CN220676784U - 一种磷矿与硫磷酸制农业一铵的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种磷矿与硫磷酸制农业一铵的装置，包括硫磷酸输送泵，其特征在于，硫磷酸输送泵通过管道与反应槽、板框压滤机和滤液缓冲罐依次连接，滤液缓冲罐出料口与闪蒸塔上部进料口管线上，闪蒸塔下部出料管路经闪蒸塔出料泵分别与闪蒸塔中部进料口和管式反应器进料口相连，管式反应器右侧出料口经农业一铵料浆输送泵与喷淋塔相连，反应槽上部气相管线经风机与氟硅酸槽相连。本实用新型利用磷矿与硫磷酸反应进行磷酸提纯，再通入氨气得到农业一铵，反应产生的氟化氢和四氟化硅气体用水进行吸收，循环得到氟硅酸。
Description
技术领域
本实用新型属于磷化工领域，涉及磷资源生产回收利用，具体涉及一种磷矿与硫磷酸制农业一铵的装置。
背景技术
农业一铵，即磷酸二氢铵，分子式为NH4H2PO4，是一种无机盐，也是一种常见的农业肥料。它主要用于促进作物的生长和发育，补充土壤中的磷元素。农业磷酸一铵具有适合作物吸收的配比和成分。它的主要成分是磷酸和氨，但其氯离子含量较低，更加有利于作物生长。此外，农业磷酸一铵还可以提高土壤的肥力、改善作物品质和增加产量。
硫磷酸，精制酸的副产品，主要成分是磷酸和硫酸，其中硫酸占30%，五氧化二磷占40%，因为含有部分硫酸，无法直接利用，所以目前还没有关于精制磷酸副产硫磷酸的相关工艺，只能在精制酸生产中不断循环。
目前，市面上合成农业一铵的方法有传统法和料浆法两种。传统法是采用浓缩后P2O5在40%~50%的磷酸进行氨中和，充分利用中和反应热蒸发部分水分，然后再进行转鼓造粒和干燥；料浆法是利用中低品位磷矿生产低浓度的磷酸，然后再进行氨中和、料浆浓缩、喷浆造粒干燥。料浆法相较于传统法设备多、能耗高，投资运营成本高，但设备材质要求低，工艺技术较为成熟，且能利用中低品位磷矿，对磷酸要求低。
发明内容
本实用新型提出了一种磷矿与硫磷酸制农业一铵的装置，以硫磷酸为原料，利用磷矿与硫磷酸中硫酸反应的原理，得到磷石膏和含硫量较低的磷酸，再向磷酸中通入氨气得到农业一铵，磷矿与硫磷酸反应产生的氟化氢和四氟化硅气体用水吸收得到氟硅酸。此过程工艺流程简单，产品收率高，解决了精制磷酸副产硫磷酸无去处的问题。
为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案为：
一种磷矿与硫磷酸制农业一铵的装置，包括硫磷酸输送泵，硫磷酸输送泵通过管道与反应槽、板框压滤机和滤液缓冲罐依次连接，滤液缓冲罐出料口与闪蒸塔上部进料口管线上，闪蒸塔下部出料管路经闪蒸塔出料泵分别与闪蒸塔中部进料口和管式反应器进料口相连，管式反应器右侧出料口经农业一铵料浆输送泵与喷淋塔相连，反应槽上部气相管线经风机与氟硅酸槽相连。
优选地，所述反应槽出料口与板框压滤机进料口管线上设有反应槽出料泵，滤液缓冲罐出料口与闪蒸塔上部进料口管线上设有滤液输送泵，氟硅酸槽循环管线上设有氟硅酸循环泵。
优选地，所述反应槽、滤液缓冲罐、氟硅酸槽均为密闭容器。
优选地，所述反应槽和管式反应器上部分别安装有氟化氢气体检测报警器和氨气检测报警器。
优选地，所述反应槽设有温度计，并内设有的搅拌器采用防爆电机。
优选地，所述反应槽、板框压滤机、闪蒸塔、管式反应器为904L材质。
优选地，所述风机和氟硅酸槽为玻璃钢材质。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
1、本实用新型采用磷矿与硫磷酸进行反应，再向滤液中通入氨气得到农业一铵。此方法料浆法类似，能解决精制磷酸副产硫磷酸滞留问题，且系统循环运行，具有工业化条件。
2、磷矿与硫磷酸反应产生的氟化氢和四氟化硅气体，通过水进行吸收循环得到氟硅酸。此过程无废气产生，经济环保。
3、通过此法制备的农业一铵N含量≥9%，P含量≥46%，达到国家合格品标准，可运用于农业，拓宽农业一铵市场。
附图说明
图1本实用新型磷矿与硫磷酸制农业一铵的装置示意图
其中：1硫磷酸输送泵、2反应槽、3反应槽出料泵、4风机、5氟硅酸槽、6氟硅酸循环泵、7板框压滤机、8滤液缓冲罐、9滤液输送泵、10闪蒸塔、11闪蒸塔出料泵、12管式反应器、13农业一铵料浆输送泵、14喷淋塔。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施例。虽然附图中显示了本公开的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
实施例1
一种磷矿与硫磷酸制农业一铵的装置，包括硫磷酸输送泵，硫磷酸输送泵1通过管道与反应槽2、板框压滤机7和滤液缓冲罐8依次连接，滤液缓冲罐8出料口与闪蒸塔10上部进料口管线上，闪蒸塔8下部出料管路经闪蒸塔出料泵11分别与闪蒸塔10中部进料口和管式反应器12进料口相连，管式反应器12右侧出料口经农业一铵料浆输送泵13与喷淋塔14相连，反应槽2上部气相管线经风机4与氟硅酸槽5相连。
优选地，所述反应槽2出料口与板框压滤机7进料口管线上设有反应槽出料泵3，滤液缓冲罐8出料口与闪蒸塔10上部进料口管线上设有滤液输送泵9，氟硅酸槽5循环管线上设有氟硅酸循环泵6。
优选地，所述反应槽2、滤液缓冲罐8、氟硅酸槽5均为密闭容器。
优选地，所述反应槽2和管式反应器12上部分别安装有氟化氢气体检测报警器和氨气检测报警器。
优选地，所述反应槽2设有温度计，并内设有的搅拌器采用防爆电机。
优选地，所述反应槽2、板框压滤机7、闪蒸塔10、管式反应器12为904L材质。
优选地，所述风机4和氟硅酸槽5为玻璃钢材质。
本实用新型利用磷矿与硫磷酸制农业一铵的装置，具体涉及磷矿与硫磷酸反应和磷酸通氨得到农业一铵的方法。磷矿与硫磷酸在50℃条件下进行反应，通过压滤分离得到磷石膏和滤液，滤液闪蒸得到浓缩后滤液，再向浓缩后滤液通氨后进行造粒即可得到农业一铵。该方法主要包括磷矿反应、尾气回收、闪蒸浓缩、通氨造粒四个步骤。
步骤一：磷矿反应
将来值硫磷酸输送泵1的0.5mol/L~2.5mol/L硫磷酸和磷矿送至反应槽2中，其中硫磷酸和磷矿质量比为5：1.5~2.5，搅拌均匀后进行反应，反应温度为45~60℃，反应时间为20~70min，反应得到磷石膏和低浓度磷酸溶液，反应料浆通过反应槽出料泵3打入板框压滤机7进行分离，得到磷石膏和滤液，滤液进入滤液缓冲罐8。
步骤二：尾气回收
反应产生的氟化氢和四氟化硅气体通过风机4抽到氟硅酸槽5中，用水进行吸收，吸收一定程度后得到15%的氟硅酸溶液，其中一部分成为产品，一部分通过氟硅酸循环泵6回到氟硅酸槽5，达到循环提浓的目的。
步骤三：闪蒸浓缩
滤液缓冲罐8的溶液通过滤液输送泵9送入闪蒸塔10上部进料口进行闪蒸浓缩，蒸馏温度控制在80℃~100℃，浓缩程度控制在10%~25%，闪蒸塔10顶部闪水蒸气可直接排出，闪蒸塔10底部的浓缩滤液通过闪蒸塔出料泵11一部分回到闪蒸中部，达到循环的目的，一部分从侧面打入管式反应器12。
步骤四：通氨造粒
向管式反应器12顶部通入氨气，在与滤液反应至pH为4.4~4.8后，将反应料浆通过农业一铵料浆输送泵13打入喷淋塔顶部进行造粒干燥，干燥温度控制在110℃~120℃，得到N含量≥9%，P含量≥46%的农业一铵。
通过本装置，可得到国家合格品标准的农业一铵；解决了精制磷酸副产硫磷酸无法直接利用的问题；系统循环运行，具有工业化条件。
上述实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对本实用新型的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种磷矿与硫磷酸制农业一铵的装置，包括硫磷酸输送泵（1），其特征在于，硫磷酸输送泵（1）通过管道与反应槽（2）、板框压滤机（7）和滤液缓冲罐（8）依次连接，滤液缓冲罐（8）出料口与闪蒸塔（10）上部进料口管线上，闪蒸塔（10）下部出料管路经闪蒸塔出料泵（11）分别与闪蒸塔（10）中部进料口和管式反应器（12）进料口相连，管式反应器（12）右侧出料口经农业一铵料浆输送泵（13）与喷淋塔（14）相连，反应槽（2）上部气相管线经风机（4）与氟硅酸槽（5）相连。
2.根据权利要求1所述的磷矿与硫磷酸制农业一铵的装置，其特征在于：所述反应槽（2）出料口与板框压滤机（7）进料口管线上设有反应槽出料泵（3），滤液缓冲罐（8）出料口与闪蒸塔（10）上部进料口管线上设有滤液输送泵（9），氟硅酸槽（5）循环管线上设有氟硅酸循环泵（6）。
3.根据权利要求1所述的磷矿与硫磷酸制农业一铵的装置，其特征在于：所述反应槽（2）、滤液缓冲罐（8）、氟硅酸槽（5）均为密闭容器。
4.根据权利要求1所述的磷矿与硫磷酸制农业一铵的装置，其特征在于：所述反应槽（2）和管式反应器（12）上部分别安装有氟化氢气体检测报警器和氨气检测报警器。
5.根据权利要求1所述的磷矿与硫磷酸制农业一铵的装置，其特征在于：所述反应槽（2）设有温度计，并内设有的搅拌器采用防爆电机。
6.根据权利要求1所述的磷矿与硫磷酸制农业一铵的装置，其特征在于：所述反应槽（2）、板框压滤机（7）、闪蒸塔（10）、管式反应器（12）为904L材质。
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