專利名稱：一種工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磷酸一銨的生產(chǎn)工藝，尤其涉及一種工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工
藝，具體適應(yīng)于采取磷銨結(jié)晶過濾后的母液以及溶劑萃取法精制濕法磷酸時(shí)產(chǎn)生的洗余水 制取工業(yè)級(jí)磷酸一銨。
背景技術(shù)：
工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)原料有兩種， 一種是熱法磷酸， 一種是濕法磷酸。熱法磷 酸生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸一銨的成本較高，濕法磷酸生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸一銨則可以大幅降低生產(chǎn)成 本，其濾渣還可以生產(chǎn)農(nóng)用磷酸一銨，因此目前多采用濕法磷酸生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸一銨。
目前，國內(nèi)采用濕法磷酸生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸一銨的工藝中使用的稀磷酸多由磷礦石 經(jīng)硫酸萃取制得，再在稀磷酸中添加磷礦粉或者碳酸鈣進(jìn)行脫硫預(yù)處理，有時(shí)還要求深度 脫硫或預(yù)脫氟，脫硫的同時(shí)會(huì)生成磷酸氫鈣，如果磷酸氫鈣過多則會(huì)造成工業(yè)磷銨水不溶 物的不合格；脫硫后再通氨中和，此時(shí)會(huì)生成鈣、鎂、鐵、鋁等金屬離子的復(fù)雜磷酸鹽、氟的 復(fù)鹽沉淀，通氨中和到pH值約為4. 5-5. 5的時(shí)候，絕大部分稀磷酸中的金屬雜質(zhì)以及氟都 沉淀出來，它們大部分會(huì)形成較大的固體顆粒，而少量的則會(huì)形成非常細(xì)小的顆粒及粘稠 物，如硅溶膠，這些細(xì)小的顆粒及粘稠物會(huì)造成過濾困難甚至穿透，為避免過濾困難，通氨 中和到pH值為4. 5以上的工藝一般都有一個(gè)采用稀磷酸回調(diào)pH值至4. 4左右的過程，但 采用稀磷酸回調(diào)pH值會(huì)使原本已經(jīng)沉淀較完全的料漿又引入新的可溶性雜質(zhì)；由于濕法 磷酸本身的雜質(zhì)含量太高，因此在料漿過濾以后一般濃縮至比重1. 33-1. 36，也有采取分段 濃縮的方法，最后濃縮至1. 38甚至蒸干，以期得到不同雜質(zhì)含量的磷銨，從而實(shí)現(xiàn)最大程 度獲取高的工業(yè)磷銨收率，但按照這些濃縮工藝生產(chǎn)出的合格產(chǎn)品的產(chǎn)量并不大；濃縮以 后的結(jié)晶溫度多控制在4(TC以上，也有冷卻到16t:的，結(jié)晶溫度在4(TC以上，可以保證產(chǎn) 品的質(zhì)量并使得結(jié)晶顆粒較大，但是磷酸一銨的收率降低，而冷卻到16t:時(shí)，為了得到合 格的磷酸一銨，必須在較低的濃度下結(jié)晶，這增加了生產(chǎn)的冷卻成本且過低的溫度也易使 冷卻器內(nèi)壁結(jié)疤從而影響進(jìn)一步傳熱；結(jié)晶后，離心過濾分離晶體和母液，晶體被送至振動(dòng) 流化床干燥以取得成品，對(duì)母液一般有兩種處理方法一種是將其返回，和稀磷酸混合后在 > 100%的理論量條件下脫硫，再重復(fù)上述過程，其缺點(diǎn)是引入了過多的0!2+離子，在氨化 過程中生成過多的磷酸氫鈣，使得產(chǎn)品中的不溶物超標(biāo)，第二種處理方法是直接將母液送 去肥料一銨車間制肥，由于經(jīng)過精制的結(jié)晶母液中的雜質(zhì)含量已經(jīng)很少了，此時(shí)將該母液 拿去制肥浪費(fèi)了流程、人工和設(shè)備成本。 中國專利授權(quán)公告號(hào)為CN1305945A，授權(quán)
公開日為2001年8月1日的發(fā)明專利公 開了一種飼料級(jí)、工業(yè)級(jí)和技術(shù)級(jí)磷酸一銨生產(chǎn)辦法，該方法包括采取含鈣化合物如碳酸 鈣等與萃取濕法磷酸反應(yīng)，加氨中和以鈣化和物形式沉淀酸中的陰離子，以磷酸鹽形式沉 淀酸中的三氧化二鐵、三氧化二鋁，然后進(jìn)行固液分離、沉清、蒸發(fā)濃縮，結(jié)晶、烘干，獲得飼 料級(jí)、工業(yè)級(jí)磷酸一銨，該種方法簡化了工藝流程，降低了成本。 綜合以上的現(xiàn)有技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)，雖然這些技術(shù)能夠生產(chǎn)出工業(yè)級(jí)磷酸一銨，甚至簡化了工藝流程，降低了成本，但是在生產(chǎn)過程中仍舊存在以下缺陷脫硫時(shí)產(chǎn)生的磷酸氫 鈣過多、通氨中和時(shí)產(chǎn)生的雜質(zhì)影響過濾的速度與產(chǎn)品的質(zhì)量、稀磷酸回調(diào)pH值會(huì)引入新 雜質(zhì)、結(jié)晶過程成本較高、浪費(fèi)結(jié)晶母液，生產(chǎn)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的脫硫時(shí)產(chǎn)生的磷酸氫鈣過多、通氨中和時(shí) 產(chǎn)生的雜質(zhì)影響過濾的速度與產(chǎn)品的質(zhì)量、稀磷酸回調(diào)pH值會(huì)引入新雜質(zhì)、結(jié)晶過程成本 較高、浪費(fèi)結(jié)晶母液，生產(chǎn)成本較高的缺陷與問題，提供一種脫硫時(shí)產(chǎn)生的磷酸氫鈣較少、 通氨中和時(shí)產(chǎn)生的雜質(zhì)對(duì)過濾速度與產(chǎn)品質(zhì)量影響較小、回調(diào)pH值時(shí)不引入新雜質(zhì)、結(jié)晶 過程成本較低、節(jié)省結(jié)晶母液，生產(chǎn)成本較低的工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工藝。 為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工藝，該 生產(chǎn)工藝依次包括以下步驟 第一步調(diào)酸先在磷酸一銨結(jié)晶過濾后的母液中添加稀磷酸和水以取得混合 液，混合液中P205的質(zhì)量百分比濃度為19-21% ; 第二步脫硫先按上述混合液中硫酸根化學(xué)計(jì)量的45_85 %添加磷礦粉或碳酸 鈣進(jìn)行攪拌脫硫，攪拌脫硫的時(shí)間是2小時(shí)，溫度是85-90°C ，再對(duì)脫硫后的溶液進(jìn)行過濾 以取得濾液，并將取得的濾液送至中和槽； 第三步氨中和及回調(diào)對(duì)中和槽中的濾液進(jìn)行攪拌并在90-10(TC下通氨氣進(jìn)行 中和反應(yīng)以制取料漿，通氨時(shí)間不小于1個(gè)小時(shí)，當(dāng)料漿的pH = 5. 5時(shí)，停止通氨氣，繼續(xù) 攪拌料漿30-35分鐘，然后在料漿中添加回調(diào)劑直至料漿的pH = 4. 4，繼續(xù)攪拌料漿10分 鐘； 第四步沉降在料漿中添加沉降劑，攪拌10分鐘后立即過濾以制取料漿清液； 第五步真空濃縮與結(jié)晶對(duì)上述料漿清液進(jìn)行真空濃縮，然后在攪拌狀態(tài)下進(jìn)
行冷卻結(jié)晶，再用離心機(jī)對(duì)結(jié)晶后的漿液進(jìn)行過濾以取得晶體與母液，晶體烘干后即為產(chǎn)
品磷酸一銨，母液則送回上述第一步循環(huán)使用。
所述沉降劑的體積為料漿體積的0. 01-1. 5% 。 所述沉降劑為質(zhì)量百分比濃度為1_15%的水溶液，該種水溶液的溶劑為水，溶質(zhì) 為至少一種陽離子表面活性劑或至少一種陽離子表面活性劑與非離子表面活性劑的混合 物。 所述陽離子表面活性劑為N， N-三甲基銨、含氟表面活性劑FC-154、碘化N-全 氟辛基磺酰胺丙基-N、十二烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、氯代烷基吡啶、聚 二甲基二烯丙基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、丙烯酰胺和丙烯酸衍生物共聚物復(fù)配物 CPAM、 N-十六烷基雙季銨鹽或N， N- 二甲基-N-芐基-N-丙烯酰胺基氯化銨；
所述非離子表面活性劑為烷基聚氧乙烯(9)醚、松香胺聚氧乙烯(5)醚、十八胺 聚氧乙烯(60)醚、二甲基硅油、硅酮表面活性劑JSY-6504、硅酮表面活性劑JSY-6506、聚氧 乙烯(20)山梨醇單月桂酸酯、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯吡咯烷酮、 聚烷基酚_環(huán)氧乙烷或聚丙烯酰胺。 所述沉降劑包括一種陽離子表面活性劑與一種非離子表面活性劑，且陽離子表面 活性劑與非離子表面活性劑的質(zhì)量比為8:l或所述沉降劑包括兩種陽離子表面活性劑與
5一種非離子表面活性劑，且該兩種陽離子表面活性劑與非離子表面活性劑的質(zhì)量比依次為 6 ! 4 ! 1。 所述第一步中磷酸一銨結(jié)晶過濾后的母液中至少包括磷酸一銨與硫酸根，且磷酸 一銨的質(zhì)量百分比濃度為35-45%，硫酸根的含量為40-48g/l。 所述回調(diào)劑為洗余水，該洗余水產(chǎn)生于溶劑萃取法精制濕法磷酸時(shí)的洗滌步驟， 該洗余水中至少包括？205與硫酸根，且&05的質(zhì)量百分比濃度為35-45%，硫酸根的質(zhì)量百 分比濃度為3-5%。 所述對(duì)料漿過濾以制取料漿清液的過濾速度為4. 50-6. 00m3/m2hr。 所述料漿清液真空濃縮后的比重為1. 33-1. 37，且真空濃縮的溫度為80-85°C。 所述冷卻結(jié)晶的結(jié)晶時(shí)間為3個(gè)小時(shí)，結(jié)晶溫度為23-30°C。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為 1.由于本發(fā)明一種工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工藝中包括沉降步驟，該步驟中的沉降 劑可使過濾速度提高約25倍，這可確保在前一步驟氨中和及回調(diào)中產(chǎn)生的少量的、非常細(xì) 小的顆粒及粘稠物，如硅溶膠等不會(huì)造成過濾困難，并避免了穿透現(xiàn)象的出現(xiàn)，提高了過濾 質(zhì)量，因此本發(fā)明可使過濾的速度成倍增加，并且基本無穿透。 2.由于本發(fā)明一種工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工藝在生產(chǎn)的第一步中將磷酸一銨結(jié) 晶后的母液與稀磷酸混合作為最初的混合液以進(jìn)行后續(xù)生產(chǎn)，而不象目前常用的兩種方 法來處理母液一種是將其返回，和稀磷酸混合后在^ 100%理論量條件下脫硫，再重復(fù)傳 統(tǒng)工業(yè)級(jí)磷酸一銨制作的后續(xù)過程，這種方法引入了過多的Ca2+離子，在氨中和過程中會(huì) 生成過多的磷酸氫鈣，使產(chǎn)品中的不溶物超標(biāo)；另一種處理方法是直接將母液送去肥料一 銨車間制肥，這實(shí)際上是一種流程、人工和設(shè)備成本的浪費(fèi)，因?yàn)榻Y(jié)晶后的母液中的雜質(zhì) 含量已經(jīng)很少了，拿去制肥是極大的浪費(fèi)。磷酸一銨結(jié)晶后的母液的雜質(zhì)含量很少，且其 主要成分為磷酸一銨與硫酸根，磷酸一銨的質(zhì)量百分比濃度大約為41. 3%，硫酸根含量約 40-48g/L，采用該母液制作本工藝的第一步中的混合液，不僅可以大幅減輕氨中和后過濾 的壓力，而且可以將本工藝的第一步與第四步連接起來，進(jìn)行母液的循環(huán)使用，這不僅能節(jié) 省母液、降低成本，還能增加工業(yè)一銨的收率。 3.由于本發(fā)明一種工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工藝中的氨中和及回調(diào)步驟中先將料 漿的pH值提高到5. 5，再添加回調(diào)劑回調(diào)pH值至4. 4左右，這不僅能使雜質(zhì)沉淀的更完全， 而且能提高產(chǎn)品的等級(jí)，此外，本發(fā)明中使用的回調(diào)劑不是傳統(tǒng)中的稀磷酸，而是溶劑萃取 法糟制濕法磷酸中洗滌步驟所產(chǎn)生的洗余水，該洗余水的主要成分包括？205約41%，硫酸 根約3-5%，傳統(tǒng)中的稀磷酸回調(diào)會(huì)使原本已經(jīng)沉淀較完全的料漿又引入了新的可溶性雜 質(zhì)，從而影響產(chǎn)品的等級(jí)，而用洗余水回調(diào)則能避免新雜質(zhì)進(jìn)入沉淀后的料漿。因此本發(fā)明 回調(diào)pH值時(shí)不引入新雜質(zhì)，能提高產(chǎn)品的等級(jí)。 4.由于本發(fā)明一種工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工藝中的脫硫步驟中只要求按混合液 中的硫酸根化學(xué)計(jì)量的45-85%添加磷礦粉或碳酸鈣進(jìn)行脫硫，脫硫的時(shí)間是2小時(shí)，溫度 是85-9(TC，而不象傳統(tǒng)工藝中不考慮生產(chǎn)的實(shí)際需要，但凡通氨中和前都要求進(jìn)行脫硫預(yù) 處理，甚至要求深度脫硫或預(yù)脫氟，從而導(dǎo)致過多的磷酸氫*丐產(chǎn)生，進(jìn)而增加了工業(yè)級(jí)磷酸 一銨中的水不溶物，降低了產(chǎn)品的等級(jí)，本工藝所采取的脫硫步驟不僅可以避免由于鈣的 過量引入而產(chǎn)生過多的磷酸氫鈣從而導(dǎo)致工業(yè)級(jí)磷酸一銨中的水不溶物增加，還可以滿足
6生產(chǎn)過程中對(duì)硫含量的要求，從而保證可以循環(huán)使用結(jié)晶過濾后的母液，因此本發(fā)明脫硫 時(shí)產(chǎn)生的磷酸氫鈣較少，能提高產(chǎn)品的等級(jí)。 5.由于本發(fā)明一種工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工藝中結(jié)晶步驟的冷卻結(jié)晶時(shí)間為3 個(gè)小時(shí)，結(jié)晶溫度約為26°C ，結(jié)晶方法為一邊緩慢的攪拌一邊緩慢的冷卻，而不象傳統(tǒng)工藝 中把結(jié)晶溫度較多的控制在4(TC以上或冷卻到16t:，雖然結(jié)晶溫度在4(TC以上可以保證 產(chǎn)品的質(zhì)量以及結(jié)晶顆粒較大，但這會(huì)使結(jié)晶產(chǎn)量減少，從而導(dǎo)致磷酸一銨的收率降低，而 冷卻到16t:的結(jié)晶方法，不僅會(huì)增加生產(chǎn)的冷卻成本而且過低的溫度也易使冷卻器內(nèi)壁結(jié) 疤從而影響進(jìn)一步傳熱，而本工藝的結(jié)晶步驟要求的結(jié)晶溫度為26t:左右，采取的結(jié)晶方 法為一邊緩慢的攪拌一邊緩慢的冷卻，這不僅能確保結(jié)晶良好、產(chǎn)量較高，而且更適合工廠 的實(shí)際生產(chǎn)情況、能降低結(jié)晶成本，因此本發(fā)明不僅結(jié)晶過程的成本較低，而且結(jié)晶良好、 產(chǎn)量較高。 6.由于本發(fā)明一種工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工藝中不僅循環(huán)使用磷酸一銨結(jié)晶后 的母液做為原料生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸一銨，而且使用溶劑萃取法精制濕法磷酸中的洗滌步驟產(chǎn) 生的洗余水作為回調(diào)劑對(duì)氨中和后的料漿進(jìn)行回調(diào)，這不僅提高了原料的使用率、節(jié)省了 成本，還能防止污染、保護(hù)環(huán)境，因此本發(fā)明在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，大幅降低了產(chǎn)品的生 產(chǎn)成本。


圖1是本發(fā)明的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合

和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明 —種工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工藝，該生產(chǎn)工藝依次包括以下步驟 第一步調(diào)酸先在磷酸一銨結(jié)晶過濾后的母液中添加稀磷酸和水以取得混合
液，混合液中P205的質(zhì)量百分比濃度為19-21% ; 第二步脫硫先按上述混合液中硫酸根化學(xué)計(jì)量的45_85 %添加磷礦粉或碳酸 鈣進(jìn)行攪拌脫硫，攪拌脫硫的時(shí)間是2小時(shí)，溫度是85-9(TC，再對(duì)脫硫后的溶液進(jìn)行過濾 以取得濾液，并將取得的濾液送至中和槽； 第三步氨中和及回調(diào)對(duì)中和槽中的濾液進(jìn)行攪拌并在90-100°C下通氨氣進(jìn)行 中和反應(yīng)以制取料漿，通氨時(shí)間不小于1個(gè)小時(shí)，當(dāng)料漿的pH = 5. 5時(shí)，停止通氨氣，繼續(xù) 攪拌料漿30-35分鐘，然后在料漿中添加回調(diào)劑直至料漿的pH = 4. 4，繼續(xù)攪拌料漿10分 鐘； 第四步沉降在料漿中添加沉降劑，攪拌10分鐘后立即過濾以制取料漿清液； 第五步真空濃縮與結(jié)晶對(duì)上述料漿清液進(jìn)行真空濃縮，然后在攪拌狀態(tài)下進(jìn)
行冷卻結(jié)晶，再用離心機(jī)對(duì)結(jié)晶后的漿液進(jìn)行過濾以取得晶體與母液，晶體烘干后即為產(chǎn)
品磷酸一銨，母液則送回上述第一步循環(huán)使用。
所述沉降劑的體積為料漿體積的0. 01-1. 5% 。 所述沉降劑為質(zhì)量百分比濃度為1_15%的水溶液，該種水溶液的溶劑為水，溶質(zhì) 為至少一種陽離子表面活性劑或至少一種陽離子表面活性劑與非離子表面活性劑的混合
7物。 所述陽離子表面活性劑為N， N-三甲基銨、含氟表面活性劑FC-154、碘化N-全 氟辛基磺酰胺丙基_N、十二烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、氯代烷基吡啶、聚 二甲基二烯丙基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、丙烯酰胺和丙烯酸衍生物共聚物復(fù)配物 CPAM、 N-十六烷基雙季銨鹽或N， N- 二甲基-N-芐基-N-丙烯酰胺基氯化銨；
所述非離子表面活性劑為烷基聚氧乙烯(9)醚、松香胺聚氧乙烯(5)醚、十八胺 聚氧乙烯(60)醚、二甲基硅油、硅酮表面活性劑JSY-6504、硅酮表面活性劑JSY-6506、聚氧 乙烯(20)山梨醇單月桂酸酯、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯吡咯烷酮、 聚烷基酚_環(huán)氧乙烷或聚丙烯酰胺。 所述沉降劑包括一種陽離子表面活性劑與一種非離子表面活性劑，且陽離子表面 活性劑與非離子表面活性劑的質(zhì)量比為8:l或所述沉降劑包括兩種陽離子表面活性劑與
一種非離子表面活性劑，且該兩種陽離子表面活性劑與非離子表面活性劑的質(zhì)量比依次為 6 ! 4 ! 1。 所述第一步中磷酸一銨結(jié)晶過濾后的母液中至少包括磷酸一銨與硫酸根，且磷酸 一銨的質(zhì)量百分比濃度為35-45%，硫酸根的含量為40-48g/l。 所述回調(diào)劑為洗余水，該洗余水產(chǎn)生于溶劑萃取法精制濕法磷酸時(shí)的洗滌步驟， 該洗余水中至少包括？205與硫酸根，且&05的質(zhì)量百分比濃度為35-45%，硫酸根的質(zhì)量百 分比濃度為3-5%。 所述對(duì)料漿過濾以制取料漿清液的過濾速度為4. 50-6. 00m3/m2hr。 所述料漿清液真空濃縮后的比重為1. 33-1. 37，且真空濃縮的溫度為80_85°C。 所述冷卻結(jié)晶的結(jié)晶時(shí)間為3個(gè)小時(shí)，結(jié)晶溫度為23-30°C。 上述各個(gè)步驟的作用如下 調(diào)酸該步驟的目的是為了減少在氨中和及回調(diào)以后過濾時(shí)可能的由于降溫導(dǎo)致
磷酸一銨結(jié)晶出來造成的損失，同時(shí)也有利于統(tǒng)一生產(chǎn)起始點(diǎn)，便于生產(chǎn)過程控制。
脫硫該步驟的目的是為了去處混合液中的硫酸根，以防結(jié)晶時(shí)進(jìn)入成品，影響產(chǎn)
品質(zhì)量。 氨中和及回調(diào)該步驟的目的是為了得到磷酸一銨，并在中和過程中自然去除濾 液中的鈣、鎂、鐵、鋁等金屬離子以及氟，這些金屬離子和氟將會(huì)以金屬離子的復(fù)雜磷酸鹽、 氟的復(fù)鹽形式沉淀出來，而通氨中和的時(shí)間要求為1個(gè)小時(shí)是為了讓在中和過程中產(chǎn)生的 沉淀顆粒能夠盡量長大，從而有利于后面的過濾。 沉降該步驟的目的是為了提高過濾速度，加入沉降劑后的過濾速度能增加約25 倍，這可確保在前一步驟氨中和及回調(diào)中產(chǎn)生的少量的、非常細(xì)小的顆粒及粘稠物，如硅溶 膠等不會(huì)造成過濾困難，從而避免穿透現(xiàn)象的出現(xiàn)，提高過濾質(zhì)量。
真空濃縮與結(jié)晶真空濃縮的目的為了有利于降溫以后磷酸一銨結(jié)晶的產(chǎn)生，而 濃縮至比重1. 33-1. 37的目的是為了保證得到含量99%的工業(yè)級(jí)磷酸一銨產(chǎn)品；結(jié)晶的目 的是為了產(chǎn)生磷酸一銨結(jié)晶，而結(jié)晶過程中的緩慢攪拌則有利于緩慢冷卻條件下結(jié)晶過程 的進(jìn)行，能提高結(jié)晶的質(zhì)量與產(chǎn)量。
實(shí)施例1 : —種工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工藝，該生產(chǎn)工藝依次包括以下步驟
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第一步調(diào)酸先在磷酸一銨結(jié)晶過濾后的母液中添加稀磷酸和水以取得混合 液，母液中磷酸一銨的質(zhì)量百分比濃度為39. 8%，硫酸根的含量為45g/l，混合液中P205的 質(zhì)量百分比濃度為20% ; 第二步脫硫先按上述混合液中硫酸根化學(xué)計(jì)量的65 %添加磷礦粉進(jìn)行攪拌脫 硫，攪拌脫硫的時(shí)間是2小時(shí)，溫度是85t:，再對(duì)脫硫后的溶液進(jìn)行過濾以取得濾液，并將 取得的濾液送至中和槽，其濾渣送磷酸廠； 第三步氨中和及回調(diào)對(duì)中和槽中的濾液進(jìn)行攪拌并在9(TC下通氨氣進(jìn)行中和 反應(yīng)以制取料漿，通氨時(shí)間為1個(gè)小時(shí)，當(dāng)料漿的pH = 5. 5時(shí)，停止通氨氣，繼續(xù)攪拌料漿 30分鐘，然后在料漿中添加回調(diào)劑直至料漿的pH = 4. 4，繼續(xù)攪拌料漿10分鐘，所述回調(diào) 劑為洗余水，該洗余水中含有的P205的質(zhì)量百分比濃度為36%，硫酸根的質(zhì)量百分比濃度 為3% ; 第四步沉降按料漿體積的1%向料漿中添加沉降劑，攪拌10分鐘后立即過濾以 制取料漿清液，其濾渣送磷肥廠，過濾速度為5. 66m3/m2hr，過濾方式為真空抽濾，所述沉降 劑為質(zhì)量百分比濃度為1X的水溶液，該種水溶液的溶劑為水，溶質(zhì)為N， N-二甲基-N-芐 基-N-丙烯酰胺基氯化銨與聚丙烯酰胺按，兩者的質(zhì)量比為8 : 1; 第五步真空濃縮與結(jié)晶對(duì)上述料漿清液進(jìn)行真空濃縮，真空濃縮至比重1. 33， 濃縮溫度為8(TC，然后在緩慢攪拌的狀態(tài)下進(jìn)行冷卻結(jié)晶，結(jié)晶時(shí)間為3個(gè)小時(shí)，結(jié)晶溫度 為24t:，再用離心機(jī)對(duì)結(jié)晶后的漿液進(jìn)行過濾以取得晶體與母液，晶體烘干后即為產(chǎn)品磷 酸一銨，母液則送回上述第一步循環(huán)使用，所得磷酸一銨的參數(shù)為含量99.8%， N 12%， 有效P205 61.7%，水不溶物< 0. 1 % ，收率60. 5% ，符合工業(yè)級(jí)磷酸一銨的要求。
實(shí)施例2: —種工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工藝，該生產(chǎn)工藝依次包括以下步驟
第一步調(diào)酸先在磷酸一銨結(jié)晶過濾后的母液中添加稀磷酸和水以取得混合 液，母液中磷酸一銨的質(zhì)量百分比濃度為41. 3%，硫酸根的含量為40g/l，混合液中P205的 質(zhì)量百分比濃度為20.5% ; 第二步脫硫先按上述混合液中硫酸根化學(xué)計(jì)量的55 %添加磷礦粉進(jìn)行攪拌脫 硫，攪拌脫硫的時(shí)間是2小時(shí)，溫度是85t:，再對(duì)脫硫后的溶液進(jìn)行過濾以取得濾液，并將 取得的濾液送至中和槽，其濾渣送磷酸廠； 第三步氨中和及回調(diào)對(duì)中和槽中的濾液進(jìn)行攪拌并在95。C下通氨氣進(jìn)行中和 反應(yīng)以制取料漿，通氨時(shí)間為1個(gè)小時(shí)，當(dāng)料漿的pH = 5. 5時(shí)，停止通氨氣，繼續(xù)攪拌料漿 30分鐘，然后在料漿中添加回調(diào)劑直至料漿的pH = 4. 4，繼續(xù)攪拌料漿10分鐘，所述回調(diào) 劑為洗余水，該洗余水中含有的&05的質(zhì)量百分比濃度為41%，硫酸根的質(zhì)量百分比濃度 為4% ; 第四步沉降按料漿體積的1. 5%向料漿中添加沉降劑，攪拌IO分鐘后立即過濾 以制取料漿清液，其濾渣送磷肥廠，過濾速度為4. 86mVm、r，過濾方式為真空抽濾，所述沉 降劑為質(zhì)量百分比濃度為6%的水溶液，該種水溶液的溶劑為水，溶質(zhì)為丙烯酰胺和丙烯酸 衍生物共聚物復(fù)配物CPAM ; 第五步真空濃縮與結(jié)晶對(duì)上述料漿清液進(jìn)行真空濃縮，真空濃縮至比重1. 37， 濃縮溫度為85t:，然后在緩慢的攪拌狀態(tài)下進(jìn)行冷卻結(jié)晶，結(jié)晶時(shí)間為3小時(shí)，結(jié)晶溫度為26t:，再用離心機(jī)對(duì)結(jié)晶后的漿液進(jìn)行過濾以取得晶體與母液，晶體烘干后即為產(chǎn)品磷酸
一銨，母液則送回上述第一步循環(huán)使用，所得磷酸一銨的參數(shù)為含量99.2%， N 11.85%， 有效P205 61.2%，水不溶物< 0. 14% ，收率65. 5% ，符合工業(yè)級(jí)磷酸一銨的要求。
實(shí)施例3 : —種工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工藝，該生產(chǎn)工藝依次包括以下步驟
第一步調(diào)酸先在磷酸一銨結(jié)晶過濾后的母液中添加稀磷酸和水以取得混合 液，母液中磷酸一銨的質(zhì)量百分比濃度為44%，硫酸根的含量為43g/l，混合液中P205的質(zhì) 量百分比濃度為19.5% ; 第二步脫硫先按上述混合液中硫酸根化學(xué)計(jì)量的85 %添加碳酸鈣進(jìn)行攪拌脫 硫，攪拌脫硫的時(shí)間是2小時(shí)，溫度是85t:，再對(duì)脫硫后的溶液進(jìn)行過濾以取得濾液，并將 取得的濾液送至中和槽，其濾渣送磷酸廠； 第三步氨中和及回調(diào)對(duì)中和槽中的濾液進(jìn)行攪拌并在IO(TC下通氨氣進(jìn)行中 和反應(yīng)以制取料漿，通氨時(shí)間為1個(gè)小時(shí)，當(dāng)料漿的pH = 5. 5時(shí)，停止通氨氣，繼續(xù)攪拌料 漿30分鐘，然后在料漿中添加回調(diào)劑直至料漿的pH = 4. 4，繼續(xù)攪拌料漿10分鐘，所述回 調(diào)劑為洗余水，該洗余水中含有的P205的質(zhì)量百分比濃度為45%，硫酸根的質(zhì)量百分比濃 度為5% ; 第四步沉降按料漿體積的0. 01 %向料漿中添加沉降劑，攪拌10分鐘后立即過
濾以制取料漿清液，其濾渣送磷肥廠，過濾速度為5. 26mVm2hr，過濾方式為真空抽濾，所述
沉降劑為質(zhì)量百分比濃度為15%的水溶液，該種水溶液的溶劑為水，溶質(zhì)為氯代烷基吡啶、
十二烷基三甲基氯化銨與聚乙烯吡咯烷酮按，三者的質(zhì)量比依次為6 :4:1; 第五步真空濃縮與結(jié)晶對(duì)上述料漿清液進(jìn)行真空濃縮，真空濃縮至比重1. 35，
濃縮溫度為83t:，然后在緩慢的攪拌狀態(tài)下進(jìn)行冷卻結(jié)晶，結(jié)晶時(shí)間為3小時(shí)，結(jié)晶溫度為
2『C，再用離心機(jī)對(duì)結(jié)晶后的漿液進(jìn)行過濾以取得晶體與母液，晶體烘干后即為產(chǎn)品磷酸
一銨，母液則送回上述第一步循環(huán)使用，所得磷酸一銨的參數(shù)為含量99.2%， N11.9X，有
效P205 61.5%，水不溶物< 0. 15% ，收率64. 5% ，符合工業(yè)級(jí)磷酸一銨的要求。 以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳
細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡
在本發(fā)明的權(quán)利要求之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)
范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工藝，其特征在于該生產(chǎn)工藝依次包括以下步驟第一步調(diào)酸先在磷酸一銨結(jié)晶過濾后的母液中添加稀磷酸和水以取得混合液，混合液中P2O5的質(zhì)量百分比濃度為19-21％；第二步脫硫先按上述混合液中硫酸根化學(xué)計(jì)量的45-85％添加磷礦粉或碳酸鈣進(jìn)行攪拌脫硫，攪拌脫硫的時(shí)間是2小時(shí)，溫度是85-90℃，再對(duì)脫硫后的溶液進(jìn)行過濾以取得濾液，并將取得的濾液送至中和槽；第三步氨中和及回調(diào)對(duì)中和槽中的濾液進(jìn)行攪拌并在90-100℃下通氨氣進(jìn)行中和反應(yīng)以制取料漿，通氨時(shí)間不小于1個(gè)小時(shí)，當(dāng)料漿的pH＝5.5時(shí)，停止通氨氣，繼續(xù)攪拌料漿30-35分鐘，然后在料漿中添加回調(diào)劑直至料漿的pH＝4.4，繼續(xù)攪拌料漿10分鐘；第四步沉降在料漿中添加沉降劑，攪拌10分鐘后立即過濾以制取料漿清液；第五步真空濃縮與結(jié)晶對(duì)上述料漿清液進(jìn)行真空濃縮，然后在攪拌狀態(tài)下進(jìn)行冷卻結(jié)晶，再用離心機(jī)對(duì)結(jié)晶后的漿液進(jìn)行過濾以取得晶體與母液，晶體烘干后即為產(chǎn)品磷酸一銨，母液則送回上述第一步循環(huán)使用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述沉降劑 的體積為料漿體積的0. 01-1. 5%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述沉降劑為質(zhì)量百分比濃度為1_15%的水溶液，該種水溶液的溶劑為水，溶質(zhì)為至少一種陽離子表面活性劑或至少一種陽離子表面活性劑與非離子表面活性劑的混合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述陽離子表面活性劑為N， N-三甲基銨、含氟表面活性劑FC-154、碘化N-全氟辛基磺酰胺丙基-N、 十二烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、氯代烷基吡啶、聚二甲基二烯丙基氯化 銨、十六烷基三甲基氯化銨、丙烯酰胺和丙烯酸衍生物共聚物復(fù)配物CPAM、 N-十六烷基雙 季銨鹽或N， N- 二甲基-N-芐基-N-丙烯酰胺基氯化銨；所述非離子表面活性劑為烷基聚氧乙烯(9)醚、松香胺聚氧乙烯(5)醚、十八胺聚氧 乙烯(60)醚、二甲基硅油、硅酮表面活性劑JSY-6504、硅酮表面活性劑JSY-6506、聚氧乙烯 (20)山梨醇單月桂酸酯、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯吡咯烷酮、聚烷基 酚-環(huán)氧乙烷或聚丙烯酰胺。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述沉降劑 包括一種陽離子表面活性劑與一種非離子表面活性劑，且陽離子表面活性劑與非離子表面 活性劑的質(zhì)量比為8:l或所述沉降劑包括兩種陽離子表面活性劑與一種非離子表面活性劑，且該兩種陽離子表面活性劑與非離子表面活性劑的質(zhì)量比依次為6 :4:i。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述第 一步中磷酸一銨結(jié)晶過濾后的母液中至少包括磷酸一銨與硫酸根，且磷酸一銨的質(zhì)量百分 比濃度為35-45%，硫酸根的含量為40-48g/l。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述 回調(diào)劑為洗余水，該洗余水產(chǎn)生于溶劑萃取法精制濕法磷酸時(shí)的洗滌步驟，該洗余水中至 少包括&05與硫酸根，且&05的質(zhì)量百分比濃度為35-45%，硫酸根的質(zhì)量百分比濃度為 3-5%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述對(duì)料漿過濾以制取料漿清液的過濾速度為4. 50-6. 00m3/m2hr。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述料 漿清液真空濃縮后的比重為1. 33-1. 37，且真空濃縮的溫度為80-85°C。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述冷 卻結(jié)晶的結(jié)晶時(shí)間為3個(gè)小時(shí)，結(jié)晶溫度為23-30°C。
全文摘要
一種工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工藝，操作時(shí)，先在母液中添加稀磷酸以取得混合液，然后按混合液中硫酸根化學(xué)計(jì)量的45-85％添加磷礦粉或碳酸鈣進(jìn)行脫硫，隨后對(duì)脫硫后再過濾的濾液進(jìn)行氨中和及洗余水回調(diào)，再在回調(diào)后的料漿中添加沉降劑，且在攪拌后立即過濾以制取料漿清液，接著對(duì)料漿清液進(jìn)行真空濃縮、冷卻、結(jié)晶、分離以得到晶體與母液，晶體烘干后即得到磷酸一銨，母液則送回本工藝的開始步驟循環(huán)使用。本發(fā)明不僅脫硫時(shí)產(chǎn)生的磷酸氫鈣較少、通氨中和時(shí)產(chǎn)生的雜質(zhì)不影響過濾的速度與產(chǎn)品的質(zhì)量、回調(diào)pH值時(shí)不引入新雜質(zhì)，而且結(jié)晶過程的成本較低、節(jié)省結(jié)晶母液、生產(chǎn)成本較低。
文檔編號(hào)C01B25/28GK101792134SQ20101011411
公開日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2010年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者侯炎學(xué), 吳杰 申請(qǐng)人:侯炎學(xué);吳杰