CN1063157C - 工业磷酸一铵及工业磷酸一铵与饲料磷酸氢钙的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了工业磷酸-铵的生产方法及工业磷酸-铵与饲料磷酸氢钙的联产法，工业磷酸-铵的生产以铁、铝、镁杂质含量较高的中低品位磷矿生产的湿法磷酸为原料，依次包括加钠盐或钾盐及磷矿粉预处理、过滤、加氨一次中和、过滤、加氨二次中和、喷雾干燥工序，工业磷酸-铵与饲料磷酸氢钙联产是将上述一次中和过滤后所得的磷酸净化液部分用于制作工业磷酸-铵，部分用于制作饲料磷酸氢钙，只需增加少量设备就可得到两种产品。
Description
本发明涉及工业磷酸一铵与饲料磷酸氢钙的生产方法。
工业磷酸一铵、饲料磷酸氢钙均可以湿法磷酸为原料生产，但从收集的资料来看，它们的生产方法均自成一套独立的工艺流程。中国专利ZL92108090.5提供了一种工业级磷酸铵的生产方法，该方法以铁、铝、镁杂质总含量为10％或10％以下的磷矿石制得的湿法磷酸为原料，用氨中和湿法磷酸并将氨化料浆进行沉降分离、所得清液经蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离、洗涤、干燥得工业级磷酸一铵产品。此种方法虽然能用中低品位磷矿生产出工业磷酸一铵，但存在以下不足：(1)直接用萃取的湿法磷酸加氨中和，将会使湿法磷酸中所含的硅在中和过程中形成硅凝胶，从而增大料浆的粘度，影响沉降分离效率，降低工业磷酸一铵的得率；(2)采用加氨一次中和至工业磷酸一铵所需中和度以脱除杂质的过程中会增大P2O5的损失；(3)蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离、洗涤、干燥工序的设置不仅导致流程长，增大设备的投资和操作的难度，而且会降低工业磷酸一铵的得率。
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型的工业磷酸一铵的生产方法及工业磷酸一铵与饲料磷酸氢钙的联产法，以减少工序、降低投资、提高设备的利用率和产品的收率。
本发明所提供的工业磷酸一铵的生产方法以铁、铝、镁杂质含量较高的中低品位磷矿生产的湿法磷酸为原料，依次包括预处理、过滤、一次中和、过滤、二次中和、喷雾干燥工序。预处理是在湿法磷酸中加入钠盐或钾盐及磷矿粉，使它们与湿法磷酸中所含的氟硅离子SiF6 2-和游离硫酸进行反应，以去除氟硅离子SiF6 2-和硫酸根SO4 2-，从而可避免硅凝胶的形成和多产磷酸，所生成的Na2SiF6或K2SiF6和磷石膏进入磷铵制肥系统。一次中和是在经预处理后过滤所得的滤液中通入气态氨，控制2.0≤pH＜4.0，该工序的目的是除掉湿法磷酸中的铁、铝、镁及少量的氟并生成可溶性磷酸一铵，上述杂质经氨化后生成磷酸盐沉淀，进入磷铵制肥系统，实验表明，氨化除杂时料浆的pH值大于4.0将使R2O5损失增大，因此，控制好料浆的pH值是一个重要问题。二次中和是在一次中和过滤所得滤液中通入气态氨，pH值控制在4.0～5.0，以达到磷酸一铵生产所需的pH值。
本发明所提供的工业磷酸一铵与饲料磷酸氢钙的联产法同上述工业磷酸一铵的生产方法属于一个总的发明构思，目的在于提高设备的利用率，在生产工业磷酸一铵设备的基础上仅增添少量设备就可多出一种产品，具体工艺流程为：将湿法磷酸经预处理、过滤、一次中和、过滤，所得的2.0≤pH＜4.0的磷酸净化液一部分用于制作磷酸一铵，一部分加石灰乳二次中和至pH值6.0～7.0沉淀出饲料磷酸氢钙，过滤分离得到饲料磷酸氢钙产品和磷酸二铵滤液，磷酸二铵滤液与一次中和得到的部分磷酸净化液混合后进行喷雾干燥制得工业磷酸一铵产品。
为了更好地实现发明目的，本发明还采取了以下技术措施：
预处理在搅拌下进行，温度控制在40～70℃，时间为0.5～2.5小时；钠盐或钾盐的加入量按湿法磷酸中氟含量化学计量的105～120％计算，磷矿粉的加入量按湿法磷酸量的5～20％计算；所加入的钠盐为Na2SO4或Na2CO3，所加入的钾盐为K2SO4。
一次中和时，反应在搅拌下进行，时间为0.5～1小时。
工业磷酸一铵单产，其二次中和反应在搅拌下进行，时间为0.5～1小时。
工业磷酸一铵与饲料磷酸氢钙的联产，二次中和时所加石灰乳的浓度为CaO含量8～10％，反应在搅拌下进行，温度控制在40～50℃，时间为1～2小时。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1．预处理工序的设置一是除去了湿法磷酸中所含的SiF6 2-离子，从而避免了形成硅凝胶对固液分离的影响，有效地提高了工业磷酸一铵的收率；二是充分利用了游离硫酸的化学能，在多产磷酸的同时又除掉了影响工业磷酸一铵纯度的硫酸根。
2．将湿法磷酸中和分为两次完成，有利于减少P2O5的损失，提高其收率。
3．将净化分离后的工业磷酸一铵溶液直接喷雾干燥得产品，既缩短了工艺流程，又节省了蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离、洗涤、干燥所需的设备投资和能耗，使生产成本大幅度降低。此外，还可避免过滤设备、管线的堵塞，延长设备清洗周期，提高开车率。
4．在工业磷酸一铵工艺流程的基础上对二次中和略加变化而实现工业磷酸一铵和饲料磷酸氢钙的联产，既提高了设备的利用率，又增强了对市场的应变能力。
5．与现有的磷铵厂结合，无需再建制酸装置，并可形成一套料浆法磷铵联产工业磷酸一铵与饲料磷酸氢钙的完整工艺流程，有效地提高了P2O5的利用率和产品附加值。
下面结合附图和实施例对本发明提供的方法作进一步的说明。
图1是本发明所提供的工业磷酸一铵生产方法的工艺流程图。
图2是本发明所提供的工业磷酸一铵与饲料磷酸氢钙联产法的工艺流程图。
实施例1
本实施例的工艺流程如图1所示，具体操作如下：取含P2O520％的湿法磷酸1000公斤置于预处理反应槽内，然后加入17.2公斤Na2SO4及56.25公斤磷矿粉(磷矿中含P2O532％)，在68℃下搅拌反应1小时，过滤采用板框压滤，所得滤渣进入制肥系统，所得滤液送入一次中和器通气态氨中和，当料浆pH值达到3.5时，停止通氨，再继续搅拌反应40分钟进行过滤，过滤仍然采用板框压滤，所得滤渣进入制肥系统，所得滤液送入二次中和器通气态氨中和，当pH值达到5.O时，停止通氨，再继续搅拌30分钟，然后进行喷雾干燥制得工业磷酸一铵产品194.68公斤。
实施例2
本实施例的工艺流程如图2的示，具体操作如下：取含P2O520％的湿法磷酸1000公斤置于预处理反应槽内，再加入25公斤K2SO4及72公斤磷矿粉，在50℃下搅拌反应2小时，过滤采用沉降分离，所得滤渣进入制肥系统，所得滤液送入一次中和器通氨中和，当pH值达到3.0时停止通氨，再继续搅拌1小时过滤，过滤采用板框压滤，所得滤渣进入制肥系统，所得磷酸净化液一部分送入混料管制作工业磷酸一铵，一部分送入二次中和器加石灰乳中和(石灰乳的浓度为CaO含量8％)，反应温度控制在45℃，当pH值达到6.5时，停止加石灰乳，再继续搅拌1小时，沉淀出饲料磷酸氢钙，过滤分离得到饲料磷酸氢钙产品97.22公斤和磷酸二铵滤液，将磷酸二铵滤液送入混料管与一次中和后送去的磷酸净化液混合后进行喷雾干燥制得工业磷酸一铵产品134.21公斤。
采用本法制得的工业磷酸一铵纯度在90％以上，其N≥11.0％，P2O5≥56.0％；饲料磷酸氢钙为：P2O5≥37％，CaO≥30％，F≤O.1％。
Claims (7)
1．一种工业磷酸一铵的生产方法，以铁、铝、镁杂质含量较高的中低品位磷矿生产的湿法磷酸为原料，其特征在于依次包括预处理、过滤、一次中和、过滤、二次中和、喷雾干燥工序，预处理是在湿法磷酸中加入钠盐或钾盐及磷矿粉，使它们与湿法磷酸中所含的氟硅离子SiF6 2-和游离硫酸进行反应，以去除氟硅离子SiF6 2-和硫酸根SO4 2-，从而多产磷酸，一次中和是在经预处理后过滤所得的滤液中通入气态氨，控制2.0≤pH＜4.0，二次中和是在一次中和后过滤所得滤液中通入气态氨，pH值控制在4.0～5.0。
2．根据权利要求1所述的工业磷酸一铵的生产方法，其特征在于预处理在搅拌下进行，温度控制在40～70℃，时间为0.5～2.5小时。
3．根据权利要求1或2所述的工业磷酸一铵的生产方法，其特征在于预处理时钠盐或钾盐的加入量按湿法磷酸中氟含量化学计量的105～120％计算，磷矿粉的加入量按湿法磷酸量的5～20％计算，所加入的钠盐为Na2SO4或Na2CO3，所加入的钾盐为K2SO4。
4．根据权利要求1所述的工业磷酸一铵的生产方法，其特征在于一次中和时，反应在搅拌下进行，时间为0.5～1小时。
5．根据权利要求1所述的工业磷酸一铵的生产方法，其特征在于二次中和时，反应在搅拌下进行，时间为0.5～1小时。
6．一种工业磷酸一铵与饲料磷酸氢钙的联产法，以铁、铝、镁杂质含量较高的中低品位磷矿生产的湿法磷酸为原料，其特征在于工艺流程为：将湿法磷酸经预处理、过滤、一次中和、过滤，所得的2.0≤pH＜4.0的磷酸净化液一部分用于制作磷酸一铵，一部分加石灰乳二次中和至pH值6.0～7.0沉淀出饲料磷酸氢钙，过滤分离得到饲料磷酸氢钙产品和磷酸二铵滤液，磷酸二铵滤液与一次中和得到的部分磷酸净化液混合后进行喷雾干燥制得工业磷酸一铵产品。
7．根据权利要求6所述的工业磷酸一铵与饲料磷酸氢钙的联产法，其特征在于预处理在搅拌下进行，温度控制在40～70℃，时间为0.5～2.5小时。
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