[发明专利]利用萃余酸生产粒状磷酸一铵的方法

说明书

【所属技术领域】

本发明涉及磷肥，具体来说涉及磷酸一铵，尤其涉及利用净化湿法磷酸的萃余酸生产粒状磷酸一铵的方法。

【背景技术】

众所周知，湿法磷酸的净化工艺近年来有了新的发展，净化后的湿法磷酸质量可与热法磷酸相媲美，而生产成本较低，在工业领域有取代热法磷酸的趋势。在目前普遍采用的液-液溶剂萃取法净化湿法磷酸流程中，会副产萃余酸。萃余酸一般用于制造肥料。使用萃余酸生产肥料时，因萃余酸中F^-、SO₄^2-等阴离子含量降低，却富集了湿法磷酸中的金属阳离子；与普通湿法磷酸相比，杂质离子的含量发生了变化，往往出现由其生产的化肥产品总氮含量达不到质量要求或产品水分超标的问题。随着湿法磷酸净化装置的正常运行，萃余酸不断增加，能否消化这些萃余酸已成为湿法磷酸净化装置能否连续生产的重要影响因素。

目前，涉及利用萃余酸生产磷肥的中国专利申请件仅有200910102694.9号《用净化磷酸的萃余酸生产磷酸二铵的方法》，尚无用净化磷酸的萃余酸生产磷酸一铵的申请件。

【发明内容】

本发明的目的是为了消化萃余酸，确保湿法磷酸净化装置连续运行，同时解决使用萃余酸生产磷铵肥料时产品氮含量不足和产品水分超标的问题，提供一种利用萃余酸生产粒状磷酸一铵的方法。

发明人通过研究发现，萃余酸与湿法磷酸相比，铁、铝、镁等金属离子含量较高，而氟、硫酸根等阴离子含量较低。在料浆法生产磷铵流程中，铁、铝、镁等金属离子使磷酸在氨中和过程中生成多种复杂化合物，它们将影响磷铵料浆粘度以及磷铵产品组成、物性和P₂O₅溶解性。金属离子(尤其是镁)的增加将使磷铵料浆粘度变大，浓缩后的料浆含水量增加，造成产品水份极难控制。同时，产品总氮含量不足，达不到产品质量要求。

单独使用萃余酸生产粒状MAP的产品情况如下表：

表1  萃余酸质量情况

表2  萃余酸生产的粒状MAP产品质量情况

可见：直接用萃余酸生产磷酸一铵，由于其中的铁、铝、镁等金属离子含量较高，而氟、硫酸根等阴离子含量较低。而杂质的变化，使磷铵料浆粘度变大，浓缩后的料浆含水量增加，造成产品水份极难控制；同时，当磷酸中金属离子含量较多时，酸碱滴定法测得的磷铵料浆中和度较实际的NH₃/H₃PO₄摩尔比偏高，使产品的N/P偏低，造成产品总氮含量不足，达不到产品质量要求，即使调高磷酸氨化中和度也不能使产品总氮满足质量要求。

针对上述问题，发明人提供的利用萃余酸生产粒状磷酸一铵的方法有以下两个要点：①用湿法磷酸和萃余酸按一定比例配比配成混合磷酸，降低原料混合磷酸的金属离子含量；②调整混合磷酸与氨中和反应的中和度，制得磷酸一铵料浆。

具体方案是：

先采用P₂O₅质量分数为40％左右的萃余酸与P₂O₅质量分数为25％左右的稀磷酸按15～18∶1进行配比，降低阳离子含量，得到混合磷酸；再用氨中和该混合磷酸，将反应料浆中和度由原来控制的0.95～1.02提高到1.05～1.25，以增加产品中的氮含量；之后按照常规工艺将反应料浆浓缩，最后喷浆造粒制成粒状磷酸一铵。

采用本方法生产的粒状磷酸一铵能满足产品氮养分要求，产品强度不低于40N，消化了湿法磷酸净化装置的萃余酸，符合当今世界循环经济的要求，提高了稀磷酸的浓度，减少制浆系统的蒸汽消耗，增加了粒状磷酸一铵产品强度。

【具体实施方式】

实施例：

采用本发明方法，即先采用P₂O₅质量分数为40％左右的萃余酸与P₂O₅质量分数为25％左右的稀磷酸按15～18∶1进行配比，得到配合酸；再用氨中和配合酸，将反应料浆中和度控制为1.05～1.20；之后按照常规工艺将反应料浆浓缩，最后喷浆造粒制成粒状磷酸一铵。

用于配酸的萃余酸质量情况

用于配酸的湿法稀磷酸质量情况

配和酸的质量情况

配合酸生产的粒状MAP产品质量情况

磷酸氨化中和度控制在1.05～1.20。

通过用湿法磷酸和萃余酸的配酸调节，原料配合酸中的金属离子含量降低了，从而改善了磷酸一铵料浆的物性，便于生产控制；同时，不需要过度提高磷酸氨化中和度，即能使产品总氮满足质量要求。