[发明专利]一种磷铵肥料生产新工艺

说明书

技术领域：

本发明属化工技术领域，涉及一种磷铵肥料生产工艺的改进。

背景技术：

现有技术中，磷铵肥料生产的工艺，一般都是将硫酸和磷矿粉按一定摩尔比加入磷酸萃取槽，通过硫酸分解磷矿粉制得磷酸。这种制得磷酸的工艺方法，要使用大量的硫酸，通常情况下，每吨五氧化二磷当量的磷酸需用硫酸3吨左右。对于制备硫酸的原料硫磺及硫铁矿资源比较缺乏的我国来说，生产成本很高，极不划算。

发明内容：

本发明的目的是提供一种磷铵肥料生产新工艺，用以有效地克服现有技术所存在的上述弊端。本发明的目的是在现有技术的基础上改进实现的，它包括磷酸制备中向磷酸萃取槽按常规配比加入磷矿粉和硫酸，其特征在于还向磷酸萃取槽或磷酸槽中加入硫酸铵及一部分磷矿粉，磷酸与增加部分磷矿粉折合成五氧化二磷的摩尔比为：H₃PO₄∶P₂O₅(磷矿粉)＝1∶0.05～0.22，优选的摩尔比值为：1∶0.1～0.16。硫酸铵与增加部分磷矿粉折合成五氧化二磷的摩尔比为：(NH₄)₂SO₄∶P₂O₅(磷矿粉)＝1∶0.1～0.3，优选的摩尔比值为：1∶0.2～0.28。

当硫酸铵及矿粉向磷酸萃取槽中加入时，磷酸萃取槽中物料的反应温度控制在70～100摄氏度，最佳为80～90度；反应时间不小于15分钟。为了使反应物结晶更好，易于分离，所说的反应时间最好不小于2小时，最佳为2.5-4小时。其化学反应，除常规的磷矿粉与硫酸和磷矿粉与磷酸反应外，还有磷矿粉与磷酸反应的生成物磷酸二氢钙与硫酸铵反应，反应方程式为：

Ca(H₂PO₄)₂+(NH₄)₂SO₄+2H₂O＝CaSO₄.2H₂O↓+2(NH₄)H₂PO₄

反应结束后，对磷酸萃取槽中的反应混合液过滤，进行固液分离，将硫酸钙结晶从混合液中分离出去，即得磷酸和磷酸铵的混合溶液，然后实施磷铵肥料生产的下部工序。分离后的硫酸钙结晶洗涤后可作它用。

当硫酸铵及矿粉向磷酸槽加入时，磷酸槽中物料的反应温度控制在50-90摄氏度，反应时间不小于15分钟，最好不小于2小时，最佳为2.5-4小时。化学反应方程式为：

Ca₅F(PO₄)₃+7H₃PO₄＝5Ca(H₂PO₄)₂+HF

Ca(H₂PO₄)₂+(NH₄)₂SO₄+2H₂O＝CaSO₄.2H₂O↓+2(NH₄)H₂PO₄

反应结束后，对磷酸槽中的反应混合液进行沉淀分离，将硫酸钙结晶从混合液中分离出去，得磷酸和磷酸铵的混合溶液，然后实施磷铵肥料生产的下部工序。分离后的硫酸钙结晶回萃取槽。

本发明工艺构思新颖，工艺步骤简单合理，操作方便，每生产一吨五氧化二磷当量的磷酸可用硫酸铵代替硫酸约一吨。由于硫酸铵多为工业副产，或从硫酸钙转化而来，因而价格低廉，有利于大大降低磷铵肥料的生产成本，特别是对于硫矿资源比较缺乏的我国来说，具有非常重要的现实意义。

具体实施方式：

实施例1：在磷铵生产中，以常规配比逐步向磷酸萃取槽加入磷矿粉和硫酸，同时再逐步加入一部分磷矿粉和硫酸铵，并使磷酸萃取槽中磷酸与增加部分磷矿粉折合成五氧化二磷摩尔比为1∶0.15，硫酸铵与增加部分磷矿粉折合成五氧化二磷摩尔比为1∶0.275，温度控制在80摄氏度，循环时间掌握在2.5小时。对不断从磷酸萃取槽中导出的反应混合液过滤，进行固液分离，将硫酸钙结晶从混合液中分离出去，即得磷酸和磷酸铵的混合溶液，然后实施磷铵肥料生产的下部工序。分离后的硫酸钙结晶洗涤后可作它用。