[发明专利]一种制备农用级多聚磷酸的方法

说明书

本发明提供了一种制备农用级多聚磷酸的方法，包括以下步骤：向湿法磷酸溶液中加入金属元素添加剂，使湿法磷酸溶液中的MER值为4.8～7.8％，然后将湿法磷酸溶液浓缩至P₂O₅浓度≥68％，得到农用级多聚磷酸。本发明通过在湿法磷酸中加入金属元素添加剂，促进磷酸的聚合，并调节湿法磷酸中的金属元素含量与五氧化二磷含量之间的比值，而形成不同结构的缩聚磷酸，如链状、环状和枝状，从而达到调节多聚磷酸稳定性的效果。

技术领域

本发明属于磷酸工业制备技术领域，尤其涉及一种制备农用级多聚磷酸的方法。

背景技术

多聚磷酸(Super Phosphoric Acid；SPA)是一种含有正磷酸与聚磷酸的混合液。

目前，用湿法磷酸生产多聚磷酸的工艺主要是将湿法磷酸经除杂，单级或多级蒸发器，加热浓缩，除去水分得到。产品杂质含量较高、品质低，主要用于生产农业用液体肥。

如何从浓缩湿法磷酸中生产稳定的液体肥料，这是一个长期以来公认的、迄今尚未充分解决的问题。主要原因是磷矿石含有金属杂质，这些金属杂质在湿法浸取过程中被溶解，并存在于粗酸中，这些杂质包括铁、铝、镁、钙、钠等。

从粗磷酸中除去金属杂质已成为人们所希望的。美国专利3988140，提出了通过将商品酸和湿法磷酸混合后降低杂质浓度来制备稳定的多聚磷酸。然而，这些方法大大增加了磷酸作为生产液体肥料的原料的成本。美国专利4721519提出在浓缩前用阳离子交换树脂处理除去湿法磷酸中的镁和钙杂质，通过该方法制备的液体肥料在25℃储存6个月依然稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备农用级多聚磷酸的方法，本发明中的方法易于工业化实施，处理成本较商品级多聚磷酸显著降低，且得到的多聚磷酸外观澄清无沉淀、久置稳定。

本发明提供一种制备农用级多聚磷酸的方法，包括以下步骤：

向湿法磷酸溶液中加入金属元素添加剂，使湿法磷酸溶液中的MER值为4.8～7.8％，然后将湿法磷酸溶液浓缩至P₂O₅浓度≥68％，得到农用级多聚磷酸。

优选的，所述湿法磷酸溶液为w(P₂O₅)＝20～40％的湿法磷酸溶液。

优选的，所述金属元素添加剂为氧化铁、氧化铝、氢氧化铝、氢氧化铁、硫酸铁、硫酸铝和明矾中的一种或几种。

优选的，所述金属元素添加剂的质量为湿法磷酸溶液质量的0.1～6％。

优选的，所述浓缩的温度为160～260℃。

优选的，所述农用级多聚磷酸中聚合态磷的质量(P₂O₅计)为总P₂O₅质量的20％～50％。

本发明提供了一种制备农用级多聚磷酸的方法，包括以下步骤：向湿法磷酸溶液中加入金属元素添加剂，使湿法磷酸溶液中的MER值为4.8～7.8％，然后将湿法磷酸溶液浓缩至P₂O₅浓度≥68％，得到农用级多聚磷酸。本发明通过在湿法磷酸中加入金属元素添加剂，促进磷酸的聚合，并调节湿法磷酸中的金属元素含量与五氧化二磷含量之间的比值，而形成不同结构的缩聚磷酸，如链状、环状和枝状，从而达到调节多聚磷酸稳定性的效果。

本发明与现有技术相比，其优点在：

(1)该法仅需要对湿法磷酸进行简单的预处理，处理成本低，易于工业化实施，且得到的多聚磷酸外观澄清无沉淀、久置稳定。

(2)该方法制备的专用多聚磷酸可广泛应用于液体肥原料。

(3)该方法为湿法磷酸制备专用多聚磷酸提供了新的工艺路线。