷冻溶液于-2℃下进行真空过滤，随后固液分离获取初始脱钙溶液；
向初始脱钙溶液中加入硫酸0.349kg进行反应，再次固液分离获取第二溶液；
对第二溶液于150℃中进行蒸发脱硝酸根处理；
制备铁源：将购买的重量为2300kg的85%的氯化铁用纯水溶解，过滤除杂后获取铁盐溶液；
将铁盐溶液与第二溶液反应，控制反应体系pH于1.3，反应完全充分沉淀后通过固液分离，分离得到含结晶水的磷酸铁；
进一步对含结晶水磷酸铁进行洗涤、干燥，去除结晶水后获取的无水磷酸铁1000kg；无水磷酸铁中P2O5含量为48.1%。
显然，以上所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围。本发明可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。
Claims (10)
1.一种磷酸铁制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤:
用硝酸将磷矿或磷精矿进行酸解，并分离酸不溶物得到第一溶液；
将所述第一溶液进行脱钙处理，并固液分离获取第二溶液；
将所述第二溶液加入铁源进行反应得到磷酸铁；其中，加入所述第二溶液的铁源的摩尔量低于所述第二溶液中磷酸根的摩尔量。
2.根据权利要求1所述的磷酸铁制备方法，其特征在于，所述将所述第二溶液加入铁源进行反应得到磷酸铁的步骤中，控制反应体系的pH值范围为1~2。
3.根据权利要求1所述的磷酸铁制备方法，其特征在于，加入所述第二溶液的铁源的摩尔量为所述第二溶液中磷酸根的摩尔量的50%~90%。
4.根据权利要求1所述的磷酸铁制备方法，其特征在于，所述将所述第二溶液加入铁源进行反应得到磷酸铁的步骤中，还包括如下步骤：
将所述第二溶液进行脱硝酸根处理，然后加入所述铁源进行反应得到磷酸铁，其中，所述铁源包括铁盐或亚铁盐中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的磷酸铁制备方法，其特征在于，所述将所述第二溶液加入铁源进行反应得到磷酸铁的步骤中，包括如下步骤：
将所述第二溶液加入铁源进行反应，并固液分离得到磷酸铁沉淀和第三溶液；
所述第三溶液能够形成硝酸磷肥；或，将所述第三溶液进行脱硝处理，脱除的硝酸循环用于磷酸或磷精矿的酸解。
6.根据权利要求5所述的磷酸铁制备方法，其特征在于，所述铁源包括铁盐、亚铁盐、铁氧化物或铁单质中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的磷酸铁制备方法，其特征在于，将所述第三溶液进行脱硝酸处理，是通过对所述第三溶液进行蒸发以脱除硝酸；优选地，对所述第三溶液进行蒸发以脱除硝酸的温度保持120～180℃之间。
8.根据权利要求1所述的磷酸铁制备方法，其特征在于，所述将所述第一溶液进行脱钙处理，并固液分离获取第二溶液的步骤中，包括如下步骤：
将所述第一溶液进行冷冻结晶，并固液分离获取初始脱钙溶液；
将所述初始脱钙溶液加入硫酸溶液或含硫酸根的溶液进行反应，并固液分离获取所述第二溶液。
9.一种根据权利要求1至8任一项所述的通过所述磷酸铁制备方法制备得到的磷酸铁产品。
10.一种磷酸铁制备系统，其特征在于，应用于如权利要求1至8任一项所述的磷酸铁制备方法；包括：
酸解反应装置，用于通入硝酸和磷矿进行酸解反应得到酸解浆；
第一固液分离装置，与所述酸解反应装置连通，用于通入所述酸解浆进行固液分离，得到第一溶液；
脱钙装置，与所述第一固液分离装置连通，用于通入所述第一溶液进行脱钙处理得到脱钙产物；
第二固液分离装置，与所述脱钙装置连通，用于通入所述脱钙产物进行固液分离得到第二溶液；
磷酸铁反应装置，与所述第二固液分离装置连通，用于通入铁源与所述第二溶液进行反应得到磷酸铁。
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