磷酸一銨生產(chǎn)工藝簡介

磷酸一銨（NH?H?PO?）的生產(chǎn)工藝主要基于中和法，即通過磷酸與氨的中和反應(yīng)制備，根據(jù)原料磷酸的純度、反應(yīng)條件及后續(xù)處理方式的不同，可分為以下主要工藝路線：

一、中和法（主流工藝）

1、濕法磷酸中和法（適合工業(yè)級生產(chǎn)）

原料：濕法磷酸（由磷礦石經(jīng)硫酸分解制得，含雜質(zhì)如Fe3?、Al3?、Mg2?等，需預(yù)處理凈化）、液氨或氨水。

工藝流程：

①磷酸凈化（可選）：濕法磷酸含雜質(zhì)，需通過沉降、過濾或溶劑萃?。ㄈ绨奉愝腿┤コ饘匐x子，提高純度（尤其生產(chǎn)高純度產(chǎn)品時(shí)）。

②中和反應(yīng)：將凈化后的磷酸與液氨（或氨水）在中和反應(yīng)器中反應(yīng)，控制中和度（R，NH?/H?PO?摩爾比）≈1.0，確保生成磷酸一銨（若R=1.5則生成磷酸氫銨）。

反應(yīng)式：H?PO?+NH?→NH?H?PO?（ΔH＜0，放熱反應(yīng)）。

反應(yīng)溫度控制在60~90℃，pH約4.0~5.0（弱酸性），通過氨氣流量和磷酸濃度調(diào)節(jié)反應(yīng)速率。

③濃縮與結(jié)晶：反應(yīng)后得到的溶液（含少量雜質(zhì)）經(jīng)蒸發(fā)器濃縮至過飽和狀態(tài)，然后進(jìn)入結(jié)晶器（如強(qiáng)制循環(huán)結(jié)晶器），通過冷卻或蒸發(fā)結(jié)晶，析出磷酸一銨晶體。

④分離與干燥：晶體經(jīng)離心機(jī)分離后，送入干燥機(jī)（如流化床干燥器），在低于100℃下干燥，避免高溫分解（熔點(diǎn) 190℃，高溫易釋放NH?）。

⑤尾氣處理：反應(yīng)過程中過量的氨氣通過洗滌塔回收，廢水經(jīng)處理后循環(huán)利用。

特點(diǎn)：成本較低，適合大規(guī)模生產(chǎn)工業(yè)級或農(nóng)業(yè)級產(chǎn)品，但需處理濕法磷酸中的雜質(zhì)。

2、熱法磷酸中和法（適合高純度產(chǎn)品）

原料：熱法磷酸（通過黃磷燃燒水合制得，純度高，雜質(zhì)少）、液氨。

工藝流程：

①中和反應(yīng)：直接用高純度熱法磷酸與液氨中和，無需深度凈化，反應(yīng)條件與濕法類似，但中和度控制更精確，產(chǎn)物純度可達(dá)98%以上。

②后續(xù)步驟：濃縮、結(jié)晶、分離干燥流程與濕法相似，但因原料純凈，結(jié)晶效率更高，產(chǎn)品雜質(zhì)少，適用于食品級、醫(yī)藥級或電子級磷酸一銨。

特點(diǎn)：產(chǎn)品純度高，工藝簡單，但熱法磷酸成本較高，適合高端領(lǐng)域。

二、料漿法與溶液法（中和法的細(xì)分工藝）

1、料漿法

工藝：在中和反應(yīng)階段，將磷酸與氨直接反應(yīng)生成料漿狀混合物（含未完全溶解的晶體），無需完全溶解后再濃縮，直接進(jìn)入后續(xù)結(jié)晶工序。

優(yōu)勢：流程短，能耗低，適合大規(guī)模生產(chǎn)低純度農(nóng)業(yè)級產(chǎn)品（如復(fù)合肥原料）。

缺點(diǎn)：產(chǎn)品粒度較細(xì)，雜質(zhì)含量較高。

2、溶液法

工藝：中和反應(yīng)生成澄清溶液，經(jīng)深度凈化（如除氟、除重金屬）后再濃縮結(jié)晶，得到高純度晶體。

優(yōu)勢：產(chǎn)品純度高（≥99%），適用于工業(yè)級、食品級或電子級產(chǎn)品。

缺點(diǎn)：流程長，成本高，需額外凈化步驟。

三、復(fù)分解法（非主流，特定場景使用）

1、利用可溶性磷酸鹽與銨鹽的復(fù)分解反應(yīng)制備，例如：磷酸二氫鈣（Ca(H?PO?)?）與氯化銨（NH?Cl）反應(yīng)：Ca (H?PO?)?+2NH?Cl→2NH?H?PO?+CaCl?。

2、反應(yīng)后過濾除去CaCl?，濃縮結(jié)晶得到磷酸一銨。

特點(diǎn)：僅用于特定原料條件或小規(guī)模生產(chǎn)，工業(yè)上較少采用。