[00128453]利用低品位低浓度萃余酸生产磷铵的方法

①课题来源与背景 目前湿法净化磷酸大部分采用溶剂萃取法,生产中会产生大量的萃余酸,而这些萃余酸主要的消化方式是生产化肥,根据生产原料及工艺的不同,其萃余酸的P2O5浓度差别较大。目前已经有利用萃余酸生产粒状磷酸一铵或磷酸二铵的技术,所用萃余酸P2O5浓度达到37％以上,来源于由P2O5含量32％以上的高品位磷矿生产出的湿法磷酸净化,因此并不适合低浓度萃余酸的利用。 由于磷矿资源越来越贫乏,大多数企业均采用P2O5含量低于30％的低品位磷矿,用这类磷矿生产的湿法磷酸浓度在40％左右,采用溶剂萃取法净化后,所得副产萃余酸P2O5浓度仅在23％左右,且含有硫酸钙、氟钠镁铝石型化合物等大量杂质,由于萃余酸不仅品位较低而且浓度也较低,不能直接在传统磷铵生产装置上使用,否则后会导致产品质量达不到要求,产品养分及水分不合格的情况严重;另外,低品位低浓度萃余酸含水量太高,会导致磷铵生产装置的水平衡困难,环保压力大。虽然通过加热浓缩可以降低萃余酸含水量,提高萃余酸P2O5的浓度,可以直接送入中和料浆浓缩法磷铵装置的中和反应器中用于生产磷铵产品,但由于萃余酸中的杂质在高温浓缩后极易在浓缩换热器内壁形成坚硬质密、难以清除的酸不溶垢层,结垢严重时会造成列管堵塞,使浓缩操作无法继续进行。其垢层的主要物相是硫酸钙、氟钠镁铝石型化合物、非晶质硅化物和铁铝磷酸盐,它们相互参杂、粘结在一起,形成坚硬致密的酸不溶工艺岩石,清理难度极大,导致换热器难以长时间地稳定工作,使得通过浓缩法利用萃余酸成本大幅增加。 ②技术原理及性能指标 本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种利用低品位低浓度萃余酸生产磷铵的方法,可以避免浓缩过程中出现难以清除的酸不溶垢层,使得低品位低浓度萃余酸可以通过常规的中和料浆浓缩法磷铵装置加以利用。 本发明人研究发现：萃余酸与氨反应产生磷铵料浆,萃余酸其中杂质结构发生了很大的变化,大部分易溶于酸,所得磷铵料浆在浓缩过程中不易产生结垢,而且换热器列管也非常容易清洗。因此,低品位低浓度萃余酸用氨或含NH+离子的物料处理后,可以经济地浓缩并通过常规的中和料浆浓缩法磷铵装置加以利用。 本发明是基于上述研究实现的,步骤包括： （1）湿法磷酸净化装置副产的低品位低浓度萃余酸作为洗涤液送入磷铵装置的洗涤系统循环吸收尾气中的氨和粉尘,直至萃余酸洗涤液中和度在0.6～0.9; （2）将上述中和度在0.6～0.9的萃余酸洗涤液送往浓缩装置加热浓缩,制得P2O5浓度在26％～30％浓缩料浆; （3）将浓缩料浆与浓磷酸混合后送往中和反应器中,按常规方法生产磷铵产品。 萃余酸洗涤液浓度越高,后续加热浓缩所消耗的热能越少,但随着萃余酸洗涤液浓度提高,其对尾气的洗涤效果越差,因此,本发明步骤（1）所得萃余酸洗涤液中和度优选范围为0.7～0.8。 考虑到尾气洗涤效果以及浓缩料浆的流动性能,本发明步骤（2）所得浓缩料浆的P2O5浓度优选范围在27％～28％。 考虑到浓缩料浆所占比例过多会对产品质量产生影响,而所占比例过少则影响萃余酸的使用量,而萃余酸不能及时消化则会制约精制磷酸装置的生产,因此,步骤（3）浓缩料浆与浓磷酸的体积比宜控制在1:2.8～3.2。 ③技术的创造性与先进性 本发明的有益效果在于：用低品位低浓度萃余酸吸收磷铵装置尾气中的氨和粉尘,不仅可以解决用低品位低浓度萃余酸浓缩过程中易生成难以清理的酸不溶垢层问题,使得用低品位低浓度萃余酸生产磷铵的成本大幅降低,从而获得较为经济的低品位低浓度萃余酸利用途径;而且还可以节约磷铵装置尾气处理系统所需的洗涤水用量,进一步地降低整个磷铵装置的生产成本。