田其富

摘 要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，我国工业级磷酸一铵的生产基本都是以热法磷酸为原料，存在能耗大、生产成本高等问题。对湿法磷酸净化后制取工业级磷酸一铵，不仅可以降低生产成本，而且可以实现资源的梯级利用。介绍了目前国内采用湿法磷酸净化生产工业级磷酸一铵的工艺技术现状，并对各种工艺的特点和存在的问题进行了分析。

关键词：湿法磷酸;净化;磷酸一铵;技术现状

0 引言

随着国内外精细磷化工业的快速发展，市场对工业磷酸一铵的需求与日俱增。贫磷矿的开发利用一直是磷化工生产中的重要课题。湿法磷酸生产是处理磷矿石的有效方法，与湿法磷酸相比，热法磷酸需要消耗大量能源。随着能源日益紧张，低能耗的湿法磷酸净化技术又重新发展起来。金正大生态工程集团股份有限公司开始了湿法磷酸生产工业磷酸一铵的研发工作。笔者研究的方法操作简单、稳定性好、产品的磷收率高，但由于湿法磷酸中所含杂质较多，不同批次磷酸存在品质差别，导致了产品指标的不稳定。针对这种不稳定性笔者采取了磷酸陈化、脱硫、脱氟、中和及加入络合剂等措施，降低其不稳定性，制得合格的产品。同时可根据磷酸的不同适当地调整方案来制得合格的产品。在后续的研究过程中可对原料的净化进行技术研究，来减少微量元素带来的影响以制得更高纯度的产品。通过大量的研究试验，在实验室获得了可与热法磷酸媲美的工业级磷酸一铵，并已经在金正大云南中正公司投入生产。

1 湿法磷酸生产工业级磷酸一铵的特点

①某中化开磷化肥有限公司自主研发的两步法生产工业级磷酸一铵工艺是根据湿法磷酸质量不稳定、杂质多的生产现状，采用两步中和的方法定向除去影响产品质量的各种杂质。该工艺是以湿法磷酸为生产原料，分别经脱SO24-反应、2次氨中和反应、高效浓缩、结晶、干燥等工序制得工业级磷酸一铵产品;

②某中正公司以湿法磷酸为原料生产工业级磷酸一铵，针对湿法磷酸杂质含量高的实际情况，通过湿法磷酸陈化处理制得净化磷酸，用碳酸钠脱氟得到的副产品氟硅酸钠经水洗制得产品工业氟硅酸钠。净化磷酸再经氨中和、浓缩、结晶、干燥等工序制得工业级磷酸一铵，产品质量达到化工行业标准《工业磷酸二氢铵》（HG/T4133-2010）中规定的Ⅱ类以上产品要求。该工艺制得的工业级磷酸一铵产品具有纯度高、杂质少的优点，且生产过程中产生的废渣和废液用于生产氮磷肥，实现了原料的充分利用;

③某化工股份有限公司50kt/a工业级磷酸一铵生产装置具有工艺流程简单、投资少的特点。该生产工艺通过氨化和澄清、分离、浓缩、结晶、干燥等工序制得工业级磷酸一铵，生产过程中分离的杂质进入料浆工序，最终送往肥料磷酸一铵生产装置，实现了工业级磷酸一铵和肥料级磷酸一铵的一体化生产;

④湿法磷酸氨中和直接净化法生产工业级磷酸一铵工艺通过湿法磷酸预净化、氨中和、分离、浓缩、结晶、干燥等工序制得产品工业级磷酸一铵，P2O5回收率达到70%，产品工业级磷酸一铵质量分数>99.5%，具有工艺流程短、投资少、经济效益较好等优点，在许多企业中得到了工业化应用，建成装置的生产规模有10kt/a、30kt/a和50kt/a。

2 湿法磷酸生产工业级磷酸一铵的工艺技术现状

2.1 磷酸一铵结晶

湿法磷酸制工业级磷酸一铵所得成品容易含水不溶物而不稳定。经过大量实验研究出，在析晶过程中加入络合剂不但消除了水不溶物的影响还能使结晶的晶核长大，在工业化生产中晶体不易碎还能提高磷酸一铵的养分。这样既能得到低水不溶物的磷酸一铵又能使晶体长大。工业常用络合剂为EDTA、EDTA二鈉、柠檬酸、柠檬酸钠等。

2.2 湿法磷酸的预净化

湿法磷酸中ρ（SO3）为20～45g/L，在生产工业级磷酸一铵前需除去SO3，否则产品中将含有过多的硫酸盐，降低产品质量。湿法磷酸预净化的目的是除去湿法磷酸中的SO3和悬浮物。将磷矿浆加入湿法磷酸中，搅拌反应一定时间，湿法磷酸中的SO3与磷矿浆反应生成磷石膏沉淀被分离，从而达到脱硫的目的。该过程进行的主要化学反应如下：CaCO3+2H3PO4Ca（H2PO4）2+CO2↑+H2O;MgCO3+2H3PO4Mg（H2PO4）2+CO2↑+H2O;Ca2++SO42-+2H2OCaSO4·2H2O↓。同时该过程还会发生以下化学反应：Ca5F（PO4）3+7H3PO45Ca（H2PO4）2+HF;Fe2O3+2H3PO42FePO4+

3H2O;Al2O3+2H3PO42AlPO4+3H2O。影响湿法磷酸预净化过程脱硫效果的因素主要有温度和磷酸浓度。温度越高，磷酸浓度越高，脱硫效果越好。同时，根据化学反应工程理论，预净化过程返混（回浆）越小，脱硫效果越好。在工业生产装置中，合理的预净化流程和设备可将磷酸中的ρ（SO3）降至5.0～8.0g/L。

3 结语

我国工业级磷酸一铵的生产基本上是以热法磷酸为原料，存在能耗大、生产成本高等不足。随着国家对资源综合利用、节能环保的高度重视，结合湿法磷酸生产成本低于热法磷酸、其生产的产品指标能满足行业标准要求的实际情况，今后用湿法磷酸制取工业级磷酸一铵的量将会大大增加，这对提升传统磷酸铵生产装置的技术含量及产品附加值等有着重要意义。

参考文献：

[1]陈德清，王娜，张敏，等.湿法磷酸净化生产工业磷酸一铵研究[J].无机盐工业，2016（1）：38-40.

[2]周贵云，陈仕刚，蒲秋岑.湿法磷酸净化生产工业级磷酸一铵的技术现状及关键技术的工业应用[J].磷肥与复肥，2015（3）：31-33.

中国化工贸易·中旬刊2019年10期