CN102863267B - 用湿法磷酸生产磷酸一铵联产n－p二元复合肥的方法 - Google Patents

用湿法磷酸生产磷酸一铵联产n－p二元复合肥的方法 Download PDF

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Abstract

一种用湿法磷酸生产工业级磷酸一铵联产N－P二元复合肥的方法，采用低品位磷矿生产的湿法磷酸为原料，将湿法磷酸经过浓缩和沉降除杂后用工艺水稀释，与氨两次中和、两次过滤、浓缩、冷却结晶、离心分离、干燥得到工业级磷酸一铵成品，渣酸、离心母液、滤渣和冲洗液在渣浆混合槽内混合后经喷粉干燥得到N－P二元复合肥。本发明直接以湿法磷酸和气氨为原料，可利用磷酸产业现有配套装置及余热蒸汽和自发电等资源，提高了工业级磷酸一铵的产率，降低了副产N-P二元复合肥的产量，大大降低了工业级磷酸一铵的生产成本，提高了产业规模，增强了装置的适应性，满足了市场需求，同时也实现了对磷资源的梯级综合利用，具有较好的经济效益。

Description

用湿法磷酸生产磷酸一铵联产N-P二元复合肥的方法
技术领域
本发明属于磷化工产品制备技术领域，涉及磷酸一铵的生产，具体涉及一种利用湿法磷酸生产工业级磷酸一铵并联产N－P二元复合肥的方法。 
背景技术
工业磷酸一铵主要用做滴灌肥，也可用做纸张、塑料、橡胶、涂料的阻燃剂，干粉灭火剂，还可用作分析试剂、饲料以及废水、金属处理等，市场前景极其广阔。全世界每年工业磷酸一铵用量在1000万吨以上，并以4%以上的速度在增长。
我国传统生产工业磷酸一铵的方法是以热法酸为原料，生产成本高，近几年以四川大学为代表的料浆净化法（高品位磷矿的湿法酸）虽在生产技术上取得了一定进展，但生产规模偏小、料浆(原料酸)来源受限，且其出产率（工业级与肥料级的比值为1：6～10，即每产一吨工业级磷酸一铵同时产6～10吨的肥料级磷酸一铵）也不高，产业化推广难。
据此局面，不少磷化工行业内相关企业和部分大专院校及研究机构积极开展工业磷酸一铵相关的技术研究，并取得一些成果，归纳起来分为以下几类：一是利用湿法磷酸主产肥料级联产工业级磷酸一铵，大约1吨的肥料级磷酸一铵副产50～100公斤的工业级磷酸一铵，显然联产工业级相比纯生产肥料级提升了经济效益但不明显；二是有预处理净化过程，比如湿法磷酸先加碳酸盐类或其它盐类处理除杂（脱硫、脱氟等），虽然可以连续化生产但工艺流程长且复杂，生产成本高且出产率低；三是采用间歇法利用常规肥料级磷酸一铵工艺生产工业级磷酸一铵，方法简单但生产周期长且出产率不高，总体经济效益不高；四是采用其它铵盐类与磷酸生产工业级磷酸一铵，以目前市场行情及国家产业政策，利用这类技术方法生产工业级磷酸一铵无任何竞争优势。受上述工艺技术和成本的限制，目前国内生产工业磷酸一铵的装置规模和产能普遍偏小，工业磷酸一铵始终处于供不应求的状态，价格也不断攀升。 
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术存在的问题，提供一种用湿法磷酸生产工业级磷酸一铵并联产N－P二元复合肥的方法，提高了成品出产率，实现了生产连续化、装置大规模化和资源能源综合利用，有效降低生产成本，提高经济效益。
本发明的目的是这样实现的：一种用湿法磷酸生产磷酸一铵联产N－P二元复合肥的方法，包括如下步骤：
（1）将重量浓度为20～25％P2O5的稀磷酸进行浓缩除杂，浓缩至46～48％后再加入沉降剂沉降除杂，除杂后的磷酸再用工艺水稀释至20～25％；或直接采用46～48％以上的磷酸经添加沉降剂沉降除杂后加工艺水稀释至20～25％，渣酸送至渣浆混合槽；
（2）将步骤得（1）到的稀释磷酸泵至氨化反应器，控制中和度为1.01～1.04，温度为105～115℃下与氨气进行一次中和反应，中和后料浆在料浆澄清槽中自然澄清，其上层清液溢流至二次中和槽，其底部浊液经过滤后滤液也泵至中和槽，滤渣及冲洗液送至渣浆混合槽；
（3）向中和槽内加入稀酸完成二次中和，控制二次中和料浆PH值4.4～4.6，二次中和料浆在二次中和料浆澄清槽自然澄清后其上层清液溢流至二效浓缩蒸发器，其底部浊液经过滤后滤液也泵至二效浓缩蒸发器，滤渣及冲洗液送至渣浆混合槽；
（4）经过二效、一效两级浓缩***浓缩，当料浆比重达到1.34～1.38g/cm3后泵至结晶槽冷却结晶，结晶物料经离心过滤，得到的晶体经振动流化床干燥得到工业级磷酸一铵，经计量包装后入库，离心母液送至渣浆混合槽；
 （5）将渣浆混合槽内的混合液调节至固含量20～25%并混合均匀，泵至喷粉塔喷粉干燥得到粉状N－P二元复合肥。
所述的渣浆混合槽内的渣浆包括渣酸、滤渣、冲洗水和离心母液，经过浓度调节和混合均匀后得到N-P二元复合肥。
所述的喷粉设备是喷粉塔，干燥工艺是利用磺酸装置富产蒸汽加热空气，并用热空气逆流干燥。
步骤（2）中的冲洗液是指用水对过滤机滤板清洗时得到的含有有效磷成分需要回收的洗涤液。
步骤（3）中的稀酸是步骤（1）中用工艺水稀释后的浓度为20～25％稀磷酸酸。
步骤（1）中的沉降剂是聚丙烯酰胺或具有相同功能的类似添加剂，添加量以体积比计为千分之一到千分之五。
本发明提供的用湿法磷酸生产工业级磷酸一铵联产N－P二元复合肥的方法，具有以下有益效果：
    1、以低品位磷矿生产的湿法稀磷酸为原料，利用配套硫磺制酸装置副产的余热蒸汽和电能对其浓缩除杂和沉降除杂得到预处理磷酸，相比添加碳酸盐类除杂成本低且工艺流程简单，可在磷复肥企业大规模推广；
    2、由于原料磷酸经过了浓缩和沉降除杂，工业磷酸一铵的产率可以提高到30～35%，工业磷酸一铵与N－P二元复合肥的产率比可达到1：2～3，既可实现大规模生产又可提高经济效益；
    3、联产的N－P二元复合肥，可作为三元复合肥的原料亦可直接施用，非磷复肥企业也可建装置大规模生产；
4、本方法采用浓缩沉降预处理、二次中和及二级浓缩，工艺流程简单，工艺指标控制可靠、稳定、方便，料浆采用自然澄清（清液溢流，浊液过滤），产品品质高，出产率高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
实施例1：
一种用湿法磷酸生产磷酸一铵联产N－P二元复合肥的方法，
（1）将重量浓度为20～25％P2O5的稀磷酸进行浓缩除杂，浓缩至46～48％后再加入沉降剂沉降除杂，除杂后的磷酸再用工艺水稀释至20～25％；或直接采用46～48％以上的磷酸经添加沉降剂沉降除杂后加工艺水稀释至20～25％，渣酸送至渣浆混合槽；
（2）将步骤得（1）到的稀释磷酸泵至氨化反应器，控制中和度为1.01～1.04，温度为105～115℃下与氨气进行一次中和反应，中和后料浆在料浆澄清槽中自然澄清，其上层清液溢流至二次中和槽，其底部浊液经过滤后滤液也泵至中和槽，滤渣及冲洗液送至渣浆混合槽；
（3）向中和槽内加入稀酸完成二次中和，控制二次中和料浆PH值4.4～4.6，二次中和料浆在二次中和料浆澄清槽自然澄清后其上层清液溢流至二效浓缩蒸发器，其底部浊液经过滤后滤液也泵至二效浓缩蒸发器，滤渣及冲洗液送至渣浆混合槽；
（4）经过二效、一效两级浓缩***浓缩，当料浆比重达到1.34～1.38g/cm3后泵至结晶槽冷却结晶，结晶物料经离心过滤，得到的晶体经振动流化床干燥得到工业级磷酸一铵，经计量包装后入库，离心母液送至渣浆混合槽；
 （5）将渣浆混合槽内的混合液调节至固含量20～25%并混合均匀，泵至喷粉塔喷粉干燥得到粉状N－P二元复合肥。
所述的渣浆混合槽内的渣浆包括渣酸、滤渣、冲洗水和离心母液，经过浓度调节和混合均匀后得到N-P二元复合肥。
所述的喷粉设备是喷粉塔，干燥工艺是利用磺酸装置富产蒸汽加热空气，并用热空气逆流干燥。
步骤（2）中的冲洗液是指用水对过滤机滤板清洗时得到的含有有效磷成分需要回收的洗涤液。
步骤（3）中的稀酸是步骤（1）中用工艺水稀释后的浓度为20～25％稀磷酸酸。
步骤（1）中的沉降剂是聚丙烯酰胺或具有相同功能的类似添加剂，添加量以体积比计为千分之一到千分之五。
实施例2：
将20～25％的稀磷酸利用磺酸装置副产的余热蒸汽和自发电经过浓缩装置浓缩，浓缩时除去部分含氟化合物和大部分杂质，待酸浓达重量浓度46～48％后泵入澄清槽，添加沉降剂沉降除杂后，所述的沉降剂是聚丙烯酰胺或具有相同功能的类似添加剂，添加量以体积比计为千分之一到千分之五；完成沉降后再用工艺水稀释至20～25％，工艺水指浓缩***的二次蒸汽冷凝水，渣酸送至渣浆混合槽，调好的稀酸泵入氨化反应器中与氨气完成一次中和，控制其料浆中和度为1.01～1.04，温度为105～115℃。一次中和料浆经板框过滤机过滤后其滤液进入二次中和槽，向槽内加入稀酸，控制其PH值4.4～4.6，对二次中和料浆进行澄清过滤，滤液经浓缩***浓缩后冷却结晶，结晶料浆进行离心，离心得到的晶体经振动流化床干燥后即为工业级磷酸一铵成品。沉降除杂的渣酸、中和料浆过滤得到的滤渣、冲洗液及离心母液在渣浆混合槽内将固含量调节至20～25%并混合均匀，用柱塞泵泵至喷粉塔喷粉干燥得到粉状N－P二元复合肥。
实施例3：
用48％以上的磷酸经沉降剂沉降除杂后加工艺水稀释至20～25％，渣酸送至渣浆混合槽，调好的稀酸泵入氨化反应器中与氨气完成一次中和，控制其料浆中和度为1.01～1.04，温度为105～115℃。一次中和料浆经板框过滤机过滤后其滤液进入二次中和槽，向槽内加入稀酸，控制其PH值4.4～4.6，对二次中和料浆进行澄清过滤，滤液经浓缩***浓缩后冷却结晶，结晶料浆进行离心，离心得到的晶体经振动流化床干燥后即为工业级磷酸一铵成品。沉降除杂的渣酸、中和料浆过滤得到的滤渣、冲洗液及离心母液在渣浆混合槽内将固含量调节至20～25%并混合均匀，用柱塞泵泵至喷粉塔喷粉干燥得到粉状N－P二元复合肥。 

Claims (5)

1.一种用湿法磷酸生产磷酸一铵联产N－P二元复合肥的方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将重量浓度为20～25％P2O5的稀磷酸进行浓缩除杂，浓缩至46～48％后再加入沉降剂沉降除杂，除杂后的磷酸再用工艺水稀释至20～25％；或直接采用46～48％以上的磷酸经添加沉降剂沉降除杂后加工艺水稀释至20～25％，渣酸送至渣浆混合槽；
（2）将步骤得（1）到的稀释磷酸泵至氨化反应器，控制中和度为1.01～1.04，温度为105～115℃下与氨气进行一次中和反应，中和后料浆在料浆澄清槽中自然澄清，其上层清液溢流至二次中和槽，其底部浊液经过滤后滤液也泵至中和槽，滤渣及冲洗液送至渣浆混合槽；
（3）向中和槽内加入稀酸完成二次中和，控制二次中和料浆pH值4.4～4.6，二次中和料浆在二次中和料浆澄清槽自然澄清后其上层清液溢流至二效浓缩蒸发器，其底部浊液经过滤后滤液也泵至二效浓缩蒸发器，滤渣及冲洗液送至渣浆混合槽；
（4）经过二效、一效两级浓缩***浓缩，当料浆比重达到1.34～1.38g/cm3后泵至结晶槽冷却结晶，结晶物料经离心过滤，得到的晶体经振动流化床干燥得到工业级磷酸一铵，经计量包装后入库，离心母液送至渣浆混合槽；
 （5）将渣浆混合槽内的混合液调节至固含量20～25%并混合均匀，泵至喷粉塔喷粉干燥得到粉状N－P二元复合肥；
所述的渣浆混合槽内的渣浆包括渣酸、滤渣、冲洗水和离心母液，经过浓度调节和混合均匀后得到N-P二元复合肥。
2.根据权利要求1所述的用湿法磷酸生产磷酸一铵联产N－P二元复合肥的方法，其特征在于：所述的喷粉设备是喷粉塔，干燥工艺是利用磺酸装置富产蒸汽加热空气，并用热空气逆流干燥。
3.根据权利要求1所述的用湿法磷酸生产磷酸一铵联产N－P二元复合肥的方法，其特征在于：步骤（2）中的冲洗液是指用水对过滤机滤板清洗时得到的含有有效磷成分需要回收的洗涤液。
4.根据权利要求1所述的用湿法磷酸生产磷酸一铵联产N－P二元复合肥的方法，其特征在于：步骤（3）中的稀酸是步骤（1）中用工艺水稀释后的浓度为20～25％稀磷酸酸。
5.根据权利要求1所述的用湿法磷酸生产磷酸一铵联产N－P二元复合肥的方法，其特征在于：步骤（1）中的沉降剂是聚丙烯酰胺或具有相同功能的类似添加剂，添加量以体积比计为千分之一到千分之五。
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