[发明专利]硝酸磷肥的生产方法

说明书

已知的以磷矿石、硝酸为原料，冷冻法生产硝酸磷肥的方法，只有用较浓的硝酸、较低的冷冻温度，才能生产较高水溶率的产品。

本发明的目的在于用较稀的硝酸、较高的冷冻温度，冷冻法生产全水溶性的硝酸磷肥产品。

发明的实施方法如下：

1、配制循环溶液：

在25～55℃的温度下的1000份重量的水中，加入磷酸二氢钙、硝酸钙，使各呈饱和，加入一定量的98%重量浓度的硝酸于溶液中，浓硝酸中含有的HNO₃的摩尔总数与溶液中含有的P₂O₅的摩尔总数之比为：1∶0.4～0.6。然后加入一定浓度的稀硝酸A。稀硝酸中含有的HNO₃重量与水重量的比例同于加入浓硝酸后溶液中含有的HNO₃重量与水重量的比例，加入的稀硝酸含水量为：50～300份重量/1000份重量配制循环溶液用水。加入稀硝酸后的溶液即为所要配制的循环溶液。

2、用循环溶液生产硝酸钙副产品

将生产1配制的循环溶液冷冻至-5～25℃，析出Ca（NO₃）₂·4H₂O结晶，冷冻2-8小时至溶液中Ca（NO₃）₂析出完全，分离结晶，得硝酸钙副产品B，分离母液C用于下述生产。

3、用硝酸分解磷矿生产硝酸磷肥中间物：

用浓度为35～60%的硝酸在40～55℃的温度下分解一定量的磷矿石，使磷矿石中的P₂O₅完全转化为Ca（H₂PO₄）₂，分解完成后溶液中HNO₃的重量含量为0.2%～3%。维持20～60℃真空蒸发上述硝酸分解磷矿的产物，至产物中游离水（非化学结晶水）含量为2～10%（重量）。蒸发完成后的此产物含有Ca（H₂PO₄）₂·H₂O及Ca（NO₃）₂·4H₂O，为用于生产硝酸磷肥的中间物D。

4、用硝酸磷肥中间物D及循环溶液C生产、磷酸二氢钙产品：

在生产2生产硝酸钙后的分离母液C中加入生产3生产的硝酸磷肥中间物D。维持25～55℃的温度搅拌溶解1～4小时，使中间物中的Ca（NO₃）₂·4H₂O完全溶于溶液中，Ca（H₂PO₄）₂·H₂O留在固相。加入的中间物中含有的Ca（NO₃）₂重量等于生产2分离的硝酸钙B中含有的Ca（NO₃）₂重量的0.8～1.2倍，溶解作用完毕后，在25～55℃温度下，分离固相物，得Ca（H₂PO₄）₂·H₂O产品，此产品即为所要生产的含钙的硝酸磷肥产品F。从分离Ca（H₂PO₄）₂·H₂O后的母液中引出总量的5～35%加入生产3用于分解磷矿的硝酸中，在引出后剩余的分离母液中加入与生产1配制循环溶液用稀硝酸A相同浓度的硝酸，加入的硝酸含水总量等于引出的分离母液含水总量的0.8～1.2倍。此加入硝酸后的分离母液即为生产1配制的用于生产硝酸肥的循环溶液。

以上生产完成了一个循环，以后的生产，就用循环溶液按2、3、4的方法不断循环生产硝酸钙副产品B及磷酸二氢钙产品F。

为了制得不含钙的复合硝酸磷肥，用下述方法将磷酸二氢钙全部转化为磷酸-铵最终硝酸磷肥产品，并副产硝酸钙：

在含有饱和磷酸-铵、氯化铵的20～55℃的水溶液中，加入一定量的硝酸钙及水，冷冻至0～25℃，结晶出Ca（NO₃）₂·4H₂O，分离结晶得硝酸钙副产品，分离母液蒸发掉部分水后在20～55℃的温度下加入硝酸铵、磷酸二氢钙复分解反应得磷酸-铵结晶，分离结晶得最终硝酸磷肥产品。分离母液加入一定量的水后冷冻至0～25℃结晶，生产硝酸钙副产品，生产完硝酸钙后的分离母液重新用于与硝酸铵、磷酸二氢钙作用生产磷酸-铵并副产硝酸钙。