[发明专利]磷酸二氢铵工业生产中磷酸脱硫或/和脱氟的方法

摘要

磷酸二氢铵工业生产中磷酸脱硫或／和脱氟的方法。它涉及无机化学工业技术领域。在磷酸二氢铵工业生产的硫酸与氟磷灰石反应的稀磷酸中加入按硫酸根和氟离子分别与氢氧化钙反应所需氧化钙或氢氧化钙的100％--105％计量，以800转／分-3000转／分的中、高速搅拌，过滤分离石膏、氟化钙或／和正硅酸、氢氧化镁、氢氧化铁和氢氧化铝，脱硫或／和脱氟。应用于磷酸二氢铵农业复合肥的工业生产。

主权项

磷酸二氢铵工业生产中磷酸脱硫或／和脱氟的方法，其特征主要在于：(1).一.硫酸与含氟磷灰石反应温度应控制在65℃‑‑79℃，使氟化氢在80℃以下以氢键结合的缔合物(HF)n形式存在，同时降低二氧化硅的水溶解度，不与二氧化硅反应生成四氟化硅或氟硅酸，也阻止四氟化硅水解的正硅酸的生成；硫酸与含氟磷灰石反应采用中、低双速混合搅拌，使硫酸与磷灰石充分接触、快速充分反应；低速搅拌300转‑400转／分；中速搅拌600转‑800转／分，单片中速搅拌叶长度20cm‑30cm，搅拌叶与水平面夹角20°‑30°，搅拌叶的水平夹角与搅拌叶长度成反比，中速搅拌转速与搅拌叶的水平夹角成反比，中速搅拌转速与搅拌叶的长度成反比，搅拌叶以三角形支架固定在搅拌轴上，向下压搅拌，与低速搅拌轴平行安装，搅拌轴之间的距离大于中速搅拌叶的长度；反应、搅拌时间8小时‑24小时；二.检测上述(一)中65℃时，二水石膏、二氧化硅和／或褐铁矿过滤后的磷酸料浆水溶液中硫酸根负离子含量和氟化氢含量；三.以硫酸根负离子质量数计算硫酸钙的质量数，再以硫酸钙中钙的质量数计算所需氢氧化钙的质量数；四.以氟化氢与氢氧化钙反应生成氟化钙和水的化学反应式，计算所需氢氧化钙的质量数；五.将上述(三)、(四)的氢氧化钙质量数相加，得所需氢氧化钙总质量数；或将氢氧化钙总质量数换算成氧化钙的总质量数；六.按照上述(五)中氢氧化钙或氧化钙质量数的100％‑‑102％，将此限量的氢氧化钙或氧化钙加入上述(二)的石膏过滤后的稀磷酸水溶液中，稀磷酸水溶液中磷酸质量含量应不超过50％；高速搅拌或高剪切乳化搅拌，搅拌速度1000转／分‑3000转／分，搅拌时间30分钟‑120分钟，搅拌速度与搅拌时间成反比；此步反应也可适当加热，在65℃‑‑85℃温度范围内，搅拌速度与温度成反比；本发明的氢氧化钙或氧化钙分多次或连续匀速加入反应；七.在65℃时，将上述(六)中水不溶性的二水石膏、氟化钙、氢氧化镁、氢氧化铁和氢氧化铝过滤，得纯度较高的稀磷酸水溶液；八.将上述(七)的稀磷酸水溶液与氨水或氢氧化铵进行铵化中和反应，浓 缩脱水，干燥；(2).一.硫酸与含氟磷灰石反应温度应控制在80℃‑‑100℃，转速300转‑400转／分，反应、搅拌时间8小时‑24小时；二.检测上述(一)中65℃时，二水石膏、二氧化硅和／或褐铁矿过滤后的稀磷酸料浆水溶液中硫酸根负离子含量和氟含量；包括HF和SiF4中的氟；四氟化硅以氟化氢计量；三.以硫酸根负离子质量数计算硫酸钙的质量数，再以硫酸钙中钙的质量数计算所需氢氧化钙的质量数；四.以氟化氢与氢氧化钙反应生成氟化钙和水的化学反应式，计算所需氢氧化钙的质量数；五.将上述(三)、(四)的氢氧化钙质量数相加，得所需氢氧化钙总质量数；或将氢氧化钙总质量数换算成氧化钙的总质量数；六.按照上述(五)中氢氧化钙或氧化钙总质量数的100％‑‑105％，将此限量的氢氧化钙或氧化钙加入上述(二)的石膏过滤后的稀磷酸水溶液中，稀磷酸水溶液中磷酸质量含量应不超过50％；高速搅拌或高剪切乳化搅拌，搅拌速度1000转／分‑3000转／分，搅拌时间30分钟‑120分钟，搅拌速度与搅拌时间成反比；此步反应也可适当加热，在65℃‑‑85℃温度范围内，搅拌速度与温度成反比；由于此步反应的磷酸水溶液中可能含有少量的氟硅酸，所以氢氧化钙或氧化钙的质量数应根据氟硅酸的现有技术检测数据或／和相邻批次产品硫酸根和HF比较、计算的经验数据，计算出氢氧化钙或氧化钙的不足量质量数，而增加氢氧化钙或氧化钙的总质量数；本发明的氢氧化钙或氧化钙分多次或连续匀速加入反应；七.在65℃时，将上述(六)中水不溶性的二水石膏、氟化钙、氢氧化镁、氢氧化铁、氢氧化铝和正硅酸过滤，得纯度较高的稀磷酸水溶液；八.将上述(七)的磷酸水溶液与氨水或氢氧化铵进行铵化中和反应，浓缩脱水，干燥；(3).一.硫酸与含氟磷灰石反应温度应控制在80℃‑‑100℃，硫酸与含氟磷灰石反应釜采用中或高、低双速混合搅拌；低速搅拌300转‑400转／分；中、高速搅拌800转／分‑1500转／分，单片中速搅拌叶长度20cm‑30cm，搅拌叶与水 平面夹角20°‑30°，搅拌叶的水平夹角与搅拌叶长度成反比，中速搅拌转速与搅拌叶的水平夹角成反比，中速搅拌转速与搅拌叶的长度成反比，搅拌叶以三角形支架固定在搅拌轴上，向下压搅拌，与低速搅拌轴平行安装，搅拌轴之间的距离大于中速搅拌叶的长度；反应、搅拌时间8小时‑24小时；二.检测上述(一)中的稀磷酸料浆水溶液中硫酸根负离子含量和氟化氢、四氟化硅含量；四氟化硅以氟化氢计量；三.以硫酸根负离子质量数计算硫酸钙的质量数，再以硫酸钙中钙的质量数计算所需氢氧化钙的质量数；四.以氟化氢与氢氧化钙反应生成氟化钙和水的化学反应式，计算所需氢氧化钙的质量数；五.将上述(三)、(四)的氢氧化钙质量数相加，得所需氢氧化钙总质量数；或将氢氧化钙总质量数换算成氧化钙的总质量数；六.按照上述(五)中氢氧化钙或氧化钙总质量数的100％‑‑105％，将此限量的氢氧化钙或氧化钙加入上述(一)的硫酸与含氟磷灰石反应釜中，稀磷酸水溶液中磷酸质量含量应不超过50％；以中、高速搅拌，搅拌速度800转／分‑1500转／分，并与低速搅拌300转‑400转／分同时进行，搅拌时间120分钟‑180分钟，搅拌速度与时间成反比；搅拌速度与温度成反比；由于此步反应的磷酸水溶液中可能含有少量的氟硅酸，所以氢氧化钙或氧化钙的质量数应根据氟硅酸的现有技术检测数据或／和相邻批次产品硫酸根和HF含量比较、计算的经验数据，计算出氢氧化钙或氧化钙的不足量质量数，而增加氢氧化钙或氧化钙的总质量数；本发明的氢氧化钙或氧化钙分多次或连续匀速加入反应；七.在65℃时，将上述(六)中水不溶性的二水石膏、氟化钙、正硅酸、氟硅酸钙、氢氧化镁、氢氧化铁和氢氧化铝过滤，得纯度较高的稀磷酸水溶液；八.将上述(七)的稀磷酸水溶液与氨水或氢氧化铵进行铵化中和反应，浓缩脱水，干燥。