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1、(10)申请公布号 CN 103011113 A (43)申请公布日 2013.04.03 CN 103011113 A *CN103011113A* (21)申请号 201210575796.4 (22)申请日 2012.12.25 C01B 25/28(2006.01) (71)申请人 贵州开磷 （集团） 有限责任公司 地址 550002 贵州省贵阳市中华南路 203 号 海天大厦 12 层 (72)发明人 廖吉星 朱飞武 彭宝林 潘礼富 周勇 郑超 宋同斌 王先炜 谢静 张丽 韩朝应 张强星 (74)专利代理机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 代理人 谷庆红 (54) 发明。
2、名称 湿法磷酸生产工业级磷酸一铵联产工业级磷 酸二铵的方法 (57) 摘要 本发明公开了湿法磷酸生产工业级磷酸一铵 联产工业级磷酸二铵的方法， 是以磷酸氢钙和湿 法磷酸进行脱硫反应后得到的滤液与氨气或氨水 进行中和反应， 得到磷铵料浆， 再以硫化铵与磷铵 料浆反应并将所得滤液进行浓缩、 结晶、 干燥得到 工业级磷酸一铵产品， 接着将结晶后过滤得到的 一次母液与氨气或氨水进行二次中和反应， 最后 将二次中和得到的滤液经浓缩、 结晶、 干燥得到工 业级磷酸二铵产品， 结晶后过滤得到的二次母液 返回浓缩槽内继续浓缩。本发明生产磷酸一铵联 产磷酸二铵， 节约了生产成本， 降低了能耗， 减小 了污染， 。
3、经有效除杂保证了磷酸一铵和磷酸二铵 的质量， 具有很好的经济效益。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 湿法磷酸生产工业级磷酸一铵联产工业级磷酸二铵的方法， 是以湿法磷酸为原料， 经一系列化学反应后浓缩、 结晶、 干燥制得磷酸一铵和磷酸二铵， 其特征在于 ： 以磷酸氢钙 和湿法磷酸进行脱硫反应后得到的滤液与氨气或氨水进行中和反应， 得到磷铵料浆， 再以 硫化铵与磷铵料浆反应并将所得滤液进行浓缩、 结晶、 干燥得到工业级磷酸一铵。
4、产品， 接着 将结晶后过滤得到的一次母液与氨气或氨水进行二次中和反应， 最后将二次中和得到的滤 液经浓缩、 结晶、 干燥得到工业级磷酸二铵产品， 结晶后过滤得到的二次母液返回浓缩槽内 继续浓缩 ； 所述的生产流程为 ： （1） 脱硫 ： 将湿法磷酸在脱硫槽内升温至 60 80， 加入磷酸氢钙， 搅拌反应 30 60min 后过滤， 滤液为脱硫酸送入中和槽 ； （2） 中和除杂 ： 在搅拌状态下向中和槽内的脱硫磷酸中加入氨气或氨水， 将溶液的 pH 值中和至 3.9 4.3， 趁热将料浆过滤， 滤液为磷铵料浆送至净化槽 ； （3） 净化 ： 向净化槽内， 加入硫化铵搅拌反应， 经检验合格后离心分。
5、离滤渣， 滤液送入浓 缩槽 A ； （4）一铵浓缩结晶 ： 净化后的料浆在浓缩槽 A 内用蒸汽浓缩至料浆比重至 1.30 1.35， 送入冷却结晶槽 A 内冷却至料浆温度值 40以下结晶， 结晶后的料浆过滤分离得到 一次母液和晶体， 晶体送入干燥机 A 内干燥得到工业级磷酸一铵产品， 一次母液送入二次 和槽内 ； （5） 二次中和 ： 向二次中和槽内的一次母液中加入氨气或氨水， 调节 pH=7.9 8.0， 待 pH 值稳定后送入浓缩槽 B ； （6） 二铵浓缩结晶 ： 将二次中和的料浆在浓缩槽 B 内用蒸汽浓缩至料浆比重在 1.25 1.30 的范围内， 送入冷却结晶槽 B 内冷却至料浆温度。
6、在 40以下结晶， 结晶后的料浆经过 滤分离得到二次母液和晶体， 晶体送入干燥机内干燥得到工业级磷酸二铵产品， 二次母液 则返回浓缩槽 B 内继续浓缩。 2. 根据权利要求 1 所述的湿法磷酸生产工业级磷酸一铵联产工业级磷酸二铵的方法， 其特征在于 ： 所述步骤 （1） 中磷酸为 P2O5浓度在 20 35的湿法磷酸。 3. 根据权利要求 1 所述的湿法磷酸生产工业级磷酸一铵联产工业级磷酸二铵的方法， 其特征在于 ： 所述步骤 （1） 中在加入磷酸氢钙前需先取样分析其中硫酸根含量， 磷酸氢钙 的加入量为硫酸根物质量的 0.85 1.0 倍。 4. 根据权利要求 1 所述的湿法磷酸生产工业级磷酸。
7、一铵联产工业级磷酸二铵的方法， 其特征在于 ： 所述步骤 （3） 中离心前检测合格的方法是将黑色溶液过滤， 向滤液中滴加硫 化铵， 当溶液不再显示黑色时即合格。 5. 根据权利要求 1 所述的湿法磷酸生产工业级磷酸一铵联产工业级磷酸二铵的方法， 其特征在于 ： 所述步骤 （6） 中二铵浓缩结晶时采用负压浓缩， 浓缩过程中逸出的氨气与步 骤 （5） 中二次中和逸出的氨气需用磷酸洗涤吸收， 吸收后的料浆送至步骤 （2） 的中和槽内 进行中和除杂工序。 权 利 要 求 书 CN 103011113 A 2 1/3 页 3 湿法磷酸生产工业级磷酸一铵联产工业级磷酸二铵的方法 技术领域 0001 本发明。
8、涉及湿法磷酸生产工业级磷酸一铵联产工业级磷酸二铵的方法。 背景技术 0002 工业级磷酸一铵和磷酸二铵在消防、 滴灌肥、 医药及食品等方面都有着广泛的应 用。当前工业级磷酸一铵和磷酸二铵的生产一般都是采用热法磷酸或净化磷酸工艺， 缺点 是生产成本高、 工艺较复杂、 能耗高、 污染大。 有部分厂家也采用湿法磷酸生产工艺， 但在除 杂过程存在一定问题， 如产品中金属含量高， 会随着磷酸质量变化， 使产品质量难以保证。 在现有技术中， 工业级磷铵的生产装置和生产工艺较为单一， 只能生产工业级磷酸一铵或 者工业级磷酸二铵， 而没有实现工业级磷酸一铵联产工业级磷酸二铵的工艺。 发明内容 0003 本发明。
9、的目的在于提供湿法磷酸生产工业级磷酸一铵联产工业级磷酸二铵的方 法， 解决现有技术中生产磷酸一铵、 磷酸二铵生产成本和能耗高、 污染大、 产品质量不稳定 的问题。 0004 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。 0005 湿法磷酸生产工业级磷酸一铵联产工业级磷酸二铵的方法， 是以湿法磷酸为原 料， 经一系列化学反应后浓缩、 结晶、 干燥制得磷酸一铵和磷酸二铵， 其特征在于 ： 以磷酸氢 钙和湿法磷酸进行脱硫反应后得到的滤液与氨气或氨水进行中和反应， 得到磷铵料浆， 再 以硫化铵与磷铵料浆反应并将所得滤液进行浓缩、 结晶、 干燥得到工业级磷酸一铵产品， 接 着将结晶后过滤得到的一次母液与氨气。
10、或氨水进行二次中和反应， 最后将二次中和得到的 滤液经浓缩、 结晶、 干燥得到工业级磷酸二铵产品， 结晶后过滤得到的二次母液返回浓缩槽 内继续浓缩 ； 所述的生产流程为 ： 0006 （1）脱硫 ： 将湿法磷酸在脱硫槽内升温至 60 80， 加入磷酸氢钙， 搅拌反应 30 60min 后过滤， 滤饼为硫酸钙输送至专门堆场， 滤液为脱硫酸送入中和槽 ； 0007 （2） 中和除杂 ： 在搅拌状态下向中和槽内的脱硫磷酸中加入氨气或氨水， 将溶液的 pH 值中和至 3.9 4.3， 趁热将料浆过滤， 滤饼为农用级磷铵送至复合肥装置生产能复合 肥， 滤液为磷铵料浆送至净化槽 ； 0008 （3） 净化。
11、 ： 向净化槽内， 加入硫化铵搅拌反应， 经检验合格后离心分离滤渣， 滤液送 入浓缩槽 A ； 0009 （4） 一铵浓缩结晶 ： 净化后的料浆在浓缩槽 A 内用蒸汽浓缩至料浆比重至 1.30 1.35， 送入冷却结晶槽 A 内冷却至料浆温度值 40以下结晶， 结晶后的料浆过滤分离得到 一次母液和晶体， 晶体送入干燥机 A 内干燥得到工业级磷酸一铵产品， 一次母液送入二次 和槽内 ； 0010 （5）二次中和 ： 向二次中和槽内的一次母液中加入氨气或氨水， 调节 pH=7.9 8.0， 待 pH 值稳定后送入浓缩槽 B ； 说 明 书 CN 103011113 A 3 2/3 页 4 0011。
12、 （6） 二铵浓缩结晶 ： 将二次中和的料浆在浓缩槽 B 内用蒸汽浓缩至料浆比重在 1.25 1.30 的范围内， 送入冷却结晶槽 B 内冷却至料浆温度在 40以下结晶， 结晶后的料 浆经过滤分离得到二次母液和晶体， 晶体送入干燥机内干燥得到工业级磷酸二铵产品， 二 次母液则返回浓缩槽 B 内继续浓缩。 0012 所述步骤 （1） 中磷酸为 P2O5浓度在 20 35的湿法磷酸。 0013 所述步骤 （1） 中在加入磷酸氢钙前需先取样分析其中硫酸根含量， 磷酸氢钙的加 入量为硫酸根物质量的 0.85 1.0 倍。 0014 所述步骤 （3） 中离心前检测合格的方法是将黑色溶液过滤， 向滤液中滴。
13、加硫化铵， 当溶液不再显示黑色时即合格。 0015 所述步骤 （6） 中二铵浓缩结晶时采用负压浓缩， 浓缩过程中逸出的氨气与步骤 （5） 中二次中和逸出的氨气需用磷酸洗涤吸收， 吸收后的料浆送至步骤 （2） 的中和槽内进行 中和除杂工序。 0016 根据氨化料浆的性质， 在料浆溶液的 PH 在 4.0 4.5 范围内， 磷酸中的杂质与氨 和磷酸发生化学反应可生成一系列不溶性的化合物， 经过滤便可除去磷酸中的杂质， 滤液 磷酸一铵料浆再一次净、 浓缩的工业级磷酸一铵。分离出工业一铵母液经进一步氨中和得 工业级磷酸二铵。本发明中主要发生的化学反应为磷酸一铵和磷酸二铵的生成， 反应方程 式为 ： 0。
14、017 H3PO4 NH3=NH4H2PO4 0018 H3PO4 NH3=（NH4） 2HPO4 0019 本发明的有益效果 ： 生产磷酸一铵联产磷酸二铵， 节约了生产成本， 降低了能耗， 减小了污染， 经有效除杂保证了磷酸一铵和磷酸二铵的质量， 具有很好的经济效益。采用 磷酸氢钙与湿法磷酸反应除去硫酸根， 在除去杂质的同时将磷酸氢钙中的磷酸根转化为磷 酸， 最终生成磷酸铵盐， 不仅不会引入杂质还产生了很好的经济效益。 采用硫化铵脱硫能进 一步除去湿法磷酸中的砷、 铅等重金属及部分其他金属阳离子， 提高产品质量。 在生产过程 中， 中和后的滤渣可用于肥料级磷酸一铵生产， 净化渣可用于提取金属。
15、， 一次母液继续加氨 气或液氨中和生产工业级磷酸二铵， 二次母液返回结晶系统循环利用回收， 无废渣、 废液排 放。利用生产工业级磷酸一铵母液继续中和生产工业级磷酸二铵， 可降低工业级二铵生产 成本。 在中和、 加热蒸发、 冷却结晶过程中， 氨气的逸出全部回收利用， 没有氨气在生产过程 中逸出， 大大降低了氨损耗， 且对人体和环境不会造成影响。 在生产工业级磷酸一铵的基础 上联产工业级磷酸二铵， 增加产品多样性， 在同类生产中增强了竞争力。 附图说明 0020 图 1 为本发明的工艺流程简图 ； 0021 图 2 为本发明的设备流程图 ； 0022 图中 ： 1-脱硫槽， 2-中和槽， 3-净化。
16、槽， 4-浓缩槽A， 5-冷却结晶槽A， 6-干燥机A， 7- 二次中和槽， 8- 浓缩槽 B， 9- 冷却结晶槽 B， 10- 干燥机 B。 具体实施方式 0023 为了加深对本发明的理解， 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描 说 明 书 CN 103011113 A 4 3/3 页 5 述， 但不构成对本发明保护范围的限定。 0024 图 1 为本发明的流程简图， 图 2 为本发明的设备流程图。如图 1、 图 2 所示， 本发明 是将磷酸氢钙和湿法磷酸送入脱硫槽 1 内进行脱硫反应后过滤， 所得滤液进入中和槽 2 内 与氨气或氨水进行中和反应 ； 再次过滤得到的滤液进入净化槽 3。
17、 内， 与加入的硫酸铵反应 并过滤， 得到的滤液送至浓缩槽A4内进行浓缩后送入冷却结晶槽A5结晶， 得到的晶体送至 干燥机 A6 内干燥处理得到工业级磷酸一铵成品 ； 得到的液体为一次母液， 送至二次中和槽 7 内与氨气或氨水进行二次中和反应， 得到的滤液送至浓缩槽 B8 内浓缩， 再送至冷却结晶 槽B9内经冷却结晶， 所得晶体经过滤后送至干燥机B10内干燥处理得到工业级磷酸二铵成 品， 所得滤液为二次母液， 送至浓缩槽 B8 内继续浓缩。 0025 实施例 1 0026 将 P2O5浓度为 25的湿法磷酸送入脱硫槽内， 取样分析其中硫酸根含量， 磷酸氢 钙的加入量为硫酸根物质量的0.851.。
18、0倍， 加入磷酸氢钙进行脱硫反应后将滤液送入中 和槽内， 在搅拌条件下向中和槽内通入氨气， 当料浆的 PH 值在 4.3 时停止通氨， 料浆趁热 过滤， 滤饼送至复合肥装置生产复合肥， 滤液进入净化槽 ； 在净化槽内加入硫化铵溶液， 搅 拌反应除杂， 经检验合格后， 过滤除去滤渣， 滤渣收集后用于提取其中金属， 滤液进入浓缩 结晶槽内， 当比重达到 1.32 时停止浓缩， 送入冷却结晶槽内结晶， 温度降至 35时， 过滤离 心， 晶体进入干燥机内干燥得工业级磷酸一铵产品， 母液送入二次中和槽 ； 在二次中和槽内 加入氨气， 当中和液PH中和至8.0时停止通氨， 送入二铵浓缩结晶槽内浓缩， 比重。
19、达到1.25 后停止浓缩， 送入二铵冷却结晶槽内冷却 ； 温度在 38时送入离心机内离心， 晶体进入干 燥机内干燥后得工业级磷酸二铵产品， 滤液返回二铵浓缩结晶槽内循环浓缩利用。经检验 工业级磷酸一铵和工业级磷酸二铵产品各项指标均达到一等品要求。 0027 实施例 2 0028 在中和槽内加入 P2O5浓度为 35的湿法磷酸送入脱硫槽内， 取样分析其中硫酸根 含量， 磷酸氢钙的加入量为硫酸根物质量的 0.85 1.0 倍， 加入磷酸氢钙进行脱硫反应后 将滤液送入中和槽内， 边搅拌边加入质量浓度为 25的氨水， 磷铵料浆的 PH 值在 4.2 时停 止加入氨水， 料浆趁热过滤， 滤饼送到复合肥装。
20、置生产复合肥， 滤液送入净化槽 ； 在净化槽 内加入硫化铵溶液进一步除杂， 在检验合格后滤液进入浓缩槽内浓缩， 在浓缩槽内比重达 到 1.29 时停止浓缩， 送入冷却结晶槽内， 温度 35时， 过滤离心， 晶体进入干燥机内干燥得 工业级磷酸一铵产品， 母液送入二次中和槽内 ； 在二次中和槽内加入氨气， 当中和液 PH 至 中和至8.0时停止通氨， 送入二铵浓缩结晶槽内浓缩， 比重达到1.30后停止浓缩， 送入二铵 冷却结晶槽内冷却 ； 温度在 35时送入离心机内离心， 晶体进入干燥机内干燥后得工业级 磷酸二铵产品， 滤液返回二铵浓缩结晶槽内循环浓缩利用。经检验工业级磷酸一铵和工业 级磷酸二铵产品各项指标均达到一等品要求。 说 明 书 CN 103011113 A 5 1/1 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103011113 A 6 。