[发明专利]一种湿法磷酸净化生产高纯磷酸氢钙的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种湿法磷酸净化生产高纯磷酸氢钙的方法，同时副产肥料级磷酸一铵，该方法生产的磷酸氢钙可作为饲料级或食品级磷酸氢钙添加剂。

背景技术

目前国内外生产高纯磷酸氢钙和磷酸一铵的主要工艺有：目前国内生产饲料级磷酸氢钙的方法主要有热法磷酸法，湿法磷酸二段中和法，过磷酸钙热水浸取法等。热法磷酸法能耗高，污染重，成本高，湿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，二段沉淀用作饲料级磷酸氢钙，该法耗费大量石灰，而且磷收率不高，副产的肥料级磷酸氢钙有效磷含量低，磷损失大。过磷酸钙热水浸取法所得沉钙产品氟含量较高，总钙磷含量低。

因此，对于本技术领域来说需要开发一种湿法磷酸净化生产高纯磷酸氢钙的方法，以克服目前所使用的方法中能耗高、污染重、成本高、生产所得磷酸氢钙的总钙磷含量低、磷损失大及副产磷肥有效磷含量低等缺点。

发明内容

本发明提供一种湿法磷酸净化生产高纯磷酸氢钙的方法，同时副产肥料级磷酸一铵，本方法使用杂质较高的湿法磷酸来生产高纯磷酸氢钙。

本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的：

一种湿法磷酸净化生产高纯磷酸氢钙的方法，其步骤包括：

(1)将硫酸分解磷矿生产的湿法磷酸2和氨4同时加入氨化槽3中，加入氨与湿法磷酸的N/P比(摩尔比)为0.9～1.1，进行氨化陈化，得到氨化料浆5；

(2)氨化料浆5进行过滤，滤渣7进入干燥装置8，经干燥、包装，得到肥料级磷酸一铵；

(3)氨化料浆5过滤后的滤液11经蒸发后冷却结晶、过滤，得到磷酸一铵晶体16；磷酸一铵滤液15一部分返回氨化槽3，另一部分进入干燥装置8；

(4)将步骤(3)得到的磷酸一铵晶体16与氢氧化钙26同时加入中和槽17，加入磷酸一铵晶体16与氢氧化钙26的摩尔比为0.8～1.2，进行中和反应，生成中和料浆19和氨气18，氨气18回收后送入氨化槽3；

(5)将步骤(4)得到的中和料浆19进行过滤，得到的磷酸氢钙滤液20进入干燥装置8，滤饼即为湿磷酸氢钙22，经干燥23、包装25后即为成品高纯磷酸氢钙。

一种优选技术方案，其特征在于：所述步骤(1)中所述的氨化陈化温度为60～110℃，氨化陈化时间为0.5～5天。

一种优选技术方案，其特征在于：所述步骤(1)中所述的湿法磷酸中P₂O₅含量为15％～46％，得到氨化料浆的pH值为3.0～6.8。

一种优选技术方案，其特征在于：所述步骤(2)中所述的氨化料浆的过滤采用转鼓真空过滤机或板框压滤机。采用转鼓真空过滤机时含固料浆进入过滤机后随过滤机转鼓转动，在真空过滤区形成的滤饼，依次经过洗涤、吸干、空气反吹或机械刮料，将固体和滤液分开。采用板框压滤机时含固料浆经加压后流入压滤机，固体被板框间的滤布挡住，形成滤饼，滤液留出压滤机，滤饼被反吹空气压干，卸出。滤布采用普通丙纶、涤纶或维纶滤布均可。

一种优选技术方案，其特征在于：所述步骤(3)中所述的磷酸一铵滤液15的20％～80％(体积％)返回氨化槽3，80％～20％(体积％)进入干燥装置8。磷酸一铵滤液15返回氨化槽可以回收未结晶的磷酸一铵，提高高纯磷酸氢钙中磷的收率，返回干燥装置回收含磷废液及其他杂质，生产磷肥，减少排放污染。

一种优选技术方案，其特征在于：所述步骤(3)中所述的过滤为将结晶后的料浆送入离心机甩干设备，磷酸一铵晶体在高速离心力作用下被甩干。

一种优选技术方案，其特征在于：所述步骤(4)中所述的中和反应温度为80～120℃，反应时间为1～6小时。

一种优选技术方案，其特征在于：所述步骤(4)中所述的氢氧化钙为工业级或食品级氢氧化钙。

一种优选技术方案，其特征在于：所述步骤(5)中所述的过滤采用的是转鼓或转盘式真空过滤机。含固料浆进入过滤机后随过滤机转盘或转鼓转动，在真空过滤区形成的滤饼，依次经过洗涤、吸干、空气反吹或机械刮料，将固体和滤液分开。滤布采用普通丙纶、涤纶或维纶滤布。

反应原理：

湿法磷酸在氨化过程中，铁、镁、铝、氟、硅等杂质以沉淀形式析出，滤液得到一次净化。滤液进一步蒸发，磷酸一铵晶体结晶析出，大部分杂质留在滤液中，磷酸一铵得到二次净化。磷酸一铵与氢氧化钙或氧化钙起中和反应，反应料浆进一步过滤，杂质留在滤液中，磷酸氢钙滤饼得到第三次净化。经过这几个步骤后，磷酸中的有害杂质基本完全脱除。

主要反应方程式为：

磷酸氨化部分：