CN117361461A - 一种湿法磷酸生产磷酸一铵的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种湿法磷酸生产磷酸一铵的方法，通过本方法生产磷酸一铵节约了生产成本，降低了能耗，减小了污染，具有很好的经济效益；在生产过程中，中和后的滤渣可用于肥料级磷酸一铵生产，降低废渣、废液排放；有效回收了湿法磷酸中的氟，使之形成氟硅酸钠产品，既回收利用了氟资源，也避免了因磷肥含氟而对环境造成的氟污染。

Description

一种湿法磷酸生产磷酸一铵的方法

技术领域

本发明涉及磷酸一铵生产技术领域，特别涉及一种湿法磷酸生产磷酸一铵的方法。

背景技术

磷酸二氢铵，又名磷酸一铵，是一种无机化合物，为白色结晶性粉末，微溶于乙醇，不溶于丙酮，主要用作木材、织物、纸张的防火剂，也可用作化肥、面包改进剂、食品添加剂。

传统的磷酸一铵生产工艺如“浓缩法”是先浓缩磷酸，然后再用氨进行中和；而“稀酸料浆法”是先用氨中和磷酸，然后再进行浓缩、干燥。两种方法都属于一段式中和工艺，虽然规模大，生产成本低，但只能生产农用级的磷酸一铵，且产品的水溶性差，不能满足现代设施农业对全水溶性磷肥的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种湿法磷酸生产磷酸一铵的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种湿法磷酸生产磷酸一铵的方法，包括以下步骤：

S1：在湿法磷酸中，加入碳酸钠或氢氧化钠，过滤得脱氟磷酸液及滤渣，滤渣经洗涤、干燥后即为氟硅酸钠产品，洗涤水返回滤液中；

S2：将所得的部分脱氟磷酸液中，加入碳酸氢铵、氨气或氨水进行第一次中和反应，过滤得磷酸一铵中和料浆及渣浆A；

S3：将所得的磷酸一铵中和料浆中，继续加入碳酸氢铵或液氨进行第二次中和，充分反应后过滤，过滤得净化的磷酸一铵溶液及渣浆B；

S4：将所得的净化的磷酸一铵溶液进行压滤，充分过滤后，过滤得的磷酸一铵溶液清液及渣浆C；

S5：将所得的磷酸一铵溶液清液浓缩成P2O5质量浓度为28～31％的浓缩液，冷却至55～65℃，加入适量磷酸一铵晶种，在该温度下等温结晶1小时，之后冷却结晶至30℃以下，分离出晶体及母液，对所述母液重复本步骤的浓缩、结晶、过滤分离过程，合并各次晶体，经干燥后即为工业级磷酸一铵产品；

S6：将所得的渣浆A、渣浆B和渣浆C，经干燥后即得粉状农用级磷酸一铵产品；

S7：中和反应中产生的尾气用磷酸洗涤吸收后从烟囱排出。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S1中，在湿法磷酸按Na∶湿法磷酸中F＝1∶3的摩尔比，加入碳酸钠或氢氧化钠，在常温下反应60～100分钟；

在所述步骤S2中，所得磷酸一铵溶液中加入碳酸氢铵、氨气或氨水进行第一次中和反应至pH值为4.5～5.0；

在所述步骤S3中，所得磷酸一铵溶液中，继续加入碳酸氢铵、氨气或氨水进行第二次中和反应至pH值为5.8～6.2。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S3还包括以下步骤：

将湿法磷酸用泵送入压滤机除去固形物，得到的清液进入萃取塔上部，同时萃取塔下部加入清液3～9倍体积的萃取剂，在45～55℃下进行混合萃取，形成有机相和萃余相；

有机相进入脱硫脱氟槽与加入能中和硫酸根离子和氟离子1.05～1.1倍的脱硫剂、脱氟剂和再生剂，将脱硫剂、脱氟剂和再生剂充分搅拌反应后，溢流进入澄清槽进行沉降、分层，底部淤浆经压滤机过滤后排出，滤液返回澄清槽。

作为本发明的一种优选技术方案，所述萃取剂为磷酸三丁脂、稀释剂、脱色剂，配比关系为2∶1∶0.00005，其中所述稀释剂为煤油、脱色剂为双氧水，所述脱硫剂为碳酸钡或磷矿粉或者两者混合，所述脱氟剂为纯碱，所述再生剂为烧碱。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S5还包括一下步骤：

澄清槽中的上层清液从下部入口进入洗涤塔中，洗涤塔中下部入口加入所述上层清液5～15倍体积的净化磷酸与所述上层清液充分混合并分层，下层萃余相洗涤酸加入能中和洗涤酸1.0～1.05倍液氨在中和槽反应，用泵送入强制真空浓缩系统浓缩成P2O5质量浓度为28～31％的浓缩液，冷却至55～65℃，放入冷却结晶槽养晶、稠厚，经离心分离得到湿磷酸一铵，再用皮带输送机送入沸腾流化床用热空气干燥后，制得优质结晶状工业磷酸一铵，离心分离产生的母液返回中和槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

通过本方法生产磷酸一铵节约了生产成本，降低了能耗，减小了污染，具有很好的经济效益；在生产过程中，中和后的滤渣可用于肥料级磷酸一铵生产，降低废渣、废液排放；有效回收了湿法磷酸中的氟，使之形成氟硅酸钠产品，既回收利用了氟资源，也避免了因磷肥含氟而对环境造成的氟污染。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体流程示意图；

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。

如图1所示，本发明提供一种湿法磷酸生产磷酸一铵的方法，包括以下步骤：

S1：在湿法磷酸中，加入碳酸钠或氢氧化钠，过滤得脱氟磷酸液及滤渣，滤渣经洗涤、干燥后即为氟硅酸钠产品，洗涤水返回滤液中；

S2：将所得的部分脱氟磷酸液中，加入碳酸氢铵、氨气或氨水进行第一次中和反应，过滤得磷酸一铵中和料浆及渣浆A；

S3：将所得的磷酸一铵中和料浆中，继续加入碳酸氢铵或液氨进行第二次中和，充分反应后过滤，过滤得净化的磷酸一铵溶液及渣浆B；

S4：将所得的净化的磷酸一铵溶液进行压滤，充分过滤后，过滤得磷酸一铵溶液清液及渣浆C；

S5：将所得的磷酸一铵溶液清液浓缩成P2O5质量浓度为28～31％的浓缩液，冷却至55～65℃，加入适量磷酸一铵晶种，在该温度下等温结晶1小时，之后冷却结晶至30℃以下，分离出晶体及母液，对所述母液重复本步骤的浓缩、结晶、过滤分离过程，合并各次晶体，经干燥后即为工业级磷酸一铵产品；

S6：将所得的渣浆A、渣浆B和渣浆C，经干燥后即得粉状农用级磷酸一铵产品；

S7：中和反应中产生的尾气用磷酸洗涤吸收后从烟囱排出。

在本实施例中，对磷酸一铵中和料浆进行多级净化并压滤，净化和压滤后得到副产品肥料级酸一铵浆液及合格的工业级磷酸一铵清液两种中间品，净化后的磷酸一铵溶液清液去浓缩系统进行浓缩，浓缩成P2O5质量浓度为28～31％的浓缩液，再将磷酸一铵料浆浓缩液结晶分离出合格的工业级磷酸一铵产品，即，将所得已净化磷酸一铵溶液经常规蒸发浓缩至P2O5含量为30％后冷却至60℃，加入1克磷酸一铵晶种，等温结晶1小时后降温结晶，降温至20℃后离心分离晶体和母液；浓缩时，浓缩器中浓缩水相作为全工艺水循环使用，浓缩后料浆进入结晶器，增稠后离心进行固液分离，滤饼即是工业级磷酸一铵半成品，滤液送入母液槽循环使用；副产品肥料级酸一铵浆液送去肥料级MAP生产装置，以生产肥料级磷酸一铵；工业级磷酸一铵被送入流化床干燥器干燥，经筛分处理后，成品包装入库；大颗粒经破碎后返回干燥系统；干燥尾气经旋风分离器、洗涤塔洗涤净化后排空。

进一步的，所述步骤S1中，在湿法磷酸按Na∶湿法磷酸中F＝1∶3的摩尔比，加入碳酸钠或氢氧化钠，在常温下反应60～100分钟；

在所述步骤S2中，所得磷酸一铵溶液中加入碳酸氢铵、氨气或氨水进行第一次中和反应至pH值为4.5～5.0；

在所述步骤S3中，所得磷酸一铵溶液中，继续加入碳酸氢铵、氨气或氨水进行第二次中和反应至pH值为5.8～6.2。

在本实施例中，按照湿法磷酸按Na∶湿法磷酸中F＝1∶3的摩尔比，向湿法稀磷酸中缓慢加入工业级碳酸钠，并在常温搅拌下充分反应1小时后过滤分离出滤液和滤渣，水分次将滤渣洗至无酸性后烘干得氟硅酸钠产品，洗水合并入滤液中，再加入适量水稀释得脱氟稀磷酸；所得脱氟稀磷酸，常温搅拌下缓慢加入工业级碳酸氢铵进行中和反应至pH值4.6后过滤分离，滤液为磷酸一铵溶液，滤饼备用；将所得滤液在常温搅拌下继续加入工业级碳酸氢铵进行中和反应至pH值6.0，继续搅拌充分反应1小时后过滤分离，滤渣经常规洗涤、干燥后即得细沙状磷酸铵镁产品。

进一步的，所述步骤S3还包括以下步骤：

将湿法磷酸用泵送入压滤机除去固形物，得到的清液进入萃取塔上部，同时萃取塔下部加入清液3～9倍体积的萃取剂，在45～55℃下进行混合萃取，形成有机相和萃余相；

有机相进入脱硫脱氟槽与加入能中和硫酸根离子和氟离子1.05～1.1倍的脱硫剂、脱氟剂和再生剂，将脱硫剂、脱氟剂和再生剂充分搅拌反应后，溢流进入澄清槽进行沉降、分层，底部淤浆经压滤机过滤后排出，滤液返回澄清槽。

进一步的，所述萃取剂为磷酸三丁脂、稀释剂、脱色剂，配比关系为2∶1∶0.00005，其中所述稀释剂为煤油、脱色剂为双氧水，所述脱硫剂为碳酸钡或磷矿粉或者两者混合，所述脱氟剂为纯碱，所述再生剂为烧碱。

进一步的，所述步骤S5还包括一下步骤：

澄清槽中的上层清液从下部入口进入洗涤塔中，洗涤塔中下部入口加入所述上层清液5～15倍体积的净化磷酸与所述上层清液充分混合并分层，下层萃余相洗涤酸加入能中和洗涤酸1.0～1.05倍液氨在中和槽反应，用泵送入强制真空浓缩系统浓缩成P2O5质量浓度为28～31％的浓缩液，冷却至55～65℃，放入冷却结晶槽养晶、稠厚，经离心分离得到湿磷酸一铵，再用皮带输送机送入沸腾流化床用热空气干燥后，制得优质结晶状工业磷酸一铵，离心分离产生的母液返回中和槽。

本发明是一种湿法磷酸生产磷酸一铵的方法，通过本方法生产磷酸一铵节约了生产成本，降低了能耗，减小了污染，具有很好的经济效益；在生产过程中，中和后的滤渣可用于肥料级磷酸一铵生产，降低废渣、废液排放；有效回收了湿法磷酸中的氟，使之形成氟硅酸钠产品，既回收利用了氟资源，也避免了因磷肥含氟而对环境造成的氟污染。

最后应说明的是：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，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说，其依然可以对前述各实施例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同替换。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 (5)

1.一种湿法磷酸生产磷酸一铵的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在湿法磷酸中，加入碳酸钠或氢氧化钠，过滤得脱氟磷酸液及滤渣，滤渣经洗涤、干燥后即为氟硅酸钠产品，洗涤水返回滤液中；

S2：将所得的部分脱氟磷酸液中，加入碳酸氢铵、氨气或氨水进行第一次中和反应，过滤得磷酸一铵中和料浆及渣浆A；

S3：将所得的磷酸一铵中和料浆中，继续加入碳酸氢铵或液氨进行第二次中和，充分反应后过滤，过滤得净化的磷酸一铵溶液及渣浆B；

S4：将所得的净化的磷酸一铵溶液进行压滤，充分过滤后，过滤得净化的磷酸一铵溶液清液及渣浆C；

S5：将所得的磷酸一铵溶液清液浓缩成P2O5质量浓度为28～31％的浓缩液，冷却至55～65℃，加入适量磷酸一铵晶种，在该温度下等温结晶1小时，之后冷却结晶至30℃以下，分离出晶体及母液，对所述母液重复本步骤的浓缩、结晶、过滤分离过程，合并各次晶体，经干燥后即为工业级磷酸一铵产品；

S6：将所得的渣浆A、渣浆B和渣浆C，经干燥后即得粉状农用级磷酸一铵产品；

S7：中和反应中产生的尾气用磷酸洗涤吸收后从烟囱排出。

2.根据权利要求1所述的一种湿法磷酸生产磷酸一铵的方法，其特征在于，所述步骤S1中，在湿法磷酸按Na∶湿法磷酸中F＝1∶3的摩尔比，加入碳酸钠或氢氧化钠，在常温下反应60～100分钟；

在所述步骤S2中，所得磷酸一铵溶液中加入碳酸氢铵、氨气或氨水进行第一次中和反应至pH值为4.5～5.0；

在所述步骤S3中，所得磷酸一铵溶液中，继续加入碳酸氢铵、氨气或氨水进行第二次中和反应至pH值为5.8～6.2。

3.根据权利要求1所述的一种湿法磷酸生产磷酸一铵的方法，其特征在于，所述步骤S3还包括以下步骤：

将湿法磷酸用泵送入压滤机除去固形物，得到的清液进入萃取塔上部，同时萃取塔下部加入清液3～9倍体积的萃取剂，在45～55℃下进行混合萃取，形成有机相和萃余相；

有机相进入脱硫脱氟槽与加入能中和硫酸根离子和氟离子1.05～1.1倍的脱硫剂、脱氟剂和再生剂，将脱硫剂、脱氟剂和再生剂充分搅拌反应后，溢流进入澄清槽进行沉降、分层，底部淤浆经压滤机过滤后排出，滤液返回澄清槽。

4.根据权利要求3所述的一种湿法磷酸生产磷酸一铵的方法，其特征在于，所述萃取剂为磷酸三丁脂、稀释剂、脱色剂，配比关系为2∶1∶0.00005，其中所述稀释剂为煤油、脱色剂为双氧水，所述脱硫剂为碳酸钡或磷矿粉或者两者混合，所述脱氟剂为纯碱，所述再生剂为烧碱。

5.根据权利要求3所述的一种湿法磷酸生产磷酸一铵的方法，其特征在于，所述步骤S5还包括一下步骤：

澄清槽中的上层清液从下部入口进入洗涤塔中，洗涤塔中下部入口加入所述上层清液5～15倍体积的净化磷酸与所述上层清液充分混合并分层，下层萃余相洗涤酸加入能中和洗涤酸1.0～1.05倍液氨在中和槽反应，用泵送入强制真空浓缩系统浓缩成P2O5质量浓度为28～31％的浓缩液，冷却至55～65℃，放入冷却结晶槽养晶、稠厚，经离心分离得到湿磷酸一铵，再用皮带输送机送入沸腾流化床用热空气干燥后，制得优质结晶状工业磷酸一铵，离心分离产生的母液返回中和槽。