一种生产磷酸二氢铵的方法与流程

1.本发明涉及磷酸二氢铵生产技术领域，具体为一种生产磷酸二氢铵的方法。


背景技术：

2.目前磷酸二氢铵的生产主要采用中和料浆浓缩工艺，即先用硫酸分解磷矿粉，分离出粗磷酸，再经净化后制得磷酸，然后通氨气中和得到磷酸二氢铵的浆液，经过除杂进行蒸发浓缩，冷却结晶后得到工业级的磷酸二氢铵，中和渣中p(以p2o5计)和n的含量达不到农业级磷酸二氢铵的标准(即总养分≥55％，n≥10％，p2o5≥45％)，还需经调浆后与稀磷酸混合，通入氨气，制成农业级磷酸二氢铵。
3.因此目前磷酸二氢铵的生产工艺成本较高，同时，生产的农业级磷酸二氢铵含氟量高，存在对土壤造成污染的问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种生产磷酸二氢铵的方法，含氟量大量降低，节省了生产成本。
5.本发明是通过以下技术方案来实现：
6.一种生产磷酸二氢铵的方法，包括如下步骤：
7.步骤1，将硫酸、硫酸氢铵与磷精矿粉、水进行反应，硫酸氢铵和磷精矿粉的摩尔比为3：1，得到反应液，将反应液过滤后得到第一滤液和第一滤饼；
8.步骤2，在第一滤液中加氨，调整所得混合液的ph值为1
‑
2.5，之后过滤得到第二滤液；
9.步骤3，在第二滤液中加硫化铵进行反应，硫化铵和硫酸氢铵的摩尔比为1.3：6，之后加氨使所述混合液的ph值至4
‑
4.5，再过滤得到第三滤液；
10.步骤4，先将第三滤液蒸发、结晶，再将所得结晶液中的晶体进行分离，得到磷酸二氢铵。
11.优选的，步骤1中所述的硫酸、硫酸氢铵与磷精矿粉、水在80
‑
85℃下进行反应。
12.进一步，硫酸、硫酸氢铵与磷精矿粉、水在所述温度下反应6
‑
8h。
13.优选的，将第一滤饼洗涤后的洗涤液返回到步骤1的反应中，之后继续进行后续过程。
14.优选的，步骤1中所述硫酸、硫酸氢铵、磷精矿粉和水的摩尔比为(4
‑
6)：6：2：(7.5
‑
15)。
15.进一步，先在第一滤液中加入磷精矿粉进行脱硫反应，磷精矿粉的质量为步骤1中磷精矿粉的10％，得到混合体系，然后在将混合体系过滤所得的滤液中加氨进行步骤2的过程。
16.进一步，将所述混合体系过滤所得的滤饼返回到步骤1的反应中，之后继续进行后续过程。
35.2)滤饼a洗涤后的产物即为石膏，洗涤液返回到1)的反应继续循环，由于磷酸二氢铵水溶性强，滤饼a中含有一定量的水，这样无法避免含有磷酸二氢铵和其它杂质，返回去可再利用；
36.为避免1)中未反应完全的硫酸，在滤液a中加入磷精矿粉进行脱硫反应，磷精矿粉的质量为1)中磷精矿粉的10％，反应完全后过滤，得到滤液b和滤饼b，滤液b进行后续工艺，滤饼b中由于含有不反应的物质sio2，再返回到1)的反应继续循环；
37.此步骤的反应方程式如下：
38.fe2o3+3h2so4＝fe2(so4)3+3h2o
39.al2o3+3h2so4＝al2(so4)3+3h2o
40.caco3+h2so4＝caso4+h2o+co241.mgco3+h2so4＝mgso4+h2o+co242.3)在滤液b加氨，调整ph值为1
‑
2.5，在该ph下由于溶度积的作用，caf2、mgf2会析出，这样便可进行除杂，待沉淀完全后，过滤，得到滤液c，滤渣即为氟化物(即caf2、mgf2)。
43.一般在实验中用液氨，工业生产中使用氨气。
44.4)在滤液c中加硫化铵，硫化铵和1)中硫酸氢铵的比例为1.3mol：6mol，加液氨调混合液的ph值至4
‑
4.5，fe2s3会析出，铝离子会发生水解而生成al(oh)3，硅杂质在ph>4时会以sio2形式析出，这样便可二次除杂，待沉淀完全后，过滤，得到滤液d，滤渣即为fe2s3、al(oh)3和sio2。
45.5)将滤液d蒸发浓缩，之后冷却结晶，用泵打入离心机进行离心分离，得到产品磷酸二氢铵，蒸发出的二次冷凝水，作为洗涤用水回收，对步骤2)的滤饼a进行洗涤。
46.具体地，
47.本发明一种低成本生产低氟的磷酸二氢铵的方法，包括以下步骤:
48.1)向磷精矿粉中加质量分数为98％的硫酸溶液和硫酸氢铵、水，磷精矿粉、硫酸氢铵和硫酸、水的比例为2mol:6mol:(4
‑
6)mol：(7.5
‑
15)mol，搅拌反应6
‑
8h，反应温度80
‑
85℃，将反应液过滤后得到滤液a和滤饼a。
49.2)滤饼a洗涤后得到石膏，洗涤液返回到1)的反应继续循环；
50.在滤液a中加磷精矿粉进行脱硫反应，磷精矿粉的质量为1)中磷精矿粉的10％，反应完全后过滤，得到滤液b和滤饼b，滤液b进行后续工艺，滤饼b中再返回到1)的反应继续循环；
51.3)在滤液b加液氨，调整ph值至1
‑
2.5，待沉淀完全后过滤，得到滤液c，滤渣为caf2、mgf2。
52.4)在滤液c中加硫化铵反应10～30min，硫化铵和1)中硫酸氢铵的比例为1.3mol：6mol，加液氨调混合液的ph值至4
‑
4.5，过滤得到滤液d，滤渣为fe2s3、al(oh)3和sio2。
53.5)将滤液d减压蒸发，蒸发温度为90℃，冷却至25℃结晶，之后离心分离，实验时手动倒进离心机中离心分离，工业化时用泵打入离心机，干燥得到磷酸二氢铵，质量符合工业标准hg/t4133
‑
2010；蒸发出的二次冷凝水，作为洗涤用水回收，对步骤2)的滤饼a进行洗涤。
54.实施例1
55.本发明一种低成本生产低氟的磷酸二氢铵的方法，包括以下步骤:
56.1)向磷精矿粉中加质量分数为98％的硫酸溶液和硫酸氢铵、水，磷精矿粉、硫酸氢铵和硫酸、水的摩尔数分别为2mol、6mol、4mol、7.5mol，搅拌反应6h，反应温度85℃，将反应液过滤后得到滤液a和滤饼a。
57.2)滤饼a洗涤后得到石膏，洗涤液返回到1)的反应继续循环；
58.在滤液a中加磷精矿粉进行脱硫反应，磷精矿粉的质量为1)中磷精矿粉的10％，反应完全后过滤，得到滤液b和滤饼b，滤液b进行后续工艺，滤饼b中再返回到1)的反应继续循环；
59.3)在滤液b加液氨，调整ph值至1，待沉淀完全后过滤，得到滤液c，滤渣为caf2、mgf2。
60.4)在滤液c中加1.3mol的硫化铵反应10min，加液氨调混合液的ph值至4，过滤得到滤液d，滤渣为fe2s3、al(oh)3和sio2。
61.5)将滤液d减压蒸发，蒸发温度为90℃，冷却至25℃结晶，之后离心分离，实验时手动倒进离心机中离心分离，工业化时用泵打入离心机，干燥得到磷酸二氢铵，质量符合工业标准hg/t4133
‑
2010；蒸发出的二次冷凝水，作为洗涤用水回收，对步骤2)的滤饼a进行洗涤。
62.实施例2
63.本发明一种低成本生产低氟的磷酸二氢铵的方法，包括以下步骤:
64.1)向磷精矿粉中加质量分数为98％的硫酸溶液和硫酸氢铵、水，磷精矿粉、硫酸氢铵和硫酸、水的摩尔数分别为2mol、6mol、5mol、10mol，搅拌反应7h，反应温度83℃，将反应液过滤后得到滤液a和滤饼a。
65.2)滤饼a洗涤后得到石膏，洗涤液返回到1)的反应继续循环；
66.在滤液a中加磷精矿粉进行脱硫反应，磷精矿粉的质量为1)中磷精矿粉的10％，反应完全后过滤，得到滤液b和滤饼b，滤液b进行后续工艺，滤饼b中再返回到1)的反应继续循环；
67.3)在滤液b加液氨，调整ph值至2，待沉淀完全后过滤，得到滤液c，滤渣为caf2、mgf2。
68.4)在滤液c中加1.3mol的硫化铵反应20min，加液氨调混合液的ph值至4.5，过滤得到滤液d，滤渣为fe2s3、al(oh)3和sio2。
69.5)将滤液d减压蒸发，蒸发温度为90℃，冷却至25℃结晶，之后离心分离，实验时手动倒进离心机中离心分离，工业化时用泵打入离心机，干燥得到磷酸二氢铵，质量符合工业标准hg/t4133
‑
2010；蒸发出的二次冷凝水，作为洗涤用水回收，对步骤2)的滤饼a进行洗涤。
70.实施例3
71.本发明一种低成本生产低氟的磷酸二氢铵的方法，包括以下步骤:
72.1)向磷精矿粉中加质量分数为98％的硫酸溶液和硫酸氢铵、水，磷精矿粉、硫酸氢铵和硫酸、水的摩尔数分别为2mol、6mol、6mol、15mol，搅拌反应8h，反应温度80℃，将反应液过滤后得到滤液a和滤饼a。
73.2)滤饼a洗涤后得到石膏，洗涤液返回到1)的反应继续循环；
74.在滤液a中加磷精矿粉进行脱硫反应，磷精矿粉的质量为1)中磷精矿粉的10％，反
应完全后过滤，得到滤液b和滤饼b，滤液b进行后续工艺，滤饼b中再返回到1)的反应继续循环；
75.3)在滤液b加液氨，调整ph值至2.5，待沉淀完全后过滤，得到滤液c，滤渣为caf2、mgf2。
76.4)在滤液c中加1.3mol的硫化铵反应30min，加液氨调混合液的ph值至4.5，过滤得到滤液d，滤渣为fe2s3、al(oh)3和sio2。
77.5)将滤液d减压蒸发，蒸发温度为90℃，冷却至25℃结晶，之后离心分离，实验时手动倒进离心机中离心分离，工业化时用泵打入离心机，干燥得到磷酸二氢铵，质量符合工业标准hg/t4133
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2010；蒸发出的二次冷凝水，作为洗涤用水回收，对步骤2)的滤饼a进行洗涤。