技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及磷酸銨，尤其涉及用濕法磷酸生產(chǎn)的磷酸一銨方法。
背景技術(shù)：
粉狀磷酸一銨傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝為用氨中和濕法磷酸，然后采用料漿濃縮、噴霧干燥。粉狀一銨的總養(yǎng)分含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）有55%，58%和60%三個(gè)級(jí)別。截至2016年，60%及以下養(yǎng)分粉狀磷酸一銨已嚴(yán)重產(chǎn)能過(guò)剩，市場(chǎng)對(duì)高養(yǎng)分(大于等于64%)的粉狀磷酸一銨仍有需求。目前的期刊文獻(xiàn)和專(zhuān)利中，生產(chǎn)高養(yǎng)分的磷酸一銨主要方法一般為濕法磷酸經(jīng)過(guò)兩次中和，兩次過(guò)濾，濾渣N含量低，往往用硫銨或者尿素等進(jìn)行調(diào)N，產(chǎn)品一般只能達(dá)到合格品的要求，經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高。經(jīng)檢索，中國(guó)專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)中涉及兩次中和、兩次過(guò)濾的專(zhuān)利有：ZL2008101968724號(hào)《濕法磷酸連續(xù)生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸一銨的工藝》，稿專(zhuān)利檢索有以下步驟：1)將磷酸與磷礦漿進(jìn)行脫硫，得到脫硫磷酸；2)第一次中和反應(yīng)，得到中和料漿澄清液；3)第二次中和反應(yīng)，再與脫硫磷酸進(jìn)行反應(yīng)，得到調(diào)整pH值后的二次中和料漿；4)將調(diào)整pH值后的二次中和料漿進(jìn)行一次壓濾得到一次濾液和一次濾餅；5)一次濾液進(jìn)行二次濃縮，壓濾，得到二次濾液；6)所得二次濾液經(jīng)過(guò)細(xì)晶溶解，真空冷卻，結(jié)晶，離心分離、干燥得工業(yè)磷酸一銨成品。ZL2012105757964號(hào)《濕法磷酸生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸一銨聯(lián)產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸二銨的方法》該專(zhuān)利技術(shù)是以磷酸氫鈣和濕法磷酸進(jìn)行脫硫反應(yīng)后得到的濾液與氨氣或氨水進(jìn)行中和反應(yīng)，得到磷銨料漿，再以硫化銨與磷銨料漿反應(yīng)并將所得濾液進(jìn)行濃縮、結(jié)晶、干燥得到工業(yè)級(jí)磷酸一銨產(chǎn)品，接著將結(jié)晶后過(guò)濾得到的一次母液與氨氣或氨水進(jìn)行二次中和反應(yīng)，最后將二次中和得到的濾液經(jīng)濃縮、結(jié)晶、干燥得到工業(yè)級(jí)磷酸二銨產(chǎn)品，結(jié)晶后過(guò)濾得到的二次母液返回濃縮槽內(nèi)繼續(xù)濃縮。還有ZL2013106248434號(hào)《一種濕法磷酸和高純磷酸結(jié)合生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸一銨的方法》，該專(zhuān)利技術(shù)是先將濕法磷酸用磷精礦粉脫硫后，所得濾液用氨進(jìn)行中和，過(guò)濾后將濾液進(jìn)行第二次中和，再用高純磷酸進(jìn)行調(diào)節(jié)pH值，得到高養(yǎng)分的磷酸一銨。第一次氨中和后在除去大量的金屬陽(yáng)離子的同時(shí)會(huì)得到大量的濾渣。上述3個(gè)專(zhuān)利技術(shù)均未提及濾渣的處理方法，仍然有濾渣未能全部消化的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在提供一種用濕法磷酸"梯級(jí)"生產(chǎn)粉狀磷酸一銨的方法，在第一級(jí)生產(chǎn)高養(yǎng)分粉狀磷酸一銨，第二級(jí)將產(chǎn)生的濾渣經(jīng)過(guò)稀磷酸調(diào)漿后進(jìn)行中和反應(yīng)，所得產(chǎn)品能達(dá)到GB 10205-2009中規(guī)定的粉狀磷酸一銨優(yōu)等品的要求。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
(1)稀磷酸預(yù)中和處理
以二水法濕法磷酸工藝生產(chǎn)的以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的P2O5濃度為24%-26%的稀磷酸為原料，往其中加入磷礦粉進(jìn)行脫去硫酸根，過(guò)濾，然后往磷酸濾液中通入氨氣，開(kāi)啟攪拌裝置，使物料發(fā)生預(yù)中和反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)攪拌陳化，之后靜置沉降，再次過(guò)濾，得到濾渣與含有磷酸一銨的濾液；
(2) “梯級(jí)”制備不同養(yǎng)分的粉狀磷酸一銨
第一級(jí)：將得到的濾液再次通入氣氨，控制此氨化過(guò)程的pH控制，氨化結(jié)束后將料漿進(jìn)行濃縮和干燥，得到總養(yǎng)分含量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為66%-68% (記為N-P2O5 -K2O=11-55-0)的粉狀磷酸一銨產(chǎn)品；
第二級(jí)，將第一級(jí)得到的濾渣在再漿槽中用稀磷酸調(diào)漿后進(jìn)入反應(yīng)器中，通入氣氨，控制氨化過(guò)程的pH，氨化結(jié)束后將料漿進(jìn)行濃縮和干燥，得到總養(yǎng)分含量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為58%-59%(記為N-P2O5-K2O=11-47-0)的粉狀磷酸一銨產(chǎn)品。
上述方法的第(1)步中，所述稀磷酸的溫度控制為50℃-80℃，所述攪拌裝置的轉(zhuǎn)速為300-350r/min，控制預(yù)中和過(guò)程的pH為2.5-3.5；上述陳化時(shí)間控制在1-3h，攪拌裝置的轉(zhuǎn)速為200-250r/min；上述靜置沉降時(shí)間控制在1-3h。
上述方法的第(2)步中，所述第一級(jí)氨化過(guò)程的pH控制為4.4-4.8；第二級(jí)氨化過(guò)程的pH為4.6-5.0。
發(fā)明人指出：本方法的關(guān)鍵在于控制預(yù)中和過(guò)程的pH值，pH值低時(shí)達(dá)不到除雜(主要為Fe、Al和Mg等)的效果，pH太高濾液五氧化二磷產(chǎn)率低；而且pH越高，過(guò)濾越困難，同時(shí)預(yù)中和后料漿的陳化與靜置時(shí)間也是關(guān)鍵，時(shí)間選取合適時(shí)可以大大提高料漿的過(guò)濾強(qiáng)度。此外，要嚴(yán)格控制過(guò)濾渣與稀磷酸的調(diào)漿比例，在保證產(chǎn)品總養(yǎng)分能達(dá)到58%的前提下最大化的消化掉過(guò)濾渣。
本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)單，操作控制容易，且可以直接對(duì)現(xiàn)有粉狀磷酸一銨裝置進(jìn)行改造，在現(xiàn)有裝置的基礎(chǔ)上只需增加一臺(tái)過(guò)濾機(jī)、兩臺(tái)輸送泵和一個(gè)再漿槽即可實(shí)現(xiàn)梯級(jí)生產(chǎn)粉狀磷酸一銨。本方法制得的磷酸一銨總養(yǎng)分含量可達(dá)66%以上，同時(shí)過(guò)濾渣副產(chǎn)得到的磷酸一銨總養(yǎng)分含量在58%以上。適用于磷銨生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)改造。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明方法的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案：
實(shí)施例1
二水法硫酸萃取磷礦后得到的濕法磷酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24.1%，在其中加入磷礦粉進(jìn)行脫硫，磷礦粉的用量為磷酸用量的4.2%，過(guò)濾，將磷酸濾液加熱至55℃后通入氣氨，預(yù)中和過(guò)程的pH為2.6，陳化2h，靜置2h后過(guò)濾，濾液再次通入氣氨，二次氨化過(guò)程的pH值為4.5，反應(yīng)結(jié)束后將料漿進(jìn)行濃縮和干燥后得到高養(yǎng)分含量的粉狀一銨產(chǎn)品，該產(chǎn)品的有效P2O5含量為54.3%，水溶P2O5含量為53.9%，N含量為12.1%，總養(yǎng)分為66.4%。于此同時(shí)，將預(yù)中和后的過(guò)濾渣用稀磷酸進(jìn)行再漿，過(guò)濾渣與稀磷酸的體積比為1:1，再漿后再次通入氣氨，氨化過(guò)程的終點(diǎn)pH值為4.8，料漿濃縮后進(jìn)入干燥工序，即可得到總養(yǎng)分含量較低的粉狀一銨，該產(chǎn)品以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的有效P2O5含量為47.9%，N含量為10.8%，總養(yǎng)分含量為58.7%。
實(shí)施例2
二水法硫酸萃取磷礦后得到的濕法磷酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.2%，在其中加入磷礦粉進(jìn)行脫硫，磷礦粉的用量為磷酸用量的5.4%，過(guò)濾，將磷酸濾液加熱至70℃后通入氣氨，預(yù)中和過(guò)程的pH為3.0，陳化1h，靜置1h后過(guò)濾，濾液再次通入氣氨，二次氨化過(guò)程的pH值為4.7，反應(yīng)結(jié)束后將料漿進(jìn)行濃縮和干燥后得到高養(yǎng)分含量的粉狀一銨產(chǎn)品，該產(chǎn)品的有效P2O5含量為55.6%，水溶P2O5含量為55.2%，N含量為12.2%，總養(yǎng)分為67.8%。于此同時(shí)，將預(yù)中和后的過(guò)濾渣用稀磷酸進(jìn)行再漿，過(guò)濾渣與稀磷酸的體積比為0.9:1，再漿后再次通入氣氨，氨化過(guò)程的終點(diǎn)pH值為4.6，料漿濃縮后進(jìn)入干燥工序，即可得到總養(yǎng)分含量較低的粉狀一銨，該產(chǎn)品以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的有效P2O5含量為47.7%，N含量為10.4%，總養(yǎng)分含量為58.1%。