硝磷酸氨法净化生产磷酸二氢铵工艺研究

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2022-0686

摘要/Abstract

摘要：

针对硫酸法湿法磷酸生产磷酸二氢铵副产磷石膏的问题，基于硝酸法冷冻母液深度脱硝后的净化液，采用氨中和工艺生产工业级磷酸二氢铵，系统研究了反应温度、磷酸浓度、反应时间、搅拌速率、pH、杂质离子浓度等因素对于氨中和工艺的影响。结果表明，氨中和过程中杂质离子生成磷酸盐沉淀影响磷收率，且杂质离子之间主要以形成复盐沉淀互相影响。通过对比氨中和后滤液的成分可得出最佳工艺条件：P₂O₅质量分数为15%、反应温度为85 ℃、搅拌速率为250 r/min、反应时间为40 min、pH为4.3，最后以最佳工艺条件制备的磷酸二氢铵产品达到一级产品标准要求。

关键词: 磷酸二氢铵, 硝酸, 磷收率, 氨中和

Abstract:

In view of the problem that phosphogypsum would be by-produced in the process of producting ammonium dihydrogen phosphate by wet phosphoric acid by sulfuric acid method，an ammonia neutralization process to produce industrial grade ammonium dihydrogen phosphate based on the purification liquid after deep decalcification and denitrification of frozen mother liquor by nitric acid method was used，and the effects of reaction temperature，phosphoric acid concentration，reaction time，stirring rate，pH，impurity ion concentration and other factors on the ammonia neutralization process were systematically studied，and the results showed that phosphate precipitation generated by impurity ions in the process of ammonia neutralization affected phosphorus yield.And the impurity ions were mainly affected each other by forming complex salt precipitation.By comparing the composition of the filtrate after ammonia neutralization，it could be concluded that the best process conditions were：P₂O₅ concentration was 15%，reaction temperature was 85 °C，stirring rate was 250 r/min，reaction time was 40 min，pH was 4.3，and finally the ammonium dihydrogen phosphate product prepared under the best process conditions met the requirements of the first-class product standard.

Key words: ammonium dihydrogen phosphate, nitric acid, phosphorus yield, ammonia neutralization

中图分类号:

TQ126.3

袁景华, 吴俊虎, 杨秀山, 许德华, 张志业. 硝磷酸氨法净化生产磷酸二氢铵工艺研究[J]. 无机盐工业, 2023, 55(9): 50-56.

YUAN Jinghua, WU Junhu, YANG XiuShan, XU Dehua, ZHANG Zhiye. Research on process of production ammonium dihydrogen phosphate by ammonia purification of nitro-phosphoric acid[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2023, 55(9): 50-56.

图/表 14

表1

图1

图2

图3

图4

图5

图6

图7

图8

图9

表2

表3

图10

图11

参考文献 17

1	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，2015，30（3）：31-33.
	ZHOU Guiyun， CHEN Shigang， PU Qiucen.Technical status of industrial grade monoammonium phosphate production by WPA purification method and industrial application of its key technology［J］.Phosphate & Compound Fertilizer，2015，30（3）：31-33.
2	崔飞，颜龙.磷-硼协效阻燃的云南松燃烧性能和热解动力学［J］.中国安全科学学报，2018，28（7）：38-44.
	CUI Fei， YAN Long.Flame retardancy and pyrolysis kinetics of Pinus yunnanensis flame-retarded synergically by NH₄H₂PO₄ and borax［J］.China Safety Science Journal，2018，28（7）：38-44.
3	王毕德，丁一刚，何俊，等.以三聚氰胺为缩合剂制备结晶Ⅱ型聚磷酸铵阻燃剂的工艺研究［J］.应用化工，2017，46（10）：1977-1980.
	WANG Bide， DING Yigang， HE Jun，et al.Study on preparation of ammonium polyphosphate with crystalline form Ⅱ by melamine as condensing agent［J］.Applied Chemical Industry，2017，46（10）：1977-1980.
4	修学峰，白海丹.我国磷肥及大宗磷酸盐产品现状及发展浅析［J］.磷肥与复肥，2014，29（3）：1-6.
	XIU Xuefeng， BAI Haidan.Status and development trend of phosphate fertilizer and bulk phosphate product in China［J］.Phosphate & Compound Fertilizer，2014，29（3）：1-6.
5	郑润，解田，刘飞，等.磷酸二氢铵应用研究进展［J］.无机盐工业，2014，46（4）：1-3.
	ZHENG Run， XIE Tian， LIU Fei，et al.Research progress in application of ammonium dihydrogen phosphate［J］.Inorganic Chemicals Industry，2014，46（4）：1-3.
6	陈铭，娄伦武，卓知杰，等.湿法磷酸净化生产工业级磷酸一铵的工艺技术现状［J］.化肥工业，2019，46（1）：5-7，38.
	CHEN Ming， LOU Lunwu， ZHUO Zhijie，et al.Current status of process technology for production of industrial grade monoammonium phosphate by wet phosphoric acid purification［J］.Chemical Fertilizer Industry，2019，46（1）：5-7，38.
7	王辛龙，许德华，钟艳君，等.中国磷化工行业60年发展历程及未来发展趋势［J］.无机盐工业，2020，52（10）：9-17.
	WANG Xinlong， XU Dehua， ZHONG Yanjun，et al.Future trend and development course of phosphorus chemical industry for sixty years in China［J］.Inorganic Chemicals Industry，2020，52（10）：9-17.
8	王智娟，韦昌桃.工业级磷酸二氢铵生产工艺研究进展［J］.无机盐工业，2021，53（6）：118-122，198.
	WANG Zhijuan， WEI Changtao.Research progress on production process of industrial grade ammonium dihydrogen phosphate［J］.Inorganic Chemicals Industry，2021，53（6）：118-122，198.
9	李新柱，郭宗端，贾亮，等.甲醇沉淀法净化湿法磷酸制备工业级磷酸一铵［J］.无机盐工业，2016，48（2）：40-41，67.
	LI Xinzhu， GUO Zongduan， JIA Liang，et al.Preparation of industrial mono-ammonium phosphate from wet process phosphoric acid purified by methanol precipitation method［J］.Inorganic Chemicals Industry，2016，48（2）：40-41，67.
10	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，2016，48（1）：38-40.
	CHEN Deqing， WANG Na， ZHANG Min，et al.Study on preparation of industrial grade MAP by WPA［J］.Inorganic Chemicals Industry，2016，48（1）：38-40.
11	李朝荣，苏殊，杨秀山，等.硝酸法湿法磷酸工艺的研究进展［C］//中国环境科学学会.2020年中国环境科学学会科学技术年会.南京：中国环境科学学会委员会： 557-561.
12	吴子雄.用湿法磷酸生产高纯度磷酸一铵的工业装置［J］.硫磷设计与粉体工程，2005（2）：7-9，49.
	WU Zixiong.Industrial plant for high purity monoammonium phosphate production with wet phosphoric acid［J］.Sulphur Phosphorus & Bulk Materials Handling Related Engineering，2005（2）：7-9，49.
13	韩磊.湿法磷酸氨化料浆渣制备磷酸铁［D］.武汉：武汉工程大学，2018.
	HAN Lei.Preparation of iron phosphate from ammoniated slurry residue of wet-process phosphoric acid［D］.Wuhan：Wuhan Institute of Technology，2018.
14	王佩.湿法磷酸氨化料浆的絮凝沉降及其分离的研究［D］.武汉：武汉工程大学，2017.
	WANG Pei.Study on flocculation sedimentation and separation of ammoniated slurry of wet-process phosphoric acid［D］.Wuhan：Wuhan Institute of Technology，2017.
15	荣圆.工业级磷酸一铵废渣的资源化研究［D］.武汉：武汉工程大学，2018.
	RONG Yuan.Study on resource utilization of waste residue in ammonium dihydrogenphosphate［D］.Wuhan：Wuhan Institute of Technology，2018.
	唐瑜钟，郑帅飞，张庆喜，等.铝及铝合金化学抛光磷酸废液制备磷酸二氢铵研究［J］.无机盐工业，2021，53（5）：88-92.
	TANG Yuzhong， ZHENG Shuaifei， ZHANG Qingxi，et al.Study on preparation of ammonium dihydrogen phosphate from phospho-ric acid waste solution of chemical polishing of aluminum and aluminum alloy［J］.Inorganic Chemicals Industry，2021，53（5）：88-92.
17	范益堃.萃余酸生产工业级磷酸一铵工艺优化及氨化数值模拟［D］.武汉：武汉工程大学，2016.
	FAN Yikun.Process optimization and ammoniation numerical simulation of ammonium dihydrogenphosphate production from raffinate acid.［D］.Wuhan：Wuhan Institute of Technology，2016.

成分	w（P₂O₅）	w（N）	w（CaO）	w（Al₂O₃）	w（Fe₂O₃）	w（MgO）
冷冻母液	16.87	9.24	0.19	0.45	0.53	0.73
脱硝母液	39.41	2.97	0.42	0.97	1.03	1.58

	w（P₂O₅）	w（F）	w（CaO）	w（Fe₂O₃）	w（MgO）	w（Al₂O₃）	w（SiO₂）
滤饼	29.3	5.72	9.57	3.82	2.93	4.41	3.74
滤液	6.37	—	0.042	0.032	—	—	—

	各组分质量分数/%								pH
	磷酸二氢铵	P₂O₅	总氮	SO₄^2-	F	As	水	水不溶物	pH
1^#	98.78	60.92	12.29	0.14	＜0.001	—	0.3	0.021	4.45
2^#	98.91	61.00	12.37	0.11	＜0.001	—	0.3	0.016	4.47
HG/T 4133-2020《工业磷酸二氢铵》一级	≥98.5	≥60.80	≥11.80	≤0.90	≤0.020	≤0.005	≤0.5	≤0.100	4.2~4.8

[1]	谭善宜, 文惠子, 何淑玉, 张沥文, 陈绍华, 习本军. 磷石膏中磷的浸出行为及其动力学研究[J]. 无机盐工业, 2025, 57(2): 105-112.
[2]	董南, 王楠, 纪利俊, 盛勇. 低温下钾盐溶解度的测定及液体肥配方研究[J]. 无机盐工业, 2025, 57(2): 92-97.
[3]	房帆, 姚本林, 肖益群, 贾艳虹, 陈辉, 李斌, 何辉. 硝酸中二氧化铀溶解行为与机理研究进展[J]. 无机盐工业, 2024, 56(9): 34-43.
[4]	邹洋, 陆志艳, 胡志林, 孙泽. KNO₃介稳区宽度的研究及初级成核动力学计算[J]. 无机盐工业, 2024, 56(9): 67-74.
[5]	范乐, 李浩, 刘国昌, 徐守疆, 王海涛, 李国才, 常娜. 双极膜电渗析资源化硝酸钠制酸碱[J]. 无机盐工业, 2024, 56(7): 104-111.
[6]	冯伦伟, 刘艳, 谢燕. 溶胶-凝胶法制备高纯钛酸钡粉体的研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(12): 56-61.
[7]	周世奇, 王涛, 敬方梨, 罗仕忠. 硝酸镁改性碳分子筛分离氮气/甲烷的性能研究[J]. 无机盐工业, 2023, 55(9): 75-80.
[8]	王紫涵, 李军, 陈明, 周青禺. 硝酸铁和磷酸共沉淀法制备电池级磷酸铁工艺研究[J]. 无机盐工业, 2023, 55(7): 51-57.
[9]	吴玉林, 吴俊虎, 杨秀山, 许德华, 张志业. 响应曲面法优化硝酸钙镁溶液脱钙工艺研究[J]. 无机盐工业, 2023, 55(6): 50-56.
[10]	王浩森, 任柄臣, 许德华, 杨秀山, 张志业. 硝酸分解磷钾矿的浸出工艺及动力学[J]. 无机盐工业, 2023, 55(5): 45-51.
[11]	马殿普, 普友福, 李俊, 陈丽诗, 刘恒宇, 覃德清, 符泽卫, 彭巨擘. 液相氧化-喷雾干燥法制备高纯超细二氧化锡颗粒[J]. 无机盐工业, 2023, 55(4): 54-59.
[12]	肖勇,杨秀山,许德华,王辛龙,张志业. 硝酸法处理中低品位高镁胶磷矿技术研究[J]. 无机盐工业, 2022, 54(1): 71-76.
[13]	苏殊,许德华,李朝荣,杨秀山,王辛龙,张志业. 硝酸法磷酸脱氟工艺研究[J]. 无机盐工业, 2021, 53(9): 24-29.
[14]	吴宝程,吴涛,王艺. 硝酸镧对16Mn钢锌-锰系磷化膜耐蚀性的影响[J]. 无机盐工业, 2021, 53(9): 72-75.
[15]	王智娟,韦昌桃. 工业级磷酸二氢铵生产工艺研究进展[J]. 无机盐工业, 2021, 53(6): 118-122.

首页

全国无机盐信息中心

中国化工学会

无机酸碱盐专业委员会