[發明專利]濕法磷酸生產磷酸二氫銨的方法

有效

• 申請號: 201610220771.0
• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN105731407B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 王永永;李青;畢晶晶;姚美煥;武曉霞;郝玉偉
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: C01B25/28
• 分類號: C01B25/28
• 代理公司: 新鄉市平原專利有限責任公司41107
• 代理人: 路寬

技術領域

本發明屬于工業冷卻結晶技術領域，具體涉及一種濕法磷酸生產磷酸二氫銨的方法。

背景技術

磷酸二氫銨簡稱MAP，分子式NH₄H₂PO₄，無色透明正方晶系晶體，易溶于水，微溶于醇，不溶于丙酮，在空氣中較穩定，加熱至100℃時有小部分分解。磷酸二氫銨在工業、食品、醫藥等行業應用較為廣泛，不但是干粉滅火劑的主要原料而且是速溶性高效復合滴灌肥料，磷礦屬于不可再生資源，隨著國際市場對磷酸二氫銨產品需求量日益增大，和世界高品位磷礦資源的迅速枯竭，導致該產品的價格居高不下。

近年來，雖然國內一些學校、企業、研究機構等對磷酸二氫銨做了一些研究，但對于磷酸二氫銨冷卻結晶過程研究較少，對產品晶型的研究少之又少。據報道，2001年四川聯合大學發明了用濕法磷酸制備工業級磷酸、食品級磷酸和磷酸二氫銨的方法，使濕法磷酸得到合理的分級利用，磷的附加值也有所提高；同年四川龍蟒集團有限公司首次用萃取濕法磷酸生產磷酸二氫銨，產品達到了磷酸二氫銨的質量標準；黨亞固、費德君等于2010年《無機鹽工業》中“濕法磷酸生產精細磷酸一銨結晶改善劑研究”討論氨中和法凈化濕法磷酸的效果，篩選出了適宜的結晶改善劑；湖北鄂中化工有限公司的50kt/a磷酸二氫銨裝置于2011年5月建成投產等。除了2012年湖北祥云（集團）化工股份有限公司與武漢工程大學共同合作研究大顆粒磷酸二氫銨的結晶方法以外，上述這些研究主要注重磷酸二氫銨的化學性質的研究，而對其物理性質的研究甚少。

綜上所述，磷酸二氫銨的質量既受產品成分的影響，又受產品外在質量的影響。由于冷卻結晶過程中，反應溫度冷卻多以自然降溫為主，降溫過快時反應結晶速度也加快，晶核形成的速度遠遠大于其成長的速度，使晶核沒有足夠的生長，新的晶核又產生，從而導致磷酸二氫銨產品晶粒大小不一，甚至晶體粘連，嚴重影響了產品的質量。因此，開發能耗低、晶體完整且粒度分布均勻的磷酸二氫銨的方法尤其重要。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供了一種濕法磷酸生產磷酸二氫銨的方法，該方法制得的磷酸二氫銨產品晶型完美，粒度小且分布均勻，收率較高。

本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案，濕法磷酸生產磷酸二氫銨的方法，其特征在于具體步驟為：以濕法磷酸中和液為初始原料，將其濃縮至密度為1.36-1.38g/cm³的濃縮液后倒入結晶器中開始冷卻結晶反應，在200-350r/min的攪拌速率下于95℃加入平均粒度為120-280μm的晶種控制磷酸二氫銨結晶成核，其中晶種的加入量為濃縮液質量的0.1%-6%，降溫至70℃恒溫結晶反應10-360min使細小晶體均勻成長，降溫至50℃恒溫結晶反應10-180min使晶體充分成長，再降溫至35-40℃恒溫結晶10-180min使晶體完全成長，然后過濾，洗滌，干燥，得到晶形完整、粒度分布均勻且平均粒度為730-1000μm的磷酸二氫銨晶體。

進一步優選，所述晶種的具體制備過程為：以濕法磷酸中和液為初始原料，將其濃縮至密度為1.36-1.38g/cm³的濃縮液后倒入結晶器中開始結晶反應，待反應溫度自然降至80-90℃時產生大量晶核，恒溫結晶生長15-35min后過濾，洗滌，烘干得到平均粒度為120-280μm的晶種。

進一步限定，所述晶種的加入量為濃縮液質量的0.3%-2%。

進一步優選，降溫過程的降溫速率為0.4-0.7℃/min。

進一步優選，降溫至70℃恒溫結晶反應30-100min使細小晶體均勻成長。

進一步優選，降溫至50℃恒溫結晶反應20-60min使晶體充分成長。

進一步優選，降溫至35-40℃恒溫結晶反應20-60min使晶體完全成長。

進一步優選，洗滌過程所用的晶體洗滌溶液為丙酮。

本發明提供的磷酸二氫銨結晶新工藝使晶體在各個反應階段有足夠的時間，使產品得到充分的成長，避免了由于反應降溫過快，大量細小晶體得不到充分的成長，導致反應液夾帶許多細小晶體，解決了磷酸二氫銨粒度分布不均勻及晶體容易粘連的技術難題，有效提高了結晶產品的收率和晶型質量。本發明具有反應時間短、晶體顆粒小且粒度分布均勻、收率高和經濟效益明顯等優點。

附圖說明

圖1是現有工業結晶的磷酸二氫銨晶體的SEM圖；

圖2是本發明實施例1制得的磷酸二氫銨晶體的SEM圖；