由无水氟化氢生产车间的硫铵废液和磷酸生产车间的污水处理渣为原料制备磷酸一铵方法

技术领域

本发明涉及磷酸一铵制备技术领域，尤其是由无水氟化氢生产车间的硫铵废液和磷酸生产车间的污水处理渣为原料制备磷酸一铵方法。

背景技术

在磷肥生产过程中，其会副产大量的氟硅酸，而该副产的氟硅酸能够被用来生产无水氟化氢，在无水氟化氢的生产过程中，又伴随着大量的硫酸和硫酸氢铵的混合物废液产生，使得形成大量的硫铵废液；该硫铵废液难以直接用于其他生产，并且，其含有大量的杂质，用于制备工业级硫酸铵的成本又较高，使得上述该法生产的无水氢氟酸的产业受到阻碍；于此同时，在磷酸生产过程中，其排出来的废水大多是采用石灰中和法进行处理，使得会产生大量的污水渣，而这些污水渣大多是以磷酸氢钙、氟化钙、碳酸钙的形式存在，并且污水渣中的五氧化二磷的含量不高，但是，污水渣中的镁、铁、铝以及重金属杂质的含量较低，其远远低于磷矿中的含量，具体可见下表1(磷酸生产车间污水处理渣样品分析)所示，因此，可以将该污水渣用于生产对金属、和重金属杂质含量标准较高的产品。

表1

现有技术中，有将硫铵作为原料来制备磷铵或硫铵复合肥的方案，如专利申请号为200810069060.3利用硫酸氢铵和硝酸分解磷矿石生产硝磷铵；再如专利申请号为201010238635.7利用含硫气体氨法脱硫制备肥料级磷铵等，但是在上述采用硫铵分解磷酸钙类盐时，只要液相中游离的三氧化硫浓度超过0.045g/mL时，就会造成磷酸钙盐表面钝化，使得分解不完全，造成磷回收率大幅度的降低；除此之外，也有研究者将上述污水渣作为原料来制备磷精矿，如专利申请号为201110377222.1，将污水渣回收作磷精矿的方法，其是通过对无水进行处理，并通过一级反应、二级反应，使得无水中的渣得到沉淀后，将沉淀直接作为磷精矿使用。

由此可见，现有技术中，并没有采用上述的硫铵废液与上述的污水渣作为原料来制备磷酸一铵的研究，为此，本研究者采用上述的硫铵废液和上述的污水渣作为原料来生产磷酸一铵，为磷酸一铵制备领域提供了一种新思路。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供由无水氟化氢生产车间的硫铵废液和磷酸生产车间的污水处理渣为原料制备磷酸一铵方法。

具体是通过以下技术方案得以实现的：

由无水氟化氢生产车间的硫铵废液和磷酸生产车间的污水处理渣为原料制备磷酸一铵方法，包括以下步骤：

(1)将磷酸生产车间的污水处理渣先与磷酸和磷铵溶液混合，使得液固比为2-3，再将无水氟化氢生产车间的硫铵废液加入，并控制温度为60-80℃，保持液相中的游离硫酸根质量百分浓度在2-3％，处理3-5h后，得到料液；

(2)将料液进行降温结晶处理，并待晶体不再增加时，向其中加入氨水中和，控制中和度为1.04-1.08，再调节pH值为4.2-4.8，过滤分离，得到滤液和滤渣；

(3)将滤液进行浓缩、结晶，固液分离，获得磷酸一铵和废液；废液返回步骤(2)中与料液混合后，循环处理，即可。

所述的浓缩，温度为60-80℃。

所述的浓缩，浓缩后相对密度为1.32-1.36。

所述的结晶，是将温度降温至温度为30-40℃，结晶处理0.5-2h。

所述的步骤(1)，是将无水氟化氢生产车间的硫铵废液分次加入到磷酸生产车间的污水处理渣中，维持游离硫酸根质量百分浓度在2-3％。

与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：

通过采用无水氟化氢生产车间的硫铵废液以及磷酸生产车间的污水处理渣为原料来生产磷酸一铵，不仅使得污水渣中的磷成分得到充分利用，而且也使得硫铵废液的作为原料来利用的附加值得到提高，降低了磷酸一铵的生产成本，实现了废物再利用，降低了环境污染率。

将污水渣采用磷酸和磷铵液控制液固比混合酸解，避免了污水渣直接与硫铵废液直接作用，导致硫酸根浓度过高时，出现钝化的现象，确保了污水渣中的磷的回收率得到了提高。

通过将结晶过滤后的废液返回与料液混合循环处理，使得在废液中的杂质得到富集，进入石膏中，实现过滤后的废液循环利用，降低了废液的排放量，使得获得的石膏废渣能够直接堆放，降低了废液、废渣的处理成本。

本发明创造将磷酸生产车间的污水渣与硫铵废液进行综合处理，使得其产出的废渣为对环境危害性较小的二水石膏，并且得到了工业级磷酸一铵产品，实现了废弃物的回收利用，增加了产品附加值。

本发明创造在将磷酸生产车间的污水处理渣先与磷酸和磷铵溶液混合时，还能够向其中加入石膏，促进杂质的快速脱离，实现磷石膏的开始生成，缩短工艺流程。石膏加入量占废渣用量的1-3％。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。

实施例1

一种由无水氟化氢生产车间的硫铵废液和磷酸生产车间的污水处理渣为原料制备磷酸一铵方法，包括以下步骤：

(1)将磷酸生产车间的污水处理渣先与磷酸和磷铵溶液混合，使得液固比为2.9，再将无水氟化氢生产车间的硫铵废液加入，并控制温度为60℃，保持液相中的游离硫酸根质量百分浓度在2.8％，处理5h后，得到料液；

(2)将料液进行降温结晶处理，并待晶体不再增加时，向其中加入氨水中和，控制中和度为1.04，再调节pH值为4.3，过滤分离，得到滤液和滤渣；

(3)将滤液进行浓缩、结晶，固液分离，获得磷酸一铵和废液；废液返回步骤(2)中与料液混合后，循环处理，即可。

所述的浓缩，温度为80℃。

所述的浓缩，浓缩后相对密度为1.36。

所述的结晶，是将温度降温至温度为40℃，结晶处理2h。

并将产品干燥后，获得的磷酸一铵为III类产品标准，具体指标见表2所示：

表2

实施例2

一种由无水氟化氢生产车间的硫铵废液和磷酸生产车间的污水处理渣为原料制备磷酸一铵方法，包括以下步骤：

(1)将磷酸生产车间的污水处理渣先与磷酸和磷铵溶液混合，使得液固比为3，再将无水氟化氢生产车间的硫铵废液加入，并控制温度为80℃，保持液相中的游离硫酸根质量百分浓度在3％，处理5h后，得到料液；

(2)将料液进行降温结晶处理，并待晶体不再增加时，向其中加入氨水中和，控制中和度为1.08，再调节pH值为4.8，过滤分离，得到滤液和滤渣；

(3)将滤液进行浓缩、结晶，固液分离，获得磷酸一铵和废液；废液返回步骤(2)中与料液混合后，循环处理，即可。

所述的浓缩，温度为80℃。

所述的浓缩，浓缩后相对密度为1.36。

所述的结晶，是将温度降温至温度为40℃，结晶处理2h。

并将产品干燥后，获得的磷酸一铵为II类产品标准，具体指标见表3所示：

表3

实施例3

一种由无水氟化氢生产车间的硫铵废液和磷酸生产车间的污水处理渣为原料制备磷酸一铵方法，包括以下步骤：

(1)将磷酸生产车间的污水处理渣先与磷酸和磷铵溶液混合，使得液固比为2，再将无水氟化氢生产车间的硫铵废液加入，并控制温度为60℃，保持液相中的游离硫酸根质量百分浓度在2％，处理3h后，得到料液；

(2)将料液进行降温结晶处理，并待晶体不再增加时，向其中加入氨水中和，控制中和度为1.04，再调节pH值为4.2，过滤分离，得到滤液和滤渣；

(3)将滤液进行浓缩、结晶，固液分离，获得磷酸一铵和废液；废液返回步骤(2)中与料液混合后，循环处理，即可。

所述的浓缩，温度为60℃。

所述的浓缩，浓缩后相对密度为1.32。

所述的结晶，是将温度降温至温度为30℃，结晶处理0.5h。

并将产品干燥后，获得的磷酸一铵为II类产品标准，具体指标见表4所示：

表4

实施例4

一种由无水氟化氢生产车间的硫铵废液和磷酸生产车间的污水处理渣为原料制备磷酸一铵方法，包括以下步骤：

(1)将磷酸生产车间的污水处理渣先与磷酸和磷铵溶液混合，使得液固比为2.5，再将无水氟化氢生产车间的硫铵废液加入，并控制温度为70℃，保持液相中的游离硫酸根质量百分浓度在2.5％，处理4h后，得到料液；

(2)将料液进行降温结晶处理，并待晶体不再增加时，向其中加入氨水中和，控制中和度为1.06，再调节pH值为4.5，过滤分离，得到滤液和滤渣；

(3)将滤液进行浓缩、结晶，固液分离，获得磷酸一铵和废液；废液返回步骤(2)中与料液混合后，循环处理，即可。

所述的浓缩，温度为70℃。

所述的浓缩，浓缩后相对密度为1.34。

所述的结晶，是将温度降温至温度为35℃，结晶处理0.8h。