[发明专利]冷冻法硝酸磷肥工艺过程中母液的两次氨中和、浓缩方法

说明书

本发明公开了冷冻法硝酸磷肥工艺过程中母液的两次氨中和、浓缩方法，将除钙母液、硝酸铵溶液和氨加入中和槽，中和至母液1.0≤PH≤2.5，中和槽出口料浆用中和料浆泵送至蒸发器，使料浆在蒸发器中进行蒸发浓缩，浓缩槽出口的浓缩料浆用浓缩料浆泵送至反应器，同时向反应器中通入氨进行氨二次中和、浓缩，二次氨中和至5.0≤PH≤6.5，浓缩后的料浆借助自身产生压力从反应器中喷出，直接进入造粒机，再经干燥得到硝酸磷肥。本发明避免了料浆管线结料堵塞，不仅解决中和过程中料浆粘度过大，造成设备及管线结料堵塞的问题，而且还解决了更为严重的浓缩工序设备及管线结料堵塞的问题，且制得硝酸磷肥产品的用途及经济性较高。

技术领域

本发明属于硝酸磷肥技术领域，尤其涉及冷冻法硝酸磷肥工艺过程中母液的两次氨中和、浓缩方法。

背景技术

1928年，挪威Odda Smelt公司提出用硝酸分解磷矿，得到的酸解液用冷冻的方法分离掉大部分硝酸钙，然后再加工成肥料的方法。1930年，该专利转让给挪威Norsk Hydro公司并于1938年开始出售硝酸磷肥产品。这是冷冻法硝酸磷肥最早的工业实践。与此同时，1937年，瑞士的Lonza公司提出用70％硝酸分解磷矿粉制造硝基过磷酸钙的方法。产品含8％N、16％P₂O₅。产品中因含有硝酸钙水合物而具有极强的吸湿性，加上产品总养分含量低、生产中二氧化氮逸出严重等问题而未见推广应用。1942～1945年间，NorskHydro公司的硝酸磷肥生产由于战争，原料中断而停产。战后恢复生产，1950年时，冷冻法硝酸磷肥的产量为4万吨/年。1950年左右，德国的BASF公司、荷兰的Dutch State Mines以及法国的一些化工厂都相继开发自己的冷冻法和混酸法硝酸磷肥技术。因多数公司的技术基础都涉及冷冻除钙的Odda工艺，因此，冷冻法硝酸磷肥被肥料界统称为Odda法。

间接冷冻法是指酸解液与冷却介质不直接接触，而是通过传热面间接传递冷量，使酸解液降温至-5～10℃析出Ca(NO₃)₂·4H₂O结晶的方法。该工艺技术是利用硝酸来分解磷矿，其生产工艺主要包括：磷矿干燥输送、磷矿的硝酸分解、酸不溶物分离、冷冻结晶、硝酸钙结晶分离、除钙母液氨中和、NP料浆的浓缩、造粒、干燥以及硝酸钙的转化制备硝铵等工艺环节，最终得到硝酸磷肥产品。通常，冷冻法结晶硝酸钙工艺可分离出酸解料浆中总钙量的60～85％，因此，除钙母液仍含有较高的Ca²⁺和少量的Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺及酸不溶物等杂质，在氨中和过程中会形成凝胶状的细小结晶体，随着氨中和料浆的pH值的增加和浓度的增加(在浓缩工序)使中和料浆粘度增大，流动性降低，造成氨中和、NP料浆的浓缩工序设备及管线结料堵塞。而国内磷矿含镁较高，出于经济的因素，经反浮选得到的磷精矿，P₂O₅含量可以达到32％以上，但MgO含量在1.0～1.5％之间，用于硝酸磷肥生产，由于料浆粘度过大，设备及管线结料堵塞情况尤为严重，为此，需增加硝酸铵溶液来提高料浆的流动性，以保持氨中和、NP料浆浓缩工序的设备及管线能正常运行。同时，由于硝酸铵溶液的增加，生产的硝酸磷肥产品的规格为26-11-0，N:P比为2.36，使得产品的用途及经济性有所降低。

中国发明专利：申请号为：CN201210229333.2，发明名称为：一种用于生产硝酸磷肥母液氨中和工艺的中和装置，包括一段中和装置、二段中和装置以及中和尾气洗涤装置；其所述中和装置是用于对硝酸磷肥生产过程中硝酸分解磷矿所得除去硝酸钙总量75％的磷酸母液进行氨气中和；其所述二段中和装置是一强制循环管式反应器，由闪蒸分离室、下降管、循环泵和反应管依次连通构成环形封闭结构的反应体系，用以解决硝酸磷肥生产过程中的母液氨中和料浆粘度增大，造成结料和结疤的现象；该中和装置具有“提高了流体的湍动程度，防止了料浆的在反应管中的结料、结疤与堵塞”的作用。