專利名稱：濕法磷酸生產工業級磷酸一銨聯產工業級磷酸二銨的方法
技術領域：
本發明涉及濕法磷酸生產工業級磷酸一銨聯產工業級磷酸二銨的方法。
背景技術：
工業級磷酸一銨和磷酸二銨在消防、滴灌肥、醫藥及食品等方面都有著廣泛的應用。當前工業級磷酸一銨和磷酸二銨的生產一般都是采用熱法磷酸或凈化磷酸工藝，缺點是生產成本高、工藝較復雜、能耗高、污染大。有部分廠家也采用濕法磷酸生產工藝，但在除雜過程存在一定問題，如產品中金屬含量高，會隨著磷酸質量變化，使產品質量難以保證。在現有技術中，工業級磷銨的生產裝置和生產工藝較為單一，只能生產工業級磷酸一銨或者工業級磷酸二銨，而沒有實現工業級磷酸一銨聯產工業級磷酸二銨的工藝。

發明內容
本發明的目的在于提供濕法磷酸生產工業級磷酸一銨聯產工業級磷酸二銨的方法，解決現有技術中生產磷酸一銨、磷酸二銨生產成本和能耗高、污染大、產品質量不穩定的問題。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的。濕法磷酸生產工業級磷酸一銨聯產工業級磷酸二銨的方法，是以濕法磷酸為原料，經一系列化學反應后濃縮、結晶、干燥制得磷酸一銨和磷酸二銨，其特征在于以磷酸氫鈣和濕法磷酸進行脫硫反應后得到的濾液與氨氣或氨水進行中和反應，得到磷銨料漿，再以硫化銨與磷銨料漿反應并將所得濾液進行濃縮、結晶、干燥得到工業級磷酸一銨產品，接著將結晶后過濾得到的一次母液與氨氣或氨水進行二次中和反應，最后將二次中和得到的濾液經濃縮、結晶、干燥得到工業級磷酸二銨產品，結晶后過濾得到的二次母液返回濃縮槽內繼續濃縮；所述的生產流程為(I)脫硫將濕法磷酸在脫硫槽內升溫至60 80°C，加入磷酸氫鈣，攪拌反應30 60min后過濾，濾餅為硫酸鈣輸送至專門堆場，濾液為脫硫酸送入中和槽；(2)中和除雜在攪拌狀態下向中和槽內的脫硫磷酸中加入氨氣或氨水，將溶液的pH值中和至3. 9 4. 3，趁熱將料漿過濾，濾餅為農用級磷銨送至復合肥裝置生產能復合月巴，濾液為磷銨料漿送至凈化槽；(3)凈化向凈化槽內，加入硫化銨攪拌反應，經檢驗合格后離心分離濾渣，濾液送入濃縮槽A ；(4)一銨濃縮結晶凈化后的料漿在濃縮槽A內用蒸汽濃縮至料漿比重至1. 30 1. 35，送入冷卻結晶槽A內冷卻至料漿溫度值40°C以下結晶，結晶后的料漿過濾分離得到一次母液和晶體，晶體送入干燥機A內干燥得到工業級磷酸一銨產品，一次母液送入二次和槽內；(5) 二次中和向二次中和槽內的一次母液中加入氨氣或氨水，調節pH=7.9 8. 0，待pH值穩定后送入濃縮槽B ；
(6) 二銨濃縮結晶將二次中和的料漿在濃縮槽B內用蒸汽濃縮至料漿比重在1. 25 1. 30的范圍內，送入冷卻結晶槽B內冷卻至料漿溫度在40°C以下結晶，結晶后的料漿經過濾分離得到二次母液和晶體，晶體送入干燥機內干燥得到工業級磷酸二銨產品，二次母液則返回濃縮槽B內繼續濃縮。所述步驟(I)中磷酸為P2O5濃度在20 35 %的濕法磷酸。所述步驟(I)中在加入磷酸氫鈣前需先取樣分析其中硫酸根含量，磷酸氫鈣的加入量為硫酸根物質量的0. 85 1. 0倍。所述步驟(3)中離心前檢測合格的方法是將黑色溶液過濾，向濾液中滴加硫化銨，當溶液不再顯示黑色時即合格。所述步驟(6)中二銨濃縮結晶時采用負壓濃縮，濃縮過程中逸出的氨氣與步驟
(5)中二次中和逸出的氨氣需用磷酸洗滌吸收，吸收后的料漿送至步驟(2)的中和槽內進行中和除雜工序。根據氨化料漿的性質，在料漿溶液的PH在4. 0 4. 5范圍內，磷酸中的雜質與氨和磷酸發生化學反應可生成一系列不溶性的化合物，經過濾便可除去磷酸中的雜質，濾液磷酸一銨料漿再一次凈、濃縮的工業級磷酸一銨。分離出工業一銨母液經進一步氨中和得工業級磷酸二銨。本發明中主要發生的化學反應為磷酸一銨和磷酸二銨的生成，反應方程式為H3PO4 + NH3=NH4H2PO4H3PO4 + NH3= (NH4) 2HP04本發明的有益效果生產磷酸一銨聯產磷酸二銨，節約了生產成本，降低了能耗，減小了污染，經有效除雜保證了磷酸一銨和磷酸二銨的質量，具有很好的經濟效益。采用磷酸氫鈣與濕法磷酸反應除去硫酸根，在除去雜質的同時將磷酸氫鈣中的磷酸根轉化為磷酸，最終生成磷酸銨鹽，不僅不會引入雜質還產生了很好的經濟效益。采用硫化銨脫硫能進一步除去濕法磷酸中的砷、鉛等重金屬及部分其他金屬陽離子，提高產品質量。在生產過程中，中和后的濾渣可用于肥料級磷酸一銨生產，凈化渣可用于提取金屬，一次母液繼續加氨氣或液氨中和生產工業級磷酸二銨，二次母液返回結晶系統循環利用回收，無廢渣、廢液排 放。利用生產工業級磷酸一銨母液繼續中和生產工業級磷酸二銨，可降低工業級二銨生產成本。在中和、加熱蒸發、冷卻結晶過程中，氨氣的逸出全部回收利用，沒有氨氣在生產過程中逸出，大大降低了氨損耗，且對人體和環境不會造成影響。在生產工業級磷酸一銨的基礎上聯產工業級磷酸二銨，增加產品多樣性，在同類生產中增強了競爭力。


圖1為本發明的工藝流程簡圖；圖2為本發明的設備流程圖；圖中1-脫硫槽，2-中和槽，3-凈化槽，4-濃縮槽A，5_冷卻結晶槽A，6_干燥機A，7- 二次中和槽，8-濃縮槽B，9-冷卻結晶槽B，10-干燥機B。
具體實施例方式為了加深對本發明的理解，下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的描述，但不構成對本發明保護范圍的限定。圖1為本發明的流程簡圖，圖2為本發明的設備流程圖。如圖1、圖2所示，本發明是將磷酸氫鈣和濕法磷酸送入脫硫槽I內進行脫硫反應后過濾，所得濾液進入中和槽2內與氨氣或氨水進行中和反應；再次過濾得到的濾液進入凈化槽3內，與加入的硫酸銨反應并過濾，得到的濾液送至濃縮槽A4內進行濃縮后送入冷卻結晶槽A5結晶，得到的晶體送至干燥機A6內干燥處理得到工業級磷酸一銨成品；得到的液體為一次母液，送至二次中和槽7內與氨氣或氨水進行二次中和反應，得到的濾液送至濃縮槽B8內濃縮，再送至冷卻結晶槽B9內經冷卻結晶，所得晶體經過濾后送至干燥機BlO內干燥處理得到工業級磷酸二銨成品，所得濾液為二次母液，送至濃縮槽B8內繼續濃縮。實施例1將P2O5濃度為25 %的濕法磷酸送入脫硫槽內，取樣分析其中硫酸根含量，磷酸氫鈣的加入量為硫酸根物質量的0. 85 1. 0倍，加入磷酸氫鈣進行脫硫反應后將濾液送入中 和槽內，在攪拌條件下向中和槽內通入氨氣，當料漿的PH值在4. 3時停止通氨，料漿趁熱過濾，濾餅送至復合肥裝置生產復合肥，濾液進入凈化槽；在凈化槽內加入硫化銨溶液，攪拌反應除雜，經檢驗合格后，過濾除去濾渣，濾渣收集后用于提取其中金屬，濾液進入濃縮結晶槽內，當比重達到1.32時停止濃縮，送入冷卻結晶槽內結晶，溫度降至35°C時，過濾離心，晶體進入干燥機內干燥得工業級磷酸一銨產品，母液送入二次中和槽；在二次中和槽內加入氨氣，當中和液PH中和至8. 0時停止通氨，送入二銨濃縮結晶槽內濃縮，比重達到1. 25后停止濃縮，送入二銨冷卻結晶槽內冷卻；溫度在38°C時送入離心機內離心，晶體進入干燥機內干燥后得工業級磷酸二銨產品，濾液返回二銨濃縮結晶槽內循環濃縮利用。經檢驗工業級磷酸一銨和工業級磷酸二銨產品各項指標均達到一等品要求。實施例2在中和槽內加入P2O5濃度為35%的濕法磷酸送入脫硫槽內，取樣分析其中硫酸根含量，磷酸氫鈣的加入量為硫酸根物質量的0. 85 1. 0倍，加入磷酸氫鈣進行脫硫反應后將濾液送入中和槽內，邊攪拌邊加入質量濃度為25%的氨水，磷銨料漿的PH值在4. 2時停止加入氨水，料漿趁熱過濾，濾餅送到復合肥裝置生產復合肥，濾液送入凈化槽；在凈化槽內加入硫化銨溶液進一步除雜，在檢驗合格后濾液進入濃縮槽內濃縮，在濃縮槽內比重達到1. 29時停止濃縮，送入冷卻結晶槽內，溫度35°C時，過濾離心，晶體進入干燥機內干燥得工業級磷酸一銨產品，母液送入二次中和槽內；在二次中和槽內加入氨氣，當中和液PH至中和至8. 0時停止通氨，送入二銨濃縮結晶槽內濃縮，比重達到1. 30后停止濃縮，送入二銨冷卻結晶槽內冷卻；溫度在35°C時送入離心機內離心，晶體進入干燥機內干燥后得工業級磷酸二銨產品，濾液返回二銨濃縮結晶槽內循環濃縮利用。經檢驗工業級磷酸一銨和工業級磷酸二銨產品各項指標均達到一等品要求。
權利要求
1.濕法磷酸生產工業級磷酸一銨聯產工業級磷酸二銨的方法，是以濕法磷酸為原料，經一系列化學反應后濃縮、結晶、干燥制得磷酸一銨和磷酸二銨，其特征在于以磷酸氫鈣和濕法磷酸進行脫硫反應后得到的濾液與氨氣或氨水進行中和反應，得到磷銨料漿，再以硫化銨與磷銨料漿反應并將所得濾液進行濃縮、結晶、干燥得到工業級磷酸一銨產品，接著將結晶后過濾得到的一次母液與氨氣或氨水進行二次中和反應，最后將二次中和得到的濾液經濃縮、結晶、干燥得到工業級磷酸二銨產品，結晶后過濾得到的二次母液返回濃縮槽內繼續濃縮；所述的生產流程為 (1)脫硫將濕法磷酸在脫硫槽內升溫至60 80°C，加入磷酸氫鈣，攪拌反應30 60min后過濾,濾液為脫硫酸送入中和槽； (2)中和除雜在攪拌狀態下向中和槽內的脫硫磷酸中加入氨氣或氨水，將溶液的pH值中和至3. 9 4. 3，趁熱將料漿過濾，濾液為磷銨料漿送至凈化槽； (3)凈化向凈化槽內，加入硫化銨攪拌反應，經檢驗合格后離心分離濾渣，濾液送入濃縮槽A ; (4)一銨濃縮結晶凈化后的料漿在濃縮槽A內用蒸汽濃縮至料漿比重至1. 30 1.35，送入冷卻結晶槽A內冷卻至料漿溫度值40°C以下結晶，結晶后的料漿過濾分離得到一次母液和晶體，晶體送入干燥機A內干燥得到工業級磷酸一銨產品，一次母液送入二次和槽內； (5)二次中和向二次中和槽內的一次母液中加入氨氣或氨水，調節pH=7. 9 8. 0，待PH值穩定后送入濃縮槽B ； (6)二銨濃縮結晶將二次中和的料漿在濃縮槽B內用蒸汽濃縮至料漿比重在1.25 1.30的范圍內，送入冷卻結晶槽B內冷卻至料漿溫度在40°C以下結晶，結晶后的料漿經過濾分離得到二次母液和晶體，晶體送入干燥機內干燥得到工業級磷酸二銨產品，二次母液則返回濃縮槽B內繼續濃縮。
2.根據權利要求1所述的濕法磷酸生產工業級磷酸一銨聯產工業級磷酸二銨的方法，其特征在于所述步驟(I)中磷酸為P2O5濃度在20 35%的濕法磷酸。
3.根據權利要求1所述的濕法磷酸生產工業級磷酸一銨聯產工業級磷酸二銨的方法，其特征在于所述步驟(I)中在加入磷酸氫鈣前需先取樣分析其中硫酸根含量，磷酸氫鈣的加入量為硫酸根物質量的O. 85 1. O倍。
4.根據權利要求1所述的濕法磷酸生產工業級磷酸一銨聯產工業級磷酸二銨的方法，其特征在于所述步驟(3)中離心前檢測合格的方法是將黑色溶液過濾，向濾液中滴加硫化銨，當溶液不再顯示黑色時即合格。
5.根據權利要求1所述的濕法磷酸生產工業級磷酸一銨聯產工業級磷酸二銨的方法，其特征在于所述步驟(6)中二銨濃縮結晶時采用負壓濃縮，濃縮過程中逸出的氨氣與步驟(5)中二次中和逸出的氨氣需用磷酸洗滌吸收，吸收后的料漿送至步驟(2)的中和槽內進行中和除雜工序。
全文摘要
本發明公開了濕法磷酸生產工業級磷酸一銨聯產工業級磷酸二銨的方法，是以磷酸氫鈣和濕法磷酸進行脫硫反應后得到的濾液與氨氣或氨水進行中和反應，得到磷銨料漿，再以硫化銨與磷銨料漿反應并將所得濾液進行濃縮、結晶、干燥得到工業級磷酸一銨產品，接著將結晶后過濾得到的一次母液與氨氣或氨水進行二次中和反應，最后將二次中和得到的濾液經濃縮、結晶、干燥得到工業級磷酸二銨產品，結晶后過濾得到的二次母液返回濃縮槽內繼續濃縮。本發明生產磷酸一銨聯產磷酸二銨，節約了生產成本，降低了能耗，減小了污染，經有效除雜保證了磷酸一銨和磷酸二銨的質量，具有很好的經濟效益。
文檔編號C01B25/28GK103011113SQ20121057579
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月25日 優先權日2012年12月25日
發明者廖吉星, 朱飛武, 彭寶林, 潘禮富, 周勇, 鄭超, 宋同斌, 王先煒, 謝靜, 張麗, 韓朝應, 張強星 申請人:貴州開磷(集團)有限責任公司