[发明专利]湿法磷酸生产全水溶磷酸一铵的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磷化肥生产领域，特别涉及一种湿法磷酸生产全水溶磷酸一铵的方法。

背景技术

当前我国磷化工行业肥料传统产业产能严重过剩，结构不合理，提升产品技术含量和产品价值，是磷化工产业结构调整的方向。同时，水肥一体化技术已被公认为世界上提高水肥资源利用率的最佳技术。与传统施肥相比，水肥一体化技术省水、省肥、省工、高效、增产。而作为水肥一体化技术的重要配套产品，全水溶性磷酸一铵肥料迎来发展良机。全水溶性磷酸一铵既可直接作为肥料使用，也可作为滴灌肥的原料，市场需求十分广阔。同时，纯度在65%-72%的全水溶性磷酸一铵在阻燃级市场也有广阔的应用空间，可作为生产消防灭火器干粉的原料。

现全水溶性磷酸一铵生产主要以热法磷酸及湿法磷酸净化为原料进行生产。但热法磷酸受资源、环境、能源等因素的制约，能耗高，成本高；湿法磷酸净化主要采用有机溶剂萃取法、离子交换法、离子交换法及电渗析法，磷酸浓缩结晶法或复盐结晶法，化学沉淀法，但由于磷收率及能耗等影响，生产成本高。

目前生产水溶性磷酸一铵的一般方法为：利用磷矿与硫酸反应制得湿法磷酸，湿法磷酸经脱硫后与氨进行中和反应生成磷酸一铵料浆，经过滤（或压滤）除去部分铁、铝、镁、氟等杂质后浓缩到一定比重，再进行冷却结晶、分离、干燥制得工业级磷酸一铵。该方法主要存在以下缺陷：①工艺流程长，有冷却结晶过程，热损失高，平均每吨产品蒸汽消耗量4.6吨。②由于结晶分离后，有大量的结晶母液产生，生产效率低，原料消耗量高，吨产品电耗500kw·h左右。③生产过程中产生大量的滤渣和母液处理工序复杂，对环境污染较大，产品附加值低。④工人劳动强度相对较大。⑤设备生产能力容易达到瓶颈，规模小，不能满足市场需求。⑥不利于规模化生产，难以降低成本，因而采用上述方法生产的水溶性磷酸一铵价格通常较高，不利于滴灌施肥的推广。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中水溶性磷酸一铵生产成本高，不利于滴灌施肥推广的不足，提供一种湿法磷酸生产全水溶性磷酸一铵的方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种湿法磷酸生产全水溶性磷酸一铵的方法，包括如下步骤：将湿法磷酸与氨气中和反应，将中和料浆进行固液分离，除去固相渣（也可称为滤渣），收集滤液并浓缩，将浓缩后的磷酸一铵料浆干燥得到全水溶性磷酸一铵。通过该方法制备得到的磷酸一铵复合肥为全水溶性磷酸一铵，能够适用于滴灌施肥，而且生产过程中不包含冷却结晶、结晶分离工艺，生产成本低，有利于全水溶性滴灌磷酸一铵的推广应用。

进一步，所述湿法磷酸是硫酸法湿法磷酸。将磷矿浆与硫酸萃取反应制备得到的湿法磷酸，为硫酸法湿法磷酸。使用硫酸法湿法磷酸，磷矿石分解后的产物磷酸为液相，副产物硫酸钙是溶解度很小的固相。磷酸通入氨气中和反应后，磷酸一铵为水溶性成分，含钙铁、铝、镁、氟、硅等杂质为微溶成分，固液分离（沉降、过滤、压滤或其结合）能够使其很好的分离开来，滤液为水溶性磷酸一铵溶液，浓缩干燥后得到全水溶性磷酸一铵。

现有工艺中通常认为水溶性滴灌级化肥应当是由结晶工艺纯化得到高纯度化肥，然而结晶工艺本身存在着能耗高，反应时间长的不足。本发明将现有工艺中冷却结晶、分离结晶的工艺步骤，转换为直接浓缩干燥，简化了工艺步骤，节约了成本。且得到的磷酸一铵具有非常好的水溶性，能够很好的应用于滴灌工艺。为滴灌级化肥生产提出了一种全新解决方案，降低了滴灌级化肥的生产成本，对于推广滴灌施肥具体重大意义。

进一步，所述湿法磷酸，满足以下技术指标：P₂O₅浓度15～30重量%，SO₃浓度0.5-1重量%，F浓度0.5-2重量%。

硫酸法湿法磷酸，磷矿浆和硫酸萃取反应制湿法磷酸，使制得的湿法磷酸满足以下技术指标：P₂O₅浓度15～30重量%，SO₃浓度0.5-1重量%，F浓度0.5-2重量%。使SO₃浓度保持在较低值，能够保证产品SO₃含量控制在更低的范围内，更少的SO₃浓度意味着更低的硫酸根离子浓度，保证产品的质量。

进一步，所述湿法磷酸与气氨中和反应，反应终点料浆pH=3.5-5.0。溶液中和反应使pH=3.5-5.0，溶液中磷酸与氨气中和反应完全转化为磷酸一铵，同时磷酸中铁、镁、铝杂质进入到固相成份中，有利于磷酸一铵在固液分离中得到净化，最终磷酸一铵中水不溶物含量少，产品品质提升。