一種飼料級磷酸氫鈣聯產肥料級磷酸一銨的方法
【技術領域】
[0001]本發明是關于以濕法磷酸為原料、進行多段中和法凈化濕法磷酸生產飼料級磷酸氫鈣過程中、提高濕法磷酸五氧化二磷收率的方法，更具體地說，是通過處理并回收肥料級磷酸氫鈣中的五氧化二磷并用于生產肥料級磷酸一銨的原料，達到提高飼料級磷酸氫鈣的五氧化二磷收率和降低飼料級磷酸氫鈣生產成本的技術；
技術背景
[0002]以濕法磷酸為原料進行多段中和反應、凈化除雜以生產飼料級磷酸氫鈣，在一段中和工序加碳酸鈣或石灰乳中和凈化濕法磷酸過程中，生成大量的含五氧化二磷的固體濕白肥，而濕法磷酸中有20 %左右的P205進入白肥中，而白肥中的P 205有60 %左右是以磷酸氫鈣和磷酸二氫鈣的形式存在的。因白肥的價值低，產量大(飼料級和肥料級磷酸氫鈣中的五氧化二磷的比例達到(80: 20)，由此降低了五氧化二磷的價值，增加了飼料級磷酸氫鈣的生產成本。
[0003]目前，對肥料級磷酸氫鈣的利用途徑主要有:(1)將濕白肥烘干或自然曬干后銷售給復混肥廠，作為補充和調整復混肥料中磷元素的原料；(2)用硫酸、磷酸或鹽酸等無機酸與白肥反應而回收其中的五氧化二磷，生成含五氧化二磷的稀磷酸等；
[0004]以上對白肥的處理方式會造成:(1)將白肥作為復混肥料的原料，雖然白肥中的五氧化二磷得到了充分利用，但卻降低了五氧化二磷的價值，從而降低了飼料級磷酸氫鈣廠的效益；(2)加硫酸、磷酸或鹽酸等無機酸回收白肥中的五氧化二磷，因萃取反應后稀磷酸中的鐵、鋁、鎂、氟等雜質含量較高，在加入重質碳酸鈣或石灰中和過程中，其中鐵、鋁、鎂等雜質又會以磷酸鹽的形式沉淀出來，從而無法有效提高回收五氧化二磷的回收率和提升白肥中五氧化二磷的價值；
【發明內容】
[0005]本發明的目的是針對現有技術的不足之處，提供一種高效回收肥料級磷酸氫鈣中的五氧化二磷并用于生產肥料級磷酸一銨的技術，提供一種降低飼料級磷酸氫鈣產品的五氧化二磷消耗的方法；
[0006]本發明的第一個核心是利用本發明返回的白肥萃取濾液中的磷酸和部分游離硫酸與鮮白肥中的磷酸氫鈣反應生成可溶性的磷酸二氫鈣，即按以下反應進行:
[0007]H3P04+CaHP04.2H20 — Ca (Η2Ρ04) 2.H20+H20
[0008]CaHP04.2H20+H2S04— CaSO 4.2H20 J, +H3P04
[0009]本發明的第二個核心是加硫酸的酸解反應，即含有大量溶解或未溶解的磷酸氫鈣、磷酸二氫鈣等磷酸鹽的料漿與加入的硫酸反應而生成硫酸鈣沉淀和磷酸:
[0010]Ca (H2P04) 2+H2S04+2H20 — CaS04.2H20 J, +2H3P04
[0011]CaHP04.2H20+H2S04— CaSO 4.2H20 J, +H3P04
[0012]因白肥中存大量的鐵、鋁、鎂的磷酸鹽及氟化鈣，與硫酸反應后生成可溶性的鐵、鋁、鎂硫酸鹽及氟化物而進入稀磷酸溶液中，但通過與鮮白肥中的磷酸氫鈣和部分未反應的重質碳酸鈣反應后又大部分地沉淀出來；
[0013]通過以上步驟，將白肥中的磷酸氫鈣變成可溶性的磷酸或磷酸二氫鈣，從而達到從白肥中回收五氧化二磷的目的；
[0014]在濕法磷酸生產過程中，用硫酸分解磷礦時，每噸五氧化二磷的硫酸消耗為
2.4?2.7噸。由于白肥中磷酸鹽的反應活性高，硫酸消耗低，每回收1噸五氧化二磷的硫酸消耗僅為1.1?1.6噸。通過本方法，可回收白肥中55?70%的五氧化二磷，整個生產系統的五氧化二磷收率可提高到92?95%，即經過本發明方法處理后，白肥所帶走的五氧化二磷只占投入五氧化二磷總量的5?8 %。，既得到了低成本的五氧化二磷，又解決了白肥的處理難題；
[0015]本發明的目的是通過以如下技術方案來實現的；
[0016]—種飼料級磷酸氫鈣聯產肥料級磷酸一銨的方法，如圖1所示，本發明的特征是，采用以下工藝過程:
[0017]—種飼料級磷酸氫鈣聯產肥料級磷酸一銨的方法，本發明特征在于:如圖1所示，包括如下過程:將鮮白肥料漿與白肥加硫酸的萃取濾液進行預反應；反應料漿沉降后，上層清液去料漿法肥料級磷酸一銨生產系統，以進一步制取肥料級磷酸一銨，下層稠漿去萃取反應工序；萃取反應后的料漿過濾后，白肥萃取濾液即加硫酸后的萃取液返回前工序與鮮白肥料漿進行混合預萃取反應，過濾后濾渣作為復混磷肥的原料。
[0018]本發明白肥萃取濾液與鮮白肥料漿進行預萃取反應，控制反應的PH值為1.2?1.5，料漿反應溫度為20?45°C (自然反應溫度，無需另外加熱)，反應時間1.5?3.0小時，反應料漿含固量10?15%。
[0019]本發明鮮白肥料漿與白肥加硫酸萃取后的濾液進行混合反應后的料漿進行沉降濃縮后，上層清液含五氧化二磷15?20%，進入料漿法肥料級磷酸一銨生產系統以制取肥料級磷酸一銨，從稠厚器底部放出的含固量20?30%的稠漿進入下一步加硫酸的萃取反應。
[0020]本發明向預萃取反應后的沉降白肥稠漿中加入后工序的過濾洗滌水稀釋后，再加入濃硫酸進行萃取反應；控制反應料漿的PH值為0.5?1.0，料漿反應溫度30?50 °C (為自然反應溫度，無需另外加熱)，控制反應時間1.5?3.0小時，控制反應料漿的含固量為10 ?15% ；
[0021]本發明將加硫酸進行萃取反應后的料漿過濾，并加少量清水洗滌濾渣；含五氧化二磷15?20%的濾液返回第一步與鮮白肥料漿進行預萃取反應，含五氧化二磷1?3%的洗滌液作白肥料漿萃取反應的稀釋水，含磷酸鐵、磷酸鋁等成分的白肥濾渣作復混磷肥的原料。
[0022]本發明的工藝技術與現有的飼料級磷酸氫鈣生產工藝方法相比，具有以下有益效果:
[0023]1、如圖1所示，本發明的工藝過程主要包括一次白肥料漿的預萃反應、一次沉降、一次硫酸萃取反應和一次過濾工序，與目前常規的一段白肥料漿過濾工序相比，雖然增加了鮮白肥料漿的預萃反應、沉降和加硫酸萃取反應，但卻可回收白肥中55?70%的五氧化二磷，整個生產系統的五氧化二磷收率可提高到92?95%，即經過本發明方法處理后，白肥所帶走的五氧化二磷只占投入五氧化二磷總量的5?8%。，大大降低了飼料級磷酸氫鈣的生產成本。
[0024]2、通過酸解反應后的白肥濾液中含有較高的鐵、鋁、鎂、氟等雜質，而通過與鮮白肥料漿反應后，稀磷酸中的大部分雜質又隨著PH值的上升而沉淀出來，從而得到質量較優的稀磷酸溶液；
[0025]4、通過本發明的工藝技術處理后，烘干白肥中的五氧化二含量從處理前的20?33%降低到6?10%，經過硫酸分解后的濾渣即低磷白肥仍可作為生產復混肥的原料而得到全部利用；
[0026]5、通過本發明工藝技術處理后，將價值較低的白肥中的五氧化二磷轉化為價值較高的肥料級磷酸一銨中的五氧化二磷，從而大大提高飼料級磷酸氫鈣生產廠家的經濟效益；
[0027]6、從白肥中回收五氧化二磷，每噸五氧化二磷的硫酸消耗為1.1?1.6噸，遠低于濕法磷酸生產中2.40?2.70噸的硫酸消耗。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發明生產工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0029]—種飼料級磷酸氫鈣聯產肥料級磷酸一銨的方法，本發明特征在于:如圖1所示，包括如下過程:將鮮白肥料漿與白肥加硫酸的萃取濾液進行預反應；反應料漿沉降后，上層清液去料漿法肥料級磷酸一銨生產系統，以進一步制取肥料級磷酸一銨，下層稠漿去萃取反應工序；萃取反應后的料漿過濾后，加硫酸后的萃取液返回前工序與鮮白肥料漿進行混合預萃取反應，過濾后濾渣作為復混磷肥的原料。
[0030]本發明白肥萃取濾液與鮮白肥料漿進行預萃取反應，控制反應的PH值為1.2?1.5，料漿反應