專利名稱：濕法磷酸直接生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸一銨的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造涉及磷的化合物，具體來(lái)說(shuō)，涉及磷酸及磷酸鹽。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的工業(yè)級(jí)磷酸一銨生產(chǎn)方法是采用熱法酸中和的生產(chǎn)工藝。但由于黃磷生產(chǎn)成本較高，導(dǎo)致熱法酸生產(chǎn)成本高，用熱法磷酸生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸一銨，當(dāng)然成本也很高。為了降低工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)成本，人們自然會(huì)想到廉價(jià)的濕法磷酸。目前已經(jīng)有一些以濕法磷酸為原料的技術(shù)申請(qǐng)了中國(guó)專利，例如四川龍蟒集團(tuán)有限責(zé)任公司申請(qǐng)的 01107220. 2號(hào)《一種飼料級(jí)、工業(yè)級(jí)和技術(shù)級(jí)磷酸一銨生產(chǎn)方法》、中化重慶涪陵化工有限公司申請(qǐng)的ZL00710092904. 1號(hào)《用濕法磷酸制備工業(yè)級(jí)磷酸、食品級(jí)磷酸和工業(yè)磷酸一銨的方法》、湖北祥云(集團(tuán))化工股份有限公司申請(qǐng)的ZL200810196872. 4號(hào)《濕法磷酸連續(xù)生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸一銨的工藝》、廣西明利集團(tuán)有限公司申請(qǐng)的201010191938. 8號(hào)《用濕法磷酸生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸一銨的方法》、馬健與李慶申請(qǐng)的201010552501. 2號(hào)《濕法磷酸生產(chǎn)工業(yè)、農(nóng)用級(jí)磷酸一銨及磷酸銨鎂的方法》等。這些專利申請(qǐng)件均有其特點(diǎn)，但能否工業(yè)化應(yīng)用尚需研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種濕法磷酸直接生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸一銨的方法，替代凈化磷酸或熱法酸生產(chǎn)工藝，并能夠工業(yè)化應(yīng)用，真正降低生產(chǎn)成本。發(fā)明人提供的濕法磷酸直接生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸一銨的方法包括
(1)中和工序
在攪拌狀態(tài)下，向中和槽加入濕法磷酸，再加入洗水，逐漸通入液氨中和至溶液的PH 值為8-9 ；接著趁熱將中和液放入過(guò)濾機(jī)中過(guò)濾，濾液送入凈化工序，同時(shí)用稀洗液洗滌濾渣降低其中磷、氮含量，之后排除殘?jiān)匆撼槿胂此貎?chǔ)存?zhèn)溆茫恢泻凸ば蛑饕饔檬巧闪姿徜@鹽溶液，同時(shí)除去濕法磷酸中的鋁、鎂、鈣、硫酸根、鐵、銅、鎘、鎳等雜質(zhì)；
(2)凈化工序
凈化工序包括一次過(guò)濾和高溫凈化兩個(gè)過(guò)程，一次過(guò)濾是用蒸汽加熱、保持中和液溫度，防止溶液在冷卻結(jié)晶的條件下進(jìn)行過(guò)濾，一次過(guò)濾液的透明度在600-800Im為合格；然后將一次濾液抽入凈化槽中，在攪拌下加入工業(yè)磷酸至溶液的PH為7，再滴入硫化銨和硝酸鉛至溶液呈黑色，取樣檢驗(yàn)，合格后，再將黑色溶液放入過(guò)濾機(jī)中過(guò)濾，當(dāng)過(guò)濾機(jī)濾渣滿時(shí)，用水洗滌，然后排渣；洗液并入一次洗液池中待用；
高溫凈化是將一次過(guò)濾液抽入攪拌罐中，用工業(yè)磷酸調(diào)整溶液的PH值為7 ；在攪拌狀態(tài)下加入硫化銨水溶液，再用蒸汽加熱、保溫?cái)嚢?，以除去溶液中的鐵、銅、鋅、鎘等可硫化金屬的硫酸鹽類；又在除鐵后的高凈液中加入飼料級(jí)磷酸氫鈣除去硫酸根；在高凈液中加入硝酸鉛水溶液，以除去溶液中存在的鉻的硫酸鹽和磷酸鹽；
(3)濃縮工序把二次濾液分別抽入濃縮槽中，在攪拌下用工業(yè)磷酸調(diào)配至溶液的PH值為4-5，在換熱器中通入水蒸汽加熱，使溶液沸騰濃縮，達(dá)到指標(biāo)后停止加熱，在換熱器中用冷水與溶液熱交換，降低濃縮液溫度； (4)干燥工序
將經(jīng)冷卻的濃縮液用離心分離機(jī)將其中的水分甩去，母液抽入洗液池中，最后將分離出的結(jié)晶置烘干機(jī)中烘干，包裝入庫(kù)。上述中和工序中，所述濕法磷酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為；所述稀洗水是凈化工序洗滌濾渣的水，加入稀洗水的質(zhì)量為濕法磷酸加入質(zhì)量的2/3 ；所述中和液控制在pH值為8 9、濾液的清澈度達(dá)到光通量800 900 Lii為合格。上述凈化工序中，所述用蒸汽加熱、保持中和液溫度為50°C 60°C;所述加入工業(yè)磷酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%;所述黑色溶液的合格指標(biāo)為鐵含量在0.5X10 —6(0. 5ppm)以下， 重金屬含量在0.01X10 —6 (0. Olppm)以下；所述加入硫化銨水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，加入硝酸鉛水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10% ；所述加入飼料級(jí)磷酸氫鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22%。上述濃縮工序中，所述加入工業(yè)磷酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85% ；所述通入水蒸汽的壓力為0. 5MPa ；所述沸騰濃縮的指標(biāo)是比重達(dá)到40 42波美度。上述干燥工序中，所述離心分離出的結(jié)晶含水率為1. 5% 2% ；所述烘干機(jī)是在 110°C下快速烘干；所述烘干成品的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0. 1%。發(fā)明人指出該方法控制反應(yīng)溶液的PH值和透明度，是為了保證反應(yīng)液在各工序中按要求去除各種雜質(zhì)；控制中間產(chǎn)品水分含量是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量。本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)在于用濕法磷酸生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸一銨，其產(chǎn)品質(zhì)量完全與傳統(tǒng)的熱法磷酸生產(chǎn)的磷銨篦美，與農(nóng)業(yè)級(jí)磷酸一銨單位產(chǎn)品的原料消耗成本差不多，而其市場(chǎng)價(jià)格是農(nóng)業(yè)級(jí)磷銨的兩倍，利潤(rùn)可觀。為工業(yè)級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)提供了一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的工藝方法。


圖1為濕法磷酸直接生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸一銨工藝流程簡(jiǎn)圖，圖1所示中和、凈化、濃縮和干燥代表了該工藝的4個(gè)工序。
具體實(shí)施例方式貴陽(yáng)中化開(kāi)磷化肥有限公司自行發(fā)明的濕法磷酸直接生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸一銨工藝， 流程如附圖1所示。具體操作方法如下
(1)在攪拌狀態(tài)下，在中和槽中加入12t24%的濕法磷酸，再加入洗水8t，逐漸通入液氨至溶液的pH值為8 9，趁熱將中和液放入過(guò)濾機(jī)中過(guò)濾，當(dāng)渣滿過(guò)濾機(jī)時(shí)，用稀洗液洗滌濾渣至磷、氮含量低于后排除殘?jiān)?，洗液分別抽入洗水池儲(chǔ)存?zhèn)溆茫?br> (2)將一次濾液抽入凈化槽中，在攪拌狀態(tài)下加入85%的工業(yè)磷酸至溶液的pH為7， 再滴入硫化銨和硝酸鉛至溶液呈黑色，取樣檢驗(yàn)，溶液中鐵含量在0.5X 10 —6 (0. 5ppm)以下，重金屬含量在0.01X10 —6 (0. Olppm)以下，再將黑色溶液放入過(guò)濾機(jī)中過(guò)濾至溶液的清澈度達(dá)到900 1000 Im，當(dāng)過(guò)濾機(jī)濾渣滿時(shí)，用水洗滌至磷、氮含量低于0. 以下排渣，洗液并入一次洗液池中待用；
(3)把二次濾液分別抽入濃縮槽中，在攪拌狀態(tài)下用85%的工業(yè)磷酸調(diào)配至溶液的pH 值為4 5，在換熱器中通入壓力為0. 5 MPa的水蒸汽，使凈化液始終保持濃縮液面在刻度線，加熱濃縮至溶液的比重為40波美度停止加熱，在換熱器中通入冷水至溶液到30°C ；
(4)再將濃縮結(jié)晶放入離心分離機(jī)中甩干至水分含量低于2%，母液抽入洗液池中，將結(jié)晶置烘干機(jī)中于110°C條件下烘干至水分小于0. 1%，包裝入庫(kù)。 這套設(shè)備生產(chǎn)的工業(yè)級(jí)磷酸一銨外觀潔白、內(nèi)在品質(zhì)優(yōu)良，產(chǎn)品生產(chǎn)成本較低，經(jīng)濟(jì)效益良好。
權(quán)利要求
1.濕法磷酸直接生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸一銨的方法，其特征包括以下工序(1)中和工序在攪拌狀態(tài)下，向中和槽加入濕法磷酸，再加入洗水，逐漸通入液氨中和至溶液的PH 值為8-9 ；接著趁熱將中和液放入過(guò)濾機(jī)中過(guò)濾，濾液送入凈化工序，同時(shí)用稀洗液洗滌濾渣降低其中磷、氮含量，之后排除殘?jiān)匆撼槿胂此貎?chǔ)存?zhèn)溆?；中和工序主要作用是生成磷酸銨鹽溶液，同時(shí)除去濕法磷酸中的鋁、鎂、鈣、硫酸根、鐵、銅、鎘、鎳等雜質(zhì)；(2)凈化工序凈化工序包括一次過(guò)濾和高溫凈化兩個(gè)過(guò)程，一次過(guò)濾是用蒸汽加熱、保持中和液溫度，防止溶液在冷卻結(jié)晶的條件下進(jìn)行過(guò)濾，一次過(guò)濾液的透明度在600-800Im為合格；然后將一次濾液抽入凈化槽中，在攪拌下加入工業(yè)磷酸至溶液的PH為7，再滴入硫化銨和硝酸鉛至溶液呈黑色，取樣檢驗(yàn)，合格后，再將黑色溶液放入過(guò)濾機(jī)中過(guò)濾，當(dāng)過(guò)濾機(jī)濾渣滿時(shí)，用水洗滌，然后排渣；洗液并入一次洗液池中待用；高溫凈化是將一次過(guò)濾液抽入攪拌罐中，用工業(yè)磷酸調(diào)整溶液的PH值為7 ；在攪拌狀態(tài)下加入硫化銨水溶液，再用蒸汽加熱、保溫?cái)嚢瑁猿ト芤褐械蔫F、銅、鋅、鎘等可硫化金屬的硫酸鹽類；又在除鐵后的高凈液中加入飼料級(jí)磷酸氫鈣除去硫酸根；在高凈液中加入硝酸鉛水溶液，以除去溶液中存在的鉻的硫酸鹽和磷酸鹽；(3)濃縮工序把二次濾液分別抽入濃縮槽中，在攪拌下用工業(yè)磷酸調(diào)配至溶液的PH值為4-5，在換熱器中通入水蒸汽加熱，使溶液沸騰濃縮，達(dá)到指標(biāo)后停止加熱，在換熱器中用冷水與溶液熱交換，降低濃縮液溫度；(4)干燥工序?qū)⒔?jīng)冷卻的濃縮液用離心分離機(jī)將其中的水分甩去，母液抽入洗液池中，最后將分離出的結(jié)晶置烘干機(jī)中烘干，包裝入庫(kù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于中和工序中，所述濕法磷酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 24% ；所述稀洗水是凈化工序洗滌濾渣的水，加入稀洗水的質(zhì)量為濕法磷酸加入質(zhì)量的 2/3 ；所述中和液控制在pH值為8 9、濾液的清澈度達(dá)到光通量800 900 Im為合格。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于凈化工序中，所述用蒸汽加熱、保持中和液溫度為50°C 60°C ；所述加入工業(yè)磷酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85% ；所述黑色溶液的合格指標(biāo)為鐵含量在0.5 X 10 —6以下，重金屬含量在0.01 X 10 —6以下；所述加入硫化銨水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，加入硝酸鉛水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10% ；所述加入飼料級(jí)磷酸氫鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 22%。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于濃縮工序中，所述加入工業(yè)磷酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85% ；所述通入水蒸汽的壓力為0. 5MPa ；所述沸騰濃縮的指標(biāo)是比重達(dá)到40 42波美度。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于干燥工序中，所述離心分離出的結(jié)晶含水率為1. 5% 2% ；所述烘干機(jī)是在110°C下快速烘干；所述烘干成品的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于 0.1%。
全文摘要
濕法磷酸直接生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸一銨的方法，涉及磷的化合物；該方法包括(1)中和工序，主要作用是生成磷酸銨鹽溶液，同時(shí)除去濕法磷酸中的鋁、鎂、鈣、硫酸根、鐵、銅、鎘、鎳等雜質(zhì)；(2)凈化工序，包括一次過(guò)濾和高溫凈化兩個(gè)過(guò)程；(3)濃縮工序，二次濾液在攪拌下用工業(yè)磷酸調(diào)配溶液的pH值，在換熱器中通入水蒸汽加熱，使溶液沸騰濃縮，達(dá)到指標(biāo)后停止加熱，在換熱器中降低濃縮液溫度；(4)干燥工序，將經(jīng)濃縮液離心分離其中的水分，最后將分離出的結(jié)晶置烘干機(jī)中烘干，包裝入庫(kù)。本方法的優(yōu)點(diǎn)是用濕法磷酸生產(chǎn)的工業(yè)級(jí)磷酸一銨，產(chǎn)品質(zhì)量完全可與熱法磷酸生產(chǎn)的產(chǎn)品篦美，成本低而利潤(rùn)可觀。適用于濕法磷酸的磷銨生產(chǎn)企業(yè)。
文檔編號(hào)C01B25/28GK102320585SQ20111025646
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者廖吉星, 張玉華, 徐魁, 潘禮富, 石永義, 穆勁, 陳彬 申請(qǐng)人:貴州開(kāi)磷(集團(tuán))有限責(zé)任公司