一种工业级磷酸一铵的生产工艺制造技术

一种工业级磷酸一铵的生产工艺，操作时，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学计量的４５－８５％添加磷矿粉或碳酸钙进行脱硫，随后对脱硫后再过滤的滤液进行氨中和及洗余水回调，再在回调后的料浆中添加沉降剂，且在搅拌后立即过滤以制取料浆清液，接着对料浆清液进行真空浓缩、冷却、结晶、分离以得到晶体与母液，晶体烘干后即得到磷酸一铵，母液则送回本工艺的开始步骤循环使用。本发明专利技术不仅脱硫时产生的磷酸氢钙较少、通氨中和时产生的杂质不影响过滤的速度与产品的质量、回调ｐＨ值时不引入新杂质，而且结晶过程的成本较低、节省结晶母液、生产成本较低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种磷酸一铵的生产工艺，尤其涉及一种工业级磷酸一铵的生产工艺，具体适应于采取磷铵结晶过滤后的母液以及溶剂萃取法精制湿法磷酸时产生的洗余水 制取工业级磷酸一铵。
技术介绍
工业级磷酸一铵的生产原料有两种， 一种是热法磷酸， 一种是湿法磷酸。热法磷 酸生产工业级磷酸一铵的成本较高，湿法磷酸生产工业级磷酸一铵则可以大幅降低生产成 本，其滤渣还可以生产农用磷酸一铵，因此目前多采用湿法磷酸生产工业级磷酸一铵。 目前，国内采用湿法磷酸生产工业级磷酸一铵的工艺中使用的稀磷酸多由磷矿石 经硫酸萃取制得，再在稀磷酸中添加磷矿粉或者碳酸钙进行脱硫预处理，有时还要求深度 脱硫或预脱氟，脱硫的同时会生成磷酸氢钙，如果磷酸氢钙过多则会造成工业磷铵水不溶 物的不合格；脱硫后再通氨中和，此时会生成钙、镁、铁、铝等金属离子的复杂磷酸盐、氟的 复盐沉淀，通氨中和到pH值约为4. 5-5. 5的时候，绝大部分稀磷酸中的金属杂质以及氟都 沉淀出来，它们大部分会形成较大的固体颗粒，而少量的则会形成非常细小的颗粒及粘稠 物，如硅溶胶，这些细小的颗粒及粘稠物会造成过滤困难甚至穿透，为避免过滤困难，通氨 中和到pH值为4. 5以上的工艺一般都有一个采用稀磷酸回调pH值至4. 4左右的过程，但 采用稀磷酸回调pH值会使原本已经沉淀较完全的料浆又引入新的可溶性杂质；由于湿法 磷酸本身的杂质含量太高，因此在料浆过滤以后一般浓縮至比重1. 33-1. 36，也有采取分段 浓縮的方法，最后浓縮至1. 38甚至蒸干，以期得到不同杂质含量的磷铵，从而实现最大程 度获取高的工业磷铵收率，但按照这些浓縮工艺生产出的合格产品的产量并不大；浓縮以 后的结晶温度多控制在4(TC以上，也有冷却到16t:的，结晶温度在4(TC以上，可以保证产 品的质量并使得结晶颗粒较大，但是磷酸一铵的收率降低，而冷却到16t:时，为了得到合 格的磷酸一铵，必须在较低的浓度下结晶，这增加了生产的冷却成本且过低的温度也易使 冷却器内壁结疤从而影响进一步传热；结晶后，离心过滤分离晶体和母液，晶体被送至振动 流化床干燥以取得成品，对母液一般有两种处理方法一种是将其返回，和稀磷酸混合后在 > 100%的理论量条件下脱硫，再重复上述过程，其缺点是引入了过多的0!2+离子，在氨化 过程中生成过多的磷酸氢钙，使得产品中的不溶物超标，第二种处理方法是直接将母液送 去肥料一铵车间制肥，由于经过精制的结晶母液中的杂质含量已经很少了，此时将该母液 拿去制肥浪费了流程、人工和设备成本。 中国专利授权公告号为CN1305945A，授权公开日为2001年8月1日的专利技术专利公 开了一种饲料级、工业级和技术级磷酸一铵生产办法，该方法包括采取含钙化合物如碳酸 钙等与萃取湿法磷酸反应，加氨中和以钙化和物形式沉淀酸中的阴离子，以磷酸盐形式沉 淀酸中的三氧化二铁、三氧化二铝，然后进行固液分离、沉清、蒸发浓縮，结晶、烘干，获得饲 料级、工业级磷酸一铵，该种方法简化了工艺流程，降低了成本。 综合以上的现有技术可以发现，虽然这些技术能够生产出工业级磷酸一铵，甚至简化了工艺流程，降低了成本，但是在生产过程中仍旧存在以下缺陷脱硫时产生的磷酸氢 钙过多、通氨中和时产生的杂质影响过滤的速度与产品的质量、稀磷酸回调pH值会引入新 杂质、结晶过程成本较高、浪费结晶母液，生产成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的脱硫时产生的磷酸氢钙过多、通氨中和时 产生的杂质影响过滤的速度与产品的质量、稀磷酸回调pH值会引入新杂质、结晶过程成本 较高、浪费结晶母液，生产成本较高的缺陷与问题，提供一种脱硫时产生的磷酸氢钙较少、 通氨中和时产生的杂质对过滤速度与产品质量影响较小、回调pH值时不引入新杂质、结晶 过程成本较低、节省结晶母液，生产成本较低的工业级磷酸一铵的生产工艺。 为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是一种工业级磷酸一铵的生产工艺，该 生产工艺依次包括以下步骤 第一步调酸先在磷酸一铵结晶过滤后的母液中添加稀磷酸和水以取得混合 液，混合液中P205的质量百分比浓度为19-21% ; 第二步脱硫先按上述混合液中硫酸根化学计量的45_85 %添加磷矿粉或碳酸 钙进行搅拌脱硫，搅拌脱硫的时间是2小时，温度是85-90°C ，再对脱硫后的溶液进行过滤 以取得滤液，并将取得的滤液送至中和槽； 第三步氨中和及回调对中和槽中的滤液进行搅拌并在90-10(TC下通氨气进行 中和反应以制取料浆，通氨时间不小于1个小时，当料浆的pH = 5. 5时，停止通氨气，继续 搅拌料浆30-35分钟，然后在料浆中添加回调剂直至料浆的pH = 4. 4，继续搅拌料浆10分 钟； 第四步沉降在料浆中添加沉降剂，搅拌10分钟后立即过滤以制取料浆清液； 第五步真空浓縮与结晶对上述料浆清液进行真空浓縮，然后在搅拌状态下进行冷却结晶，再用离心机对结晶后的浆液进行过滤以取得晶体与母液，晶体烘干后即为产品磷酸一铵，母液则送回上述第一步循环使用。所述沉降剂的体积为料浆体积的0. 01-1. 5% 。 所述沉降剂为质量百分比浓度为1_15%的水溶液，该种水溶液的溶剂为水，溶质 为至少一种阳离子表面活性剂或至少一种阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂的混合 物。 所述阳离子表面活性剂为N， N-三甲基铵、含氟表面活性剂FC-154、碘化N-全 氟辛基磺酰胺丙基-N、十二烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、氯代烷基吡啶、聚 二甲基二烯丙基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、丙烯酰胺和丙烯酸衍生物共聚物复配物 CPAM、 N-十六烷基双季铵盐或N， N- 二甲基-N-苄基-N-丙烯酰胺基氯化铵； 所述非离子表面活性剂为烷基聚氧乙烯(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、硅酮表面活性剂JSY-6504、硅酮表面活性剂JSY-6506、聚氧 乙烯(20)山梨醇单月桂酸酯、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_环氧乙烷或聚丙烯酰胺。 所述沉降剂包括一种阳离子表面活性剂与一种非离子表面活性剂，且阳离子表面 活性剂与非离子表面活性剂的质量比为8:l或所述沉降剂包括两种阳离子表面活性剂与5一种非离子表面活性剂，且该两种阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂的质量比依次为 6 ! 4 ! 1。 所述第一步中磷酸一铵结晶过滤后的母液中至少包括磷酸一铵与硫酸根，且磷酸 一铵的质量百分比浓度为35-45%，硫酸根的含量为40-48g/l。 所述回调剂为洗余水，该洗余水产生于溶剂萃取法精制湿法磷酸时的洗涤步骤， 该洗余水中至少包括？205与硫酸根，且&05的质量百分比浓度为35-45%，硫酸根的质量百 分比浓度为3-5%。 所述对料浆过滤以制取料浆清液的过滤速度为4. 50-6. 00m3/m2hr。 所述料浆清液真空浓縮后的比重为1. 33-1. 37，且真空浓縮的温度为80-85°C。 所述冷却结晶的结晶时间为3个小时，结晶温度为23-30°C。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果为 1.由于本专利技术一种工业级磷酸一铵的生产工艺中包括沉降步骤，该步骤中的沉降 剂可使过滤速度提高约25倍，这可确保在前一步骤氨中和及回本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业级磷酸一铵的生产工艺，其特征在于该生产工艺依次包括以下步骤：第一步：调酸：先在磷酸一铵结晶过滤后的母液中添加稀磷酸和水以取得混合液，混合液中Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］的质量百分比浓度为１９－２１％；第二步：脱硫：先按上述混合液中硫酸根化学计量的４５－８５％添加磷矿粉或碳酸钙进行搅拌脱硫，搅拌脱硫的时间是２小时，温度是８５－９０℃，再对脱硫后的溶液进行过滤以取得滤液，并将取得的滤液送至中和槽；第三步：氨中和及回调：对中和槽中的滤液进行搅拌并在９０－１００℃下通氨气进行中和反应以制取料浆，通氨时间不小于１个小时，当料浆的ｐＨ＝５．５时，停止通氨气，继续搅拌料浆３０－３５分钟，然后在料浆中添加回调剂直至料浆的ｐＨ＝４．４，继续搅拌料浆１０分钟；第四步：沉降：在料浆中添加沉降剂，搅拌１０分钟后立即过滤以制取料浆清液；第五步：真空浓缩与结晶：对上述料浆清液进行真空浓缩，然后在搅拌状态下进行冷却结晶，再用离心机对结晶后的浆液进行过滤以取得晶体与母液，晶体烘干后即为产品磷酸一铵，母液则送回上述第一步循环使用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：侯炎学，吴杰，
申请(专利权)人：侯炎学，吴杰，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]