[发明专利]一种磷酸脲母液水溶性肥料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于磷化工领域，具体涉及一种湿法磷酸循环法连续生产大颗粒工业级磷酸脲的方法。

背景技术

磷酸脲，化学式为CO(NH₂ )₂.H ₃ PO ₄，N 含量为17.7%，P₂O₅含量为44.9%，水溶液呈酸性。磷酸脲是一种重要的无机精细化工产品和中间体，它在农业可作为聚磷酸铵中间体和高浓度氮-磷复合肥料，在畜牧业上被用作牛、羊、马等反刍动物青贮饲料保藏剂和饲料添加剂。近年来，在工业上磷酸脲也被广泛的用于木材的防火和阻燃涂料。

国内多以热法磷酸和湿法净化磷酸生产磷酸脲，而国外主要以湿法磷酸为主。我国最早20世纪80年代开始生产磷酸脲，主要为热法磷酸，该法磷酸脲收率较高，但热法磷酸成本高且产能小，制约了磷酸脲的规模化生产；另一种以湿法净化磷酸生产磷酸脲，该法适用于具备湿法磷酸净化能力的企业，而我国具有湿法磷酸净化装置的企业并不多；

近年来，国内对湿法磷酸为原料制备磷酸脲进行了研究。由于湿法磷酸中杂质种类及含量均很高，以湿法磷酸生产磷酸脲，一般需要加入活化剂及悬浮剂。如张群合成了RT-III活化剂，并将此活化剂加入至湿法磷酸制备了饲料级磷酸脲；程帆等以湿法磷酸为原料，以十二烷基苯磺酸或邻苯二甲酸为铁和铝等阳离子净化剂，制备了磷酸脲，但收率较低，仅为51.2%；李凯以湿法磷酸和尿素为原料、十二烷基硫酸钠为反应活化剂，聚乙烯吡咯烷酮为悬浮剂制备了合格的饲料级磷酸脲；

胡秀英等《杂质对磷酸脲结晶的影响》研究了湿法磷酸中F^-、SO₄^2-、Al³⁺和Fe³⁺等杂质对磷酸脲产品收率、纯度及结晶时间的影响，结果表明，Al³⁺和Fe³⁺在酸性介质中形成了Al(H₂O)₆³⁺和Fe(H₂O)₆³⁺，产生了稀释效应，降低了磷酸脲的结晶率，延长了结晶时间，而SO₄^2-延长了结晶时间， F^-的存在则有利于提高磷酸的收率。

由于原料湿法磷酸中含有较多杂质，在磷酸脲生产过程中，这些杂质（包括F^-/SiF₆^2-、SO₄^2-、Fe³⁺和Al³⁺等）大部分被带到母液中。国外，湿法磷酸脲母液多用于生产肥料用磷酸脲，产品价值较低。若磷酸脲母液无处理直接返回至反应系统，则杂质会在系统中积累，进而带入到产品中，最终影响磷酸脲产品收率和纯度。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供了一种湿法磷酸脲母液循环、收率高的工业级大颗粒磷酸脲生产方法，可以有效的利用磷酸脲母液循环生产磷酸脲，提高了磷酸脲的收率。

本发明目的是通过以下步骤实现的：一种湿法磷酸循环生产大颗粒工业级磷酸脲的方法包括（a) 含P₂O₅ 的湿法磷酸母液在反应槽预热至70~90℃后保温10~20 min；

（b）向反应槽中加入尿素，控制反应液中尿素的浓度28%~35%，P₂O₅的浓度为35~38%，恒温反应60～90min；

（c）反应料液循环真空浓缩至P₂O₅浓度为48~55%；

（d）浓缩料浆两级冷却降温至5~30℃，加入晶种后保温4~8 h析出磷酸脲；

（e）磷酸脲晶液经离心、水洗、干燥得工业级磷酸脲，洗水返回至一级冷却槽或母液槽；

（f）磷酸脲母液加复合沉淀剂除杂，脱杂磷酸脲母液返回至反应槽。

进一步讲，所述含P₂O₅ 的湿法磷酸母液浓度为30~35%湿法磷酸，F含量为0.5~1.5%，SO₄^2-含量为3.0~6.5%；在反应槽中，磷酸浓度为30~40%，尿素浓度为28~35%，反应温度为70~85℃，反应时间为70~90 min。