CN103011113B - 湿法磷酸生产工业级磷酸一铵联产工业级磷酸二铵的方法 - Google Patents

湿法磷酸生产工业级磷酸一铵联产工业级磷酸二铵的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了湿法磷酸生产工业级磷酸一铵联产工业级磷酸二铵的方法，是以磷酸氢钙和湿法磷酸进行脱硫反应后得到的滤液与氨气或氨水进行中和反应，得到磷铵料浆，再以硫化铵与磷铵料浆反应并将所得滤液进行浓缩、结晶、干燥得到工业级磷酸一铵产品，接着将结晶后过滤得到的一次母液与氨气或氨水进行二次中和反应，最后将二次中和得到的滤液经浓缩、结晶、干燥得到工业级磷酸二铵产品，结晶后过滤得到的二次母液返回浓缩槽内继续浓缩。本发明生产磷酸一铵联产磷酸二铵，节约了生产成本，降低了能耗，减小了污染，经有效除杂保证了磷酸一铵和磷酸二铵的质量，具有很好的经济效益。

Description

湿法磷酸生产工业级磷酸一铵联产工业级磷酸二铵的方法
技术领域
本发明涉及湿法磷酸生产工业级磷酸一铵联产工业级磷酸二铵的方法。
背景技术
工业级磷酸一铵和磷酸二铵在消防、滴灌肥、医药及食品等方面都有着广泛的应用。当前工业级磷酸一铵和磷酸二铵的生产一般都是采用热法磷酸或净化磷酸工艺，缺点是生产成本高、工艺较复杂、能耗高、污染大。有部分厂家也采用湿法磷酸生产工艺，但在除杂过程存在一定问题，如产品中金属含量高，会随着磷酸质量变化，使产品质量难以保证。在现有技术中，工业级磷铵的生产装置和生产工艺较为单一，只能生产工业级磷酸一铵或者工业级磷酸二铵，而没有实现工业级磷酸一铵联产工业级磷酸二铵的工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供湿法磷酸生产工业级磷酸一铵联产工业级磷酸二铵的方法，解决现有技术中生产磷酸一铵、磷酸二铵生产成本和能耗高、污染大、产品质量不稳定的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。
湿法磷酸生产工业级磷酸一铵联产工业级磷酸二铵的方法，是以湿法磷酸为原料，经一系列化学反应后浓缩、结晶、干燥制得磷酸一铵和磷酸二铵，其特征在于：以磷酸氢钙和湿法磷酸进行脱硫反应后得到的滤液与氨气或氨水进行中和反应，得到磷铵料浆，再以硫化铵与磷铵料浆反应并将所得滤液进行浓缩、结晶、干燥得到工业级磷酸一铵产品，接着将结晶后过滤得到的一次母液与氨气或氨水进行二次中和反应，最后将二次中和得到的滤液经浓缩、结晶、干燥得到工业级磷酸二铵产品，结晶后过滤得到的二次母液返回浓缩槽内继续浓缩；所述的生产流程为：
（1）脱硫：将湿法磷酸在脱硫槽内升温至60～80℃，加入磷酸氢钙，搅拌反应30～60min后过滤，滤饼为硫酸钙输送至专门堆场，滤液为脱硫酸送入中和槽；
（2）中和除杂：在搅拌状态下向中和槽内的脱硫磷酸中加入氨气或氨水，将溶液的pH值中和至3.9～4.3，趁热将料浆过滤，滤饼为农用级磷铵送至复合肥装置生产能复合肥，滤液为磷铵料浆送至净化槽；
（3）净化：向净化槽内，加入硫化铵搅拌反应，经检验合格后离心分离滤渣，滤液送入浓缩槽A；
（4）一铵浓缩结晶：净化后的料浆在浓缩槽A内用蒸汽浓缩至料浆比重至1.30～1.35，送入冷却结晶槽A内冷却至料浆温度值40℃以下结晶，结晶后的料浆过滤分离得到一次母液和晶体，晶体送入干燥机A内干燥得到工业级磷酸一铵产品，一次母液送入二次和槽内；
（5）二次中和：向二次中和槽内的一次母液中加入氨气或氨水，调节pH=7.9～8.0，待pH值稳定后送入浓缩槽B；
（6）二铵浓缩结晶：将二次中和的料浆在浓缩槽B内用蒸汽浓缩至料浆比重在1.25～1.30的范围内，送入冷却结晶槽B内冷却至料浆温度在40℃以下结晶，结晶后的料浆经过滤分离得到二次母液和晶体，晶体送入干燥机内干燥得到工业级磷酸二铵产品，二次母液则返回浓缩槽B内继续浓缩。
所述步骤（1）中磷酸为P2O5浓度在20～35％的湿法磷酸。
所述步骤（1）中在加入磷酸氢钙前需先取样分析其中硫酸根含量，磷酸氢钙的加入量为硫酸根物质量的0.85～1.0倍。
所述步骤（3）中离心前检测合格的方法是将黑色溶液过滤，向滤液中滴加硫化铵，当溶液不再显示黑色时即合格。
所述步骤（6）中二铵浓缩结晶时采用负压浓缩，浓缩过程中逸出的氨气与步骤（5）中二次中和逸出的氨气需用磷酸洗涤吸收，吸收后的料浆送至步骤（2）的中和槽内进行中和除杂工序。
根据氨化料浆的性质，在料浆溶液的PH在4.0～4.5范围内，磷酸中的杂质与氨和磷酸发生化学反应可生成一系列不溶性的化合物，经过滤便可除去磷酸中的杂质，滤液磷酸一铵料浆再一次净、浓缩的工业级磷酸一铵。分离出工业一铵母液经进一步氨中和得工业级磷酸二铵。本发明中主要发生的化学反应为磷酸一铵和磷酸二铵的生成，反应方程式为：
H3PO4＋NH3=NH4H2PO4
H3PO4＋NH3=（NH4）2HPO4
本发明的有益效果：生产磷酸一铵联产磷酸二铵，节约了生产成本，降低了能耗，减小了污染，经有效除杂保证了磷酸一铵和磷酸二铵的质量，具有很好的经济效益。采用磷酸氢钙与湿法磷酸反应除去硫酸根，在除去杂质的同时将磷酸氢钙中的磷酸根转化为磷酸，最终生成磷酸铵盐，不仅不会引入杂质还产生了很好的经济效益。采用硫化铵脱硫能进一步除去湿法磷酸中的砷、铅等重金属及部分其他金属阳离子，提高产品质量。在生产过程中，中和后的滤渣可用于肥料级磷酸一铵生产，净化渣可用于提取金属，一次母液继续加氨气或液氨中和生产工业级磷酸二铵，二次母液返回结晶***循环利用回收，无废渣、废液排放。利用生产工业级磷酸一铵母液继续中和生产工业级磷酸二铵，可降低工业级二铵生产成本。在中和、加热蒸发、冷却结晶过程中，氨气的逸出全部回收利用，没有氨气在生产过程中逸出，大大降低了氨损耗，且对人体和环境不会造成影响。在生产工业级磷酸一铵的基础上联产工业级磷酸二铵，增加产品多样性，在同类生产中增强了竞争力。
附图说明
图1为本发明的工艺流程简图；
图2为本发明的设备流程图；
图中：1-脱硫槽，2-中和槽，3-净化槽，4-浓缩槽A，5-冷却结晶槽A，6-干燥机A，7-二次中和槽，8-浓缩槽B，9-冷却结晶槽B，10-干燥机B。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述，但不构成对本发明保护范围的限定。
图1为本发明的流程简图，图2为本发明的设备流程图。如图1、图2所示，本发明是将磷酸氢钙和湿法磷酸送入脱硫槽1内进行脱硫反应后过滤，所得滤液进入中和槽2内与氨气或氨水进行中和反应；再次过滤得到的滤液进入净化槽3内，与加入的硫酸铵反应并过滤，得到的滤液送至浓缩槽A4内进行浓缩后送入冷却结晶槽A5结晶，得到的晶体送至干燥机A6内干燥处理得到工业级磷酸一铵成品；得到的液体为一次母液，送至二次中和槽7内与氨气或氨水进行二次中和反应，得到的滤液送至浓缩槽B8内浓缩，再送至冷却结晶槽B9内经冷却结晶，所得晶体经过滤后送至干燥机B10内干燥处理得到工业级磷酸二铵成品，所得滤液为二次母液，送至浓缩槽B8内继续浓缩。
实施例1
将P2O5浓度为25％的湿法磷酸送入脱硫槽内，取样分析其中硫酸根含量，磷酸氢钙的加入量为硫酸根物质量的0.85～1.0倍，加入磷酸氢钙进行脱硫反应后将滤液送入中和槽内，在搅拌条件下向中和槽内通入氨气，当料浆的PH值在4.3时停止通氨，料浆趁热过滤，滤饼送至复合肥装置生产复合肥，滤液进入净化槽；在净化槽内加入硫化铵溶液，搅拌反应除杂，经检验合格后，过滤除去滤渣，滤渣收集后用于提取其中金属，滤液进入浓缩结晶槽内，当比重达到1.32时停止浓缩，送入冷却结晶槽内结晶，温度降至35℃时，过滤离心，晶体进入干燥机内干燥得工业级磷酸一铵产品，母液送入二次中和槽；在二次中和槽内加入氨气，当中和液PH中和至8.0时停止通氨，送入二铵浓缩结晶槽内浓缩，比重达到1.25后停止浓缩，送入二铵冷却结晶槽内冷却；温度在38℃时送入离心机内离心，晶体进入干燥机内干燥后得工业级磷酸二铵产品，滤液返回二铵浓缩结晶槽内循环浓缩利用。经检验工业级磷酸一铵和工业级磷酸二铵产品各项指标均达到一等品要求。
实施例2
在中和槽内加入P2O5浓度为35％的湿法磷酸送入脱硫槽内，取样分析其中硫酸根含量，磷酸氢钙的加入量为硫酸根物质量的0.85～1.0倍，加入磷酸氢钙进行脱硫反应后将滤液送入中和槽内，边搅拌边加入质量浓度为25％的氨水，磷铵料浆的PH值在4.2时停止加入氨水，料浆趁热过滤，滤饼送到复合肥装置生产复合肥，滤液送入净化槽；在净化槽内加入硫化铵溶液进一步除杂，在检验合格后滤液进入浓缩槽内浓缩，在浓缩槽内比重达到1.29时停止浓缩，送入冷却结晶槽内，温度35℃时，过滤离心，晶体进入干燥机内干燥得工业级磷酸一铵产品，母液送入二次中和槽内；在二次中和槽内加入氨气，当中和液PH至中和至8.0时停止通氨，送入二铵浓缩结晶槽内浓缩，比重达到1.30后停止浓缩，送入二铵冷却结晶槽内冷却；温度在35℃时送入离心机内离心，晶体进入干燥机内干燥后得工业级磷酸二铵产品，滤液返回二铵浓缩结晶槽内循环浓缩利用。经检验工业级磷酸一铵和工业级磷酸二铵产品各项指标均达到一等品要求。

Claims (1)

1.湿法磷酸生产工业级磷酸一铵联产工业级磷酸二铵的方法，是以湿法磷酸为原料，经一系列化学反应后浓缩、结晶、干燥制得磷酸一铵和磷酸二铵，其特征在于：以磷酸氢钙和湿法磷酸进行脱硫反应后得到的滤液与氨气或氨水进行中和反应，得到磷铵料浆，再以硫化铵与磷铵料浆反应并将所得滤液进行浓缩、结晶、干燥得到工业级磷酸一铵产品，接着将结晶后过滤得到的一次母液与氨气或氨水进行二次中和反应，最后将二次中和得到的滤液经浓缩、结晶、干燥得到工业级磷酸二铵产品，结晶后过滤得到的二次母液返回浓缩槽内继续浓缩；所述的生产流程为：
(1)脱硫：将湿法磷酸在脱硫槽内升温至60～80℃，加入磷酸氢钙，搅拌反应30～60min后过滤，滤液为脱硫酸送入中和槽；
(2)中和除杂：在搅拌状态下向中和槽内的脱硫磷酸中加入氨气或氨水，将溶液的pH值中和至3.9～4.3，趁热将料浆过滤，滤液为磷铵料浆送至净化槽；
(3)净化：向净化槽内，加入硫化铵搅拌反应，经检验合格后离心分离滤渣，滤液送入浓缩槽A；
(4)一铵浓缩结晶：净化后的料浆在浓缩槽A内用蒸汽浓缩至料浆比重至1.30～1.35，送入冷却结晶槽A内冷却至料浆温度值40℃以下结晶，结晶后的料浆过滤分离得到一次 母液和晶体，晶体送入干燥机A内干燥得到工业级磷酸一铵产品，一次母液送入二次中和槽内；
(5)二次中和：向二次中和槽内的一次母液中加入氨气或氨水，调节pH＝7.9～8.0，待pH值稳定后送入浓缩槽B；
(6)二铵浓缩结晶：将二次中和的料浆在浓缩槽B内用蒸汽浓缩至料浆比重在1.25～1.30的范围内，送入冷却结晶槽B内冷却至料浆温度在40℃以下结晶，结晶后的料浆经过滤分离得到二次母液和晶体，晶体送入干燥机内干燥得到工业级磷酸二铵产品，二次母液则返回浓缩槽B内继续浓缩；
所述步骤(1)中磷酸为P2O5浓度在20～35％的湿法磷酸，在加入磷酸氢钙前需先取样分析其中硫酸根含量，磷酸氢钙的加入量为硫酸根物质量的0.85～1.0倍；
所述步骤(3)中离心前检测合格的方法是将黑色溶液过滤，向滤液中滴加硫化铵，当溶液不再显示黑色时即合格；
所述步骤(6)中二铵浓缩结晶时采用负压浓缩，浓缩过程中逸出的氨气与步骤(5)中二次中和逸出的氨气需用磷酸洗涤吸收，吸收后的料浆送至步骤(2)的中和槽内进行中和除杂工序。
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