專利名稱：一種濕法磷酸凈化生產(chǎn)高純磷酸氫鈣的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種濕法磷酸凈化生產(chǎn)高純磷酸氫鈣的方法，同時副產(chǎn)肥料級磷酸一 銨，該方法生產(chǎn)的磷酸氫鈣可作為詞料級或食品級磷酸氫鈣添加劑。
背景技術：
目前國內外生產(chǎn)高純磷酸氫鈣和磷酸一銨的主要工藝有目前國內生產(chǎn)飼料級磷 酸氫鈣的方法主要有熱法磷酸法，濕法磷酸二段中和法，過磷酸鈣熱水浸取法等。熱 法磷酸法能耗高，污染重，成本高，濕法磷酸二段中和法采用石灰石粉二段沉淀，一 段生成的沉淀用作磷肥，二段沉淀用作飼料級磷酸氫鈣，該法耗費大量石灰，而且磷 收率不高，副產(chǎn)的肥料級磷酸氫鈣有效磷含量低，磷損失大。過磷酸鈣熱水浸取法所 得沉鈣產(chǎn)品氟含量較高，總鈣磷含量低。
因此，對于本技術領域來說需要開發(fā)一種濕法磷酸凈化生產(chǎn)高純磷酸氫鈣的方 法，以克服目前所使用的方法中能耗高、污染重、成本高、生產(chǎn)所得磷酸氫鈣的總鈣 磷含量低、磷損失大及副產(chǎn)磷肥有效磷含量低等缺點。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種濕法磷酸凈化生產(chǎn)高純磷酸氫,丐的方法，同時副產(chǎn)肥料級磷酸一 銨，本方法使用雜質較高的濕法磷酸來生產(chǎn)高純磷酸氫鈣。 本發(fā)明的上述目的是通過以下技術方案達到的 一種濕法磷酸凈化生產(chǎn)高純磷酸氫鈣的方法，其步驟包括
(1) 將硫酸分解磷礦生產(chǎn)的濕法磷酸2和氨4同時加入氨化槽3中，加入氨與濕
法磷酸的N/P比(摩爾比)為0.9 1. 1，進行氨化陳化，得到氨化料漿5;
(2) 氨化料漿5進行過濾，濾渣7進入干燥裝置8，經(jīng)干燥、包裝，得到肥料級 磷酸一銨；
(3) 氨化料漿5過濾后的濾液11經(jīng)蒸發(fā)后冷卻結晶、過濾，得到磷酸一銨晶體 16;磷酸一銨濾液15—部分返回氨化槽3，另一部分進入干燥裝置8;
(4) 將步驟(3)得到的磷酸一銨晶體16與氫氧化鈣26同時加入中和槽17，加入 磷酸一銨晶體16與氫氧化鈣26的摩爾比為0, 8 1. 2，進行中和反應，生成中和料 漿19和氨氣18，氨氣18回收后送入氨化槽3;
(5) 將步驟(4)得到的中和料漿19進行過濾，得到的磷酸氫鈣濾液20進入干燥裝置8，濾餅即為濕磷酸氫鈣22，經(jīng)干燥23、包裝25后即為成品高純磷酸氫鈣。
一種優(yōu)選技術方案，其特征在于所述步驟(1)中所述的氨化陳化溫度為60 ll(TC，氨化陳化時間為0. 5 5天。
一種優(yōu)選技術方案，其特征在于所述步驟(1)中所述的濕法磷酸中PA含量
為15% 46%，得到氨化料漿的pH值為3. 0 6. 8。
一種優(yōu)選技術方案，其特征在于所述步驟(2)中所述的氨化料槳的過濾采用 轉鼓真空過濾機或板框壓濾機。采用轉鼓真空過濾機時含固料漿進入過濾機后隨過濾 機轉鼓轉動，在真空過濾區(qū)形成的濾餅，依次經(jīng)過洗滌、吸干、空氣反吹或機械刮料， 將固體和濾液分開。采用板框壓濾機時含固料漿經(jīng)加壓后流入壓濾機，固體被板框間 的濾布擋住，形成濾餅，濾液留出壓濾機，濾餅被反吹空氣壓干，卸出。濾布采用普 通丙綸、滌綸或維綸濾布均可。
一種優(yōu)選技術方案，其特征在于所述步驟(3)中所述的磷酸一銨濾液15的
20% 80°/。(體積％)返回氨化槽3， 80°/。 20°/。(體積％)進入干燥裝置8。磷酸一銨濾液15 返回氨化槽可以回收未結晶的磷酸一銨，提高高純磷酸氫鈣中磷的收率，返回干燥裝 置回收含磷廢液及其他雜質，生產(chǎn)磷肥，減少排放污染。
一種優(yōu)選技術方案，其特征在于所述步驟(3)中所述的過濾為將結晶后的料 漿送入離心機甩干設備，磷酸一銨晶體在高速離心力作用下被甩干。
一種優(yōu)選技術方案，其特征在于所述步驟(4)中所述的中和反應溫度為80 120°C，反應時間為1 6小時。
一種優(yōu)選技術方案，其特征在于所述步驟(4)中所述的氫氧化鈣為工業(yè)級或 食品級氫氧化鈣。
一種優(yōu)選技術方案，其特征在于所述步驟(5)中所述的過濾采用的是轉鼓或
轉盤式真空過濾機。含固料漿進入過濾機后隨過濾機轉盤或轉鼓轉動，在真空過濾區(qū) 形成的濾餅，依次經(jīng)過洗滌、吸干、空氣反吹或機械刮料，將固體和濾液分開。濾布 采用普通丙綸、滌綸或維綸濾布。
反應原理
濕法磷酸在氨化過程中，鐵、鎂、鋁、氟、硅等雜質以沉淀形式析出，濾液得到 一次凈化。濾液進一步蒸發(fā)，磷酸一銨晶體結晶析出，大部分雜質留在濾液中，磷酸 一銨得到二次凈化。磷酸一銨與氫氧化鈣或氧化鈣起中和反應，反應料漿進一步過濾， 雜質留在濾液中，磷酸氫鈣濾餅得到第三次凈化。經(jīng)過這幾個步驟后，磷酸中的有害 雜質基本完全脫除。主要反應方程式為 磷酸氨化部分
(Fe， Al):i(H:嵐(PO丄 6H20+3Mg(H2P0j2+H2Si^+9NH:產(chǎn)3(Fe， Al) Mg肌(線)2F2+6,2P04+Si02+5H20
中和部分
NH晶P(X+Ca (OH) 2=CaHP04+NH:!+2H20 含PA在15。/。 46%的濕法磷酸，與一定量的氨反應，至料漿pH值在3. 0 6.8 之間。氨化后的料漿在60 110°C，經(jīng)O. 5 5天的陳化后，過濾。濾渣去肥料級磷 酸一銨生產(chǎn)裝置，濾液去蒸發(fā)結晶裝置。經(jīng)蒸發(fā)后，冷卻，析出磷酸一銨晶體。過濾 后得磷酸一銨和濾液。濾液一部分返回磷酸氨化槽， 一部分去磷酸一銨干燥裝置。磷 酸一銨結晶與工業(yè)級或食品級氫氧化鈣反應，生成磷酸氫鈣和氨氣。氨回收后返回磷 酸氨化裝置。磷酸氫鈣料漿過濾后，濾液去肥料級磷酸一銨裝置。濾餅經(jīng)干燥包裝后 即為高純磷酸氫鈣。根據(jù)原料和純度不同，可作為飼料級或食品級鈣磷添加劑。
有益效果
1、 本發(fā)明采用濕法磷酸為原料，原料易得，成本低，經(jīng)過三次除雜，所得磷酸 氫鈣的總鈣磷含量高，雜質少；副產(chǎn)磷肥有效磷含量高，磷損失少。
2、 在本發(fā)明方法中，濕法磷酸中的鐵、鎂、鋁、氟、硅等雜質經(jīng)過三次凈化， 生產(chǎn)得到的磷酸氫鈣基本脫除了有害雜質。本發(fā)明工藝可以使用雜質含量高的濕法磷 酸來生產(chǎn)高純度的磷酸氫鈣，根據(jù)使用原料不同，可以作為飼料級或食品級鈣磷添加 劑使用。
下面通過附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明，但并不意味著對本發(fā)明保 護范圍的限制。


圖1為本發(fā)明方法的流程示意圖。
具體實施例方式
如圖l所示，為本發(fā)明方法的流程示意圖，其中1為硫酸分解磷礦生產(chǎn)濕法磷酸 裝置，2為濕法磷酸，3為氨化槽，4為氨，5為氨化料漿，6為氨化料漿過濾裝置， 7為濾渣，8為干燥裝置，9為肥料級磷酸一銨，10為肥料級磷酸一銨包裝裝置，11 為濾液，12為蒸發(fā)結晶，13為結晶料漿，14為結晶過濾，15為磷酸一銨濾液，16 為磷酸一銨晶體，17為中和槽(即磷酸氫鈣反應槽)，18為氨氣，19為中和料漿， 20為磷酸氫鈣濾液，21為磷酸氫鈣過濾，22為濕磷酸氫鈣，23為干燥，24為成品磷酸氫鈣，25為包裝，26為氫氧化鈣。 實施例1
26。/。PA含量濕法磷酸2以13. 9t/h速度加入氨化槽3，氨4以0. 87t/h速度同時 加入。氨化陳化溫度為IOCTC，氨化料漿pH值為4. 0，反應及陳化時間為l天。陳化 好的氨化料漿5去氨化料漿過濾裝置6，經(jīng)轉鼓式真空過濾機過濾分離后，濾渣7進 入干燥裝置8，采用滾筒干燥機，控制干燥機入口風溫為200 250°C，出口風溫為 100 12(TC，經(jīng)干燥、包裝，得到肥料級磷酸一銨；濾液經(jīng)蒸發(fā)結晶12，得到磷酸 一銨晶體，磷酸一銨濾液15的40% (體積％，以下同)返回氨化槽3， 60%去干燥裝置 8;磷酸一銨晶體經(jīng)離心甩干后以4. 2t/h進入中和槽17，工業(yè)級氫氧化鈣26以2. 6t/h 速度同時加入中和槽17，中和反應溫度為9(TC，中和時間為4小時。生成的氨返回 磷酸氨化裝置3。料槳經(jīng)過磷酸氫鈣過濾21，經(jīng)轉鼓式真空過濾機過濾分離后，磷酸 氫鈣濾液20進入干燥裝置8，濾餅干燥(采用滾筒干燥機，控制干燥機入口風溫為 300 350°C，出口風溫為120 15(TC)后即為成品磷酸氫鈣。其中CaHP04含量為 98. 5%， P/o含量0. 08%， As。/。小于0. 0005%， Pb含量小于0. 0003%。
實施例2
15y。PA含量濕法磷酸2以24. lt/h速度加入氨化槽3，氨4以0. 95t/h速度同時 加入。氨化陳化溫度為6(TC，氨化料漿pH值為6.8，反應及陳化時間為0.5天。陳 化好的氨化料漿5去氨化料漿過濾裝置6，經(jīng)轉鼓式真空過濾機過濾分離后，濾渣7 進入干燥裝置8，采用滾筒干燥機，控制干燥機入口風溫為200 25(TC，出口風溫為 100 12(TC，經(jīng)干燥、包裝，得到肥料級磷酸一銨；濾液經(jīng)蒸發(fā)結晶12，得到磷酸 一銨晶體，磷酸一銨濾液15的50%返回氨化槽3， 50%去干燥裝置8;磷酸一銨晶體 經(jīng)離心甩干后以4. 4t/h進入中和槽17，工業(yè)級氫氧化鈣26以2. 4t/h速度同時加入 中和槽17，中和反應溫度為120°C，中和時間為l小時。生成的氨返回磷酸氨化裝置 3。料漿經(jīng)過磷酸氫鈣過濾21，經(jīng)轉盤式真空過濾機過濾分離后，磷酸氫鈣濾液20 進入干燥裝置8，濾餅干燥(采用滾筒干燥機，控制干燥機入口風溫為300 35(TC， 出口風溫為120 15(TC)后即為成品磷酸氫鈣。其中CaHPOi含量為97.5%， F。/。含量 0. 12%， As。/。小于0. 0005%， Pb含量小于0. 0003%。
實施例3
46，205含量濕法磷酸2以7. 86t/h速度加入氨化槽3，氨4以0. 85t/h速度同時 加入。氨化陳化溫度為ll(TC，氨化料漿pH值為3.8，反應及陳化時間為5天。陳化 好的氨化料漿5去氨化料漿過濾裝置6，經(jīng)板框式壓濾機過濾后，濾渣7進入干燥裝置8，采用滾筒干燥機，控制干燥機入口風溫為200 250°C，出口風溫為100 120 °C，經(jīng)干燥、包裝，得到肥料級磷酸一銨；濾液經(jīng)蒸發(fā)結晶12，得到磷酸一銨晶體， 磷酸一銨濾液15的20°/。返回氨化槽3， 80%去干燥裝置8;磷酸一銨晶體經(jīng)離心甩干 以4. 5t/h后進入中和槽17，食品級氫氧化鈣26以2. 8t/h速度同時加入中和槽17， 中和反應溫度為80°C，中和時間為1小時。生成的氨返回磷酸氨化裝置3。料漿經(jīng)過 磷酸氫鈣過濾21,經(jīng)轉盤式過濾機過濾分離后，磷酸氫鈣濾液20進入干燥裝置8， 濾餅干燥(采用滾筒干燥機，控制干燥機入口風溫為300 35(TC，出口風溫為120 15(TC)后即為成品磷酸氫f丐。其中CaHPO,含量為99.5%， F呢含量0.003%， AsW小于 0. 0002°/。， Pb含量小于0. 0003%。 實施例4
22呢PA含量濕法磷酸2以11. 8t/h速度加入氨化槽3，氨4以0. 87t/h速度同時 加入。氨化陳化溫度為6(TC，氨化料漿pH值為6.0，反應及陳化時間為3天。陳化 好的氨化料漿5去氨化料漿過濾裝置6，經(jīng)轉鼓式真空過濾機過濾分離后，濾渣7進 入干燥裝置8，采用滾筒干燥機，控制干燥機入口風溫為200 250°C，出口風溫為 100 120°C，經(jīng)干燥、包裝，得到肥料級磷酸一銨；濾液經(jīng)蒸發(fā)結晶12，得到磷酸 一銨晶體，磷酸一銨濾液15的80%返回氨化槽3， 20%去干燥裝置8;磷酸一銨晶體 經(jīng)離心甩干后以3. 2t/h進入中和槽17，工業(yè)級氫氧化鈣26以2. 6t/h速度同時加入 中和槽17，中和反應溫度為100°C，中和時間為6小時。生成的氨返回磷酸氨化裝置 3。料漿經(jīng)過磷酸氫鈣過濾21，經(jīng)轉盤式真空過濾機過濾分離后，磷酸氫鈣濾液20 進入干燥裝置8，濾餅干燥(采用滾筒干燥機，控制干燥機入口風溫為300 350°C， 出口風溫為120 15(TC)后即為成品磷酸氫鈣。其中CaHP(^含量為90.5%， F。/。含量 0. 16%， As。/o小于0. 0005%， Pb含量小于0. 0005%。
實施例5
36。/。PA含量濕法磷酸2以10. Ot/h速度加入氨化槽3，氨4以0. 77t/h速度同時 加入。氨化陳化溫度為105°C，氨化料漿pH值為3.0，反應及陳化時間為3天。陳化 好的氨化料漿5去氨化料漿過濾裝置6，經(jīng)轉鼓式真空過濾機過濾分離后，濾渣7進 入干燥裝置8，采用滾筒干燥機，控制干燥機入口風溫為200 250°C，出口風溫為 100 120°C，經(jīng)干燥、包裝，得到肥料級磷酸一銨；濾液經(jīng)蒸發(fā)結晶12，得到磷酸 一銨晶體，磷酸一銨濾液15的50%返回氨化槽3， 50%去干燥裝置8;磷酸一銨晶體 經(jīng)離心甩干后以4. 2t/h進入中和槽17，中和反應溫度為90。C，中和時間為3小時。 工業(yè)級氫氧化鈣26以2. 6t/h速度同時加入中和槽17，生成的氨返回磷酸氨化裝置3。料漿經(jīng)過磷酸氫鈣過濾21，經(jīng)轉盤式真空過濾機過濾分離后，磷酸氫f丐濾液20進入
干燥裝置8，濾餅干燥，采用滾筒干燥機，控制干燥機入口風溫為300 350°C，出口 風溫為120 150°C，即為成品磷酸氫鈣。其中CaHPO.,含量為95. 5%， F。/。含量0. 05%， As。/o小于0. 0005%, Pb含量小于0. 0003%。
上述實施例中生產(chǎn)的高純度磷酸氫鈣，根據(jù)使用原料不同，可以作為飼料級或食
品級鈣磷添加劑使用。
權利要求
1、一種濕法磷酸凈化生產(chǎn)高純磷酸氫鈣的方法，其步驟包括(1)將硫酸分解磷礦生產(chǎn)的濕法磷酸和氨同時加入氨化槽中，加入氨與濕法磷酸的N/P比(摩爾比)為0.9～1.1，進行氨化陳化，得到氨化料漿；(2)氨化料漿進行過濾，濾渣進入干燥裝置，經(jīng)干燥、包裝，得到肥料級磷酸一銨；(3)氨化料漿過濾后的濾液經(jīng)蒸發(fā)后冷卻結晶、過濾，得到磷酸一銨晶體；磷酸一銨濾液一部分返回氨化槽，另一部分進入干燥裝置；(4)將步驟(3)得到的磷酸一銨晶體與氫氧化鈣同時加入中和槽，加入磷酸一銨晶體與氫氧化鈣的摩爾比為0.8～1.2，進行中和反應，生成中和料漿和氨氣，氨氣回收后送入氨化槽；(5)將步驟(4)得到的中和料漿進行過濾，得到的磷酸氫鈣濾液進入干燥裝置，濾餅即為濕磷酸氫鈣，經(jīng)干燥、包裝后即為成品高純磷酸氫鈣。
2、 根據(jù)權利要求1所述的濕法磷酸凈化生產(chǎn)高純磷酸氫鈣的方法，其特征在于.-所述步驟(1)中所述的氨化陳化溫度為60 11(TC，氨化陳化時間為O. 5 5天。
3、 根據(jù)權利要求1所述的濕法磷酸凈化生產(chǎn)高純磷酸氫鈣和肥料級磷酸一銨的 方法，其特征在于所述步驟(1)中所述的濕法磷酸中&05含量為15% 46%，得到 氨化料槳的pH值為3. 0 6. 8。
4、 根據(jù)權利要求1所述的濕法磷酸凈化生產(chǎn)高純磷酸氫鈣的方法，其特征在于 所述步驟(2)中所述的氨化料漿采用轉鼓真空過濾機或板框壓濾機進行過濾。
5、 根據(jù)權利要求1所述的濕法磷酸凈化生產(chǎn)高純磷酸氫鈣的方法，其特征在于 所述步驟(3)中所述的磷酸一銨濾液中20% 80%(體積％)返回氨化槽，80% 20%(體 積°/。)進入干燥裝置。
6、 根據(jù)權利要求1所述的濕法磷酸凈化生產(chǎn)高純磷酸氫鈣的方法，其特征在于 所述步驟(3)中所述的過濾為將結晶后的料漿送入離心機甩干設備，磷酸一銨晶體 在高速離心力作用下被甩干。
7、 根據(jù)權利要求1所述的濕法磷酸凈化生產(chǎn)高純磷酸氫鈣的方法，其特征在于 所述步驟(4)中所述的中和反應溫度為80 12(TC，反應時間為1 6小時。
8、 根據(jù)權利要求1所述的濕法磷酸凈化生產(chǎn)高純磷酸氫鈣的方法，其特征在于 所述步驟(4)中所述的氫氧化鈣為工業(yè)級或食品級氫氧化鈣。
9、根據(jù)權利要求l所述的濕法磷酸凈化生產(chǎn)高純磷酸氫鈣的方法，其特征在于: 所述步驟(5)中所述的中和料漿采用轉盤或轉鼓式真空過濾機進行過濾。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種濕法磷酸凈化生產(chǎn)高純磷酸氫鈣和肥料級磷酸一銨的方法，其中包括濕法磷酸氨化，氨化后料漿過濾，濾渣經(jīng)干燥、包裝，得到肥料級磷酸一銨；濾液經(jīng)蒸發(fā)結晶再過濾，得高純磷酸一銨晶體；該磷酸一銨再與工業(yè)級或食品級磷酸氫鈣反應，生成磷酸氫鈣和氨；氨回收后返回去氨化磷酸；磷酸氫鈣沉淀經(jīng)干燥后即為高純磷酸氫鈣產(chǎn)品。本發(fā)明方法可以使用雜質含量高的濕法磷酸來生產(chǎn)高純度的磷酸氫鈣，根據(jù)使用原料不同，可以作為飼料級或食品級鈣磷添加劑使用。
文檔編號C05B7/00GK101549862SQ20091020291
公開日2009年10月7日 申請日期2009年5月18日 優(yōu)先權日2009年5月18日
發(fā)明者王金銘, 賁艷英, 鄭秀興, 凱 馬, 馬培華 申請人:中國—阿拉伯化肥有限公司