[发明专利]一种以盐酸分解中低品位磷矿，三聚氰胺复盐结晶法制造磷酸一铵和磷酸二铵的方法

说明书

技术领域：

本发明属于湿法磷酸铵盐的净化和制造技术，是用盐酸加工磷矿，三聚氰胺复盐结晶法制造新一代磷铵的技术范畴。

背景技术：

磷酸铵盐大量用于工业和农业生产之中，每年产量达数百万吨，目前的生产方法有热法磷酸与氨中和，喷浆造粒即得工业及产品，而大量的还是以硫酸湿法磷酸氨化得到。这中又分先浓缩后中和和先中和后浓缩两种流程，前者是国内外经典方法，要求磷矿质量比较好的富矿，湿法磷酸且在浓缩过程中由于会不断析出铁铝磷酸酸盐淤泥，而不得不进行中途过滤再浓缩的过程，当浓缩到P₂O₅≥50％时即可氨中和，喷浆造粒成产品，国内因为磷矿质量较差，为了避免出现断断续续浓缩过滤现象，大都采用先以氨中和P₂O₅＝30％左右的硫酸湿法磷酸，再一次浓缩到较浓的磷铵溶液去喷浆造粒，这即为我国特有的料浆法磷铵工艺，已在我国大量推广应用，此法的优点是可以使用质量较差的磷矿，浓缩设备材质好解决一些，缺点是产品氮磷含量均比经典法低一些，且磷矿中的铁、铝、氟、砷、铅、镉均进入产品中，长期施用这种肥料，土壤中这些元素会累集，污染了土壤，终身难以去除，这样农作物也会受到毒害。应该从源头来治理，即在生产磷铵产品时，尽量将这些有害元素除去，由于目前我国肥料磷铵企业出现产品成本与售价倒挂现象，根本没有精力来关注土壤中毒问题。

国内湘潭大学发表了盐酸法三聚氰胺制磷酸一铵和磷酸二铵的报导^[1]是以活性炭，纯碱和TBP净化盐酸分解贫磷矿的分解液。

本工艺改为石灰乳中和分解液除杂，已从除杂物(白肥)的酸化盐析处理过程中，回收P₂O₅，达到简化净化过程和高的P₂O₅收率的目的。

发明内容：

本发明是利用盐酸分解任何磷矿，三聚氰胺复盐结晶法制造磷酸一铵和二铵的方法，具体步骤为：

1以盐酸分解全过40目磷矿，其反应温度为摄氏80度左右，盐酸用量为磷矿中所有金属氧化物的理论耗酸量总和的105％倍，反应时间为加矿粉完毕再搅拌30分钟。

2以工业滤布热过滤和洗涤，得分解液和硅渣。

3以石灰乳中和分解液到PH＝1-3，过滤得滤液和湿固相(白肥)。

4将滤液与三聚氰胺在常温反应1小时，加量为滤液中磷酸摩尔数的两倍摩尔的三聚氰胺，产生磷酸三聚氰胺结晶体和金属氯化物溶液。

5过滤、洗涤上磷酸三聚氰胺复盐结晶。

6以氢氧化铵溶液常温与涤洗后磷酸三聚氰胺反应30分钟，过滤、洗涤，得磷酸铵溶液及固相三聚氰胺，后者返回下一循环去沉淀部分中和的分解液中的磷酸。

7将上磷酸铵溶液浓缩，结晶，干燥，即得符合GB10205-2001标准的磷酸一铵和磷酸二铵产品。

8将上金属氯化物溶液与洗涤磷酸三聚氰胺的洗水合并加盐酸与白肥打浆溶解，加热赶出氟化氢回分解磷矿工序氟吸收器吸收去制无水氟化氢。

9冷却上溶液，析出大量金属氯化物结晶，分离，淋洗，析晶母 液和洗水返回分解磷矿。

10分离的金属氯化物加水溶解，以石灰乳中和到PH＝6-7，过滤洗涤，滤液及洗水浓缩结晶成高品位无水氯化钙(CaCl₂＝95.8％)。

11中和产生的金属氢氧化物加盐酸溶解，以N₂₃₅萃取剂萃铁。

12在萃铁有机相中通入气氨，将产生的铁铵盐分离洗涤通空气焙烧而得氧化铁红(Fe₂O₃＝98.2％)。

13在萃铁萃余水相通入气氨，产生氢氧化镁沉淀，滤洗，焙烧而得无硼活性氧化镁(MgO＝95.3％)。

14过滤氢氧化镁的滤液和洗水在摄氏150～250度喷雾热解产生铝氧粉(Al₂O₃＝95.1％)。

15将热解气相冷却分离得氯化铵。

16当氯化钙销售不畅时，将结晶氯化钙与硅渣拌合，在摄氏810-820度焙烧半小时，得到硅肥和氯化氢，后者返回去酸化分解白肥。

主要反应式为：

Ca₅F(PO₄)₃+10HCl-→3H₃PO₄+5CaCl₂+HF