[发明专利]利用磷酸沉渣制取磷酸铵肥料的方法和装置

说明书

 

一、     技术领域

本发明涉及一种利用磷酸沉渣制取磷酸铵肥料的方法和装置，尤其是一种利用湿法制取磷酸时产生的磷酸沉渣制取磷酸铵肥料的方法和装置。

二、     背景技术

湿法磷酸相比于热法磷酸，具有能耗低、污染小等优势，将逐步取代热法磷酸。而在湿法磷酸生产中，由于磷矿中含有铁、镁、铝等杂质会与磷酸发生络合而产生大量的磷酸沉渣，这些磷酸沉渣主要是磷酸盐沉淀或晶体，因此利用磷酸沉渣制取磷酸铵肥料的方法和装置是一种重要的化工方法和化工装置，在现有的利用磷酸沉渣制取磷酸铵肥料的方法和装置中，在专利号为ZL97107676.6公开了一种利用湿法磷酸盐废渣生产磷酸铵肥料的方法，它是利用添加碳酸氢铵或液氨来中和磷酸渣中的酸，中和后的渣经喷雾干燥后，可以直接作为商品肥料或复合肥中的原料肥，但是该专利的缺陷在于对磷酸沉渣需要处理的设备如喷雾干燥器、旋风分离器、除尘器等，同时肥料的总养分太低，一般为总养分不到50%。

三、     发明内容

为了克服上述技术缺点，本发明的目的是提供一种利用磷酸沉渣制取磷酸铵肥料的方法和装置，因此简化了对磷酸沉渣的压滤洗涤的工序，使磷酸沉渣得到了综合利用。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：把P₂O₅含量为30-35%的磷酸沉渣与浓度为18-20%的稀磷酸进行混合得到磷酸含量为20-25%的中间混合物Ⅰ，把中间混合物Ⅰ按照N的摩尔数/P的摩尔数等于1.3-1.35与浓度为99%的气态氨进行中和反应，通过硫酸与未反应的气态氨进行反应，将其N的摩尔数/P的摩尔数等于1.4-1.45，得到中间混合物Ⅱ，对中间混合物Ⅱ进行浓缩、造粒和筛分处理。

由于设计了使用气态氨对磷酸含量为21-25%的中间混合物Ⅰ进行中和反应，不再使用碳酸氢铵或液态氨，增大了气态氨与中间混合物Ⅰ的接触反应面积和速度，因此简化了对磷酸沉渣的压滤洗涤的工序，使磷酸沉渣得到了综合利用，提高了磷酸铵产品的质量。

本发明设计了，其步骤是：

a、在磷矿石利用湿式方法制取稀硫酸，在P₂O₅含量为18%-20%的稀磷酸浓缩制备P₂O₅含量为44%的浓缩磷酸的浓缩磷酸放置澄清过程中，使磷酸分层和沉淀，得到P₂O₅含量为30-35%的磷酸沉渣；

b、在混合槽中，按照重量比2-3: 1，把浓度为18-20%的稀磷酸与P₂O₅含量为30-35%的磷酸沉渣进行混合，得到磷酸含量为20-25%的中间混合物Ⅰ。

c、在中和槽中，先按照N的摩尔数/P的摩尔数等于1.3-1.35，把浓度为99%的气态氨与中间混合物Ⅰ在常压、温度为110℃进行0.5小时中和反应，并通过加入硫酸来中和未反应的气态氨的方法，将其N的摩尔数/P的摩尔数等于1.4-1.45，得到中间混合物Ⅱ；

d、在浓缩塔中，把中间混合物Ⅱ进行浓缩反应，得到含水量为25%的中间混合物Ⅲ；

e、对中间混合物Ⅲ进行喷浆造粒和分选，得到磷酸铵肥料成品。

本发明设计了，其步骤是：

a、在磷矿石利用湿式方法制取稀硫酸，在P₂O₅含量为18.5%的稀磷酸浓缩制备P₂O₅含量为44%的浓缩磷酸的浓缩磷酸放置澄清过程中，使磷酸分层和沉淀，得到P₂O₅含量为33%的磷酸沉渣；

b、在混合槽中，按照重量比3: 1，把浓度为20%的稀磷酸与P₂O₅含量为30.5%的磷酸沉渣进行混合，得到磷酸含量为24%的中间混合物Ⅰ。

c、在中和槽中，先按照N的摩尔数/P的摩尔数等于1.3，把浓度为99%的气态氨与中间混合物Ⅰ在常压、温度为110℃进行0.5小时中和反应，并通过加入硫酸来中和未反应的气态氨的方法，将其N的摩尔数/P的摩尔数等于1.45，得到中间混合物Ⅱ；

d、在浓缩塔中，把中间混合物Ⅱ进行浓缩反应，得到含水量为25%的中间混合物Ⅲ；

e、对中间混合物Ⅲ进行喷浆造粒和分选，得到磷酸铵肥料成品。