本發(fā)明涉及一種粉狀化肥磷酸一銨提純的方法，尤其是涉及一種含硫、鐵、鎂、鋁、錳、鈦等雜質(zhì)較多的粉狀化肥磷酸一銨生產(chǎn)工業(yè)一級(jí)及電池級(jí)磷酸一銨的方法。

背景技術(shù)：

磷酸一銨作為一種氮磷含量高的化合物，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，但肥料磷酸一銨屬于低端產(chǎn)品，附加值低，且隨著世界磷肥產(chǎn)量的供過于求，市場(chǎng)競(jìng)爭加劇，化肥磷酸一銨的利潤空間進(jìn)一步減小，因此拓展化肥磷酸二氫銨特別是低成本化肥磷酸一銨新的應(yīng)用領(lǐng)域迫在眉睫。相比于低端的肥料磷酸一銨：工業(yè)級(jí)磷酸一銨廣泛應(yīng)用于滅火劑、搪瓷添加劑、造紙等化工產(chǎn)品的生產(chǎn)制備；電池級(jí)磷酸一銨主要用于鋰電池材料磷酸鐵的制備。目前工業(yè)級(jí)磷酸一銨主要用熱法磷酸與氨反應(yīng)生成、或用高純度磷酸與含雜質(zhì)較多磷酸混合與氨氣反應(yīng)生成，還有部分采用濕法磷酸或其萃余酸與氨氣通過反應(yīng)再經(jīng)調(diào)節(jié)pH除雜結(jié)晶得到，相對(duì)成本較高。本專利直接利用一種含硫、鐵、鎂、鋁、錳、鈦等雜質(zhì)較多的粉狀化肥磷酸一銨或其未濃縮造粒前的料漿為原料，通過溶解過濾或直接過濾、濾液脫色除雜，一步調(diào)節(jié)pH，再結(jié)晶生產(chǎn)工業(yè)級(jí)磷酸一銨，適用范圍廣，成本低。目前有關(guān)電池級(jí)磷酸一銨生產(chǎn)方法，中國專利CN103754851A報(bào)道了一種電池級(jí)晶體磷酸一銨的制備方法，主要是利用一種農(nóng)用晶狀磷酸一銨經(jīng)溶解、過濾，濾液經(jīng)過樹脂處理后再濃縮結(jié)晶得到電池級(jí)晶體磷酸二氫銨產(chǎn)品。該法所使用的原料為農(nóng)用晶體狀磷酸一銨，原料成本較高；且該法利用樹脂處理，樹脂用量大，再生麻煩，且流程長，生產(chǎn)速度慢，成本高，不適宜工業(yè)化生產(chǎn)。中國專利CN105819414A報(bào)道了一種電池級(jí)磷酸一銨的生產(chǎn)工藝，主要是利用一定比重的含雜質(zhì)較少的磷酸溶液與氨中和，調(diào)節(jié)一定的pH，再通過冷卻結(jié)晶得到電池級(jí)磷酸一銨，但該工藝所用磷酸純度高，因此生產(chǎn)成本高，且一般電池級(jí)磷酸一銨主要是利用高純的熱法磷酸與氨反應(yīng)生成，雖然生產(chǎn)工藝設(shè)備簡單，但設(shè)備工藝技術(shù)要求高，生產(chǎn)危險(xiǎn)性大，污染大，能耗高；

本專利利用一種價(jià)格較低、質(zhì)量較低的含硫、鐵、鎂、鋁、錳、鈦等雜質(zhì)較多的農(nóng)用灰白色粉末狀的磷酸一銨進(jìn)行提純，制備得到電池級(jí)磷酸一銨產(chǎn)品，相對(duì)其他制備技術(shù)原料來源廣，成本低，可廣泛應(yīng)用于電池級(jí)磷酸鐵的合成工業(yè)，且制備出的產(chǎn)品經(jīng)磷酸鐵廠家試用完全符合其使用要求。本專利制備得到的工業(yè)一級(jí)及電池級(jí)磷酸一銨產(chǎn)品，可大量應(yīng)用于滅火劑、搪瓷、造紙及磷酸鐵鋰正極材料制造等領(lǐng)域，能產(chǎn)生較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，為磷化工的發(fā)展帶來新的機(jī)遇。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明利用低端、低成本且質(zhì)量較低的一種農(nóng)用灰白色粉末狀的肥料磷酸一銨或生產(chǎn)該肥料未濃縮造粒前的料漿生產(chǎn)高附加值的工業(yè)一級(jí)及電池級(jí)磷酸一銨，緩解了低端化肥磷酸一銨產(chǎn)品供過于求的狀況，為其提供了新出路，并提供了一種工藝可靠、制備工業(yè)一級(jí)及電池級(jí)磷酸一銨的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利采用通過溶解過濾，濾液脫色調(diào)節(jié)pH沉淀過濾、再加入一種特殊沉淀劑除雜過濾，通過結(jié)晶等多種方法結(jié)合，將一種質(zhì)量較低且成本較低的含硫、鐵、鎂、鋁、錳、鈦等雜質(zhì)較多的農(nóng)用灰白色粉末狀的磷酸一銨或生產(chǎn)磷肥時(shí)未濃縮造粒前的料漿進(jìn)行提純得到高附加值的工業(yè)級(jí)及電池級(jí)磷酸一銨。當(dāng)前無人用該質(zhì)量低下的磷肥或其料漿通過該方法制備電池級(jí)磷酸一銨，在電池級(jí)磷酸一銨領(lǐng)域亦無人用多次調(diào)節(jié)pH和最后一步用特殊沉淀劑進(jìn)行除雜。本專利一種用化肥級(jí)磷酸一銨生產(chǎn)工業(yè)一級(jí)及電池級(jí)磷酸一銨的方法，所述制備步驟具體如下:

a．將粉狀化肥磷酸一銨用純水加熱溶解，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝筮^濾，濾液待用；

b．向a步驟得到的濾液中加入脫色劑，靜置脫色1-25h，再加入沉淀劑，調(diào)節(jié)PH值，充分混合并攪拌均勻，靜置0.5-5h，過濾，濾液待用；

c．將b步驟中得到的濾液繼續(xù)加入沉淀劑，調(diào)節(jié)pH值，充分混合并攪拌均勻，靜置0.5-5h，過濾，濾液待用；

d．將c步驟中得到的濾液繼續(xù)加入除雜藥劑，充分混合并攪拌均勻，靜置0.5-5h，過濾，濾液待用；

e．將b中濾液加熱到60 - 95℃濃縮至有微結(jié)晶出現(xiàn)為止，冷卻結(jié)晶，干燥后得到工業(yè)一級(jí)磷酸一銨；

f．將d中濾液加熱到60 - 95℃濃縮至有微結(jié)晶出現(xiàn)為止，冷卻結(jié)晶，干燥后得到磷酸鐵用磷酸一銨。

采用本發(fā)明方法e步得到的產(chǎn)品滿足工業(yè)一級(jí)磷酸一銨質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：主含量≥98.5%，氮含量≥11.8%，不溶物≤0.1%，水分≤0.5%，氟離子＜0.02%，硫酸根＜0.9%，砷≤0.005%；

采用本發(fā)明方法f步得到的產(chǎn)品滿足電池級(jí)磷酸鐵用磷酸一銨（電池級(jí)磷酸一銨）的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：主含量≥99%，氮含量≥11.8%，鈉≤0.02%，鉀≤0.02%，鈣≤0.001%，鉻≤0.001%，錳≤0.005%，銅≤0.0005%，鉛≤0.0005%，鎳≤0.0005%，鋅≤0.0005%，鎂≤0.0005%，氟離子＜0.0005%，砷≤0.001%。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

a．將600g粉狀化肥磷酸一銨用800g純水溶解，加熱至40℃攪拌30min，均勻混合后過濾，濾液待用；

b．向a步驟得到的濾液中通入濾液質(zhì)量5%脫色劑臭氧，靜置脫色5h，加入沉淀劑氨水和碳酸鈉，調(diào)節(jié)pH=4，充分混合并攪拌均勻，靜置5h，過濾，濾液待用；

c．將b步驟中得到的濾液繼續(xù)加入沉淀劑氨水和碳酸鉀，調(diào)節(jié)pH=6，充分混合并攪拌均勻，靜置5h，過濾，濾液待用；

d．將c步驟中得到的濾液繼續(xù)加入濾液質(zhì)量5%的除雜藥劑硫化鉀和氫氧化鈉，充分混合并攪拌均勻，靜置0.5h，過濾，濾液待用；

e．將b中濾液加熱到60℃濃縮至有微結(jié)晶出現(xiàn)為止，冷卻結(jié)晶，干燥后得到工業(yè)一級(jí)磷酸一銨；

f．將d中濾液加熱到60℃濃縮至有微結(jié)晶出現(xiàn)為止，冷卻結(jié)晶，干燥后得到電池級(jí)磷酸一銨。

本實(shí)施例e步得到的產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)為：主含量：98.51%，氮含量：11.95%，不溶物：0.05%，水分：0.02%，氟離子：0.01%，硫酸根：0.72%，砷：0.004%；達(dá)到了工業(yè)一級(jí)磷酸一銨的標(biāo)準(zhǔn)要求；

本實(shí)施例f步得到的產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)為：主含量：99.10%，氮含量：12.10%，鈉：0.014%，鉀：0.009%，鈣：0.0005%，鉻：0.0003%，錳：0.0045%，銅：0.0004%，鉛：0.0003%，鎳：0.0001%，鋅：0.0001%，鎂：0.0005%，氟離子：0.0001%，砷：0.0005%。達(dá)到了電池級(jí)磷酸一銨的標(biāo)準(zhǔn)要求。

實(shí)施例2

a．將600g粉狀化肥磷酸一銨用800g純水溶解，加熱至70℃攪拌攪拌20min，均勻混合后過濾，濾液待用；

b．向a步驟得到的濾液中添加濾液質(zhì)量10%脫色劑次氯酸鈣，靜置脫色12h，加入沉淀劑氨水和碳酸銨，調(diào)節(jié)pH=5，充分混合并攪拌均勻，靜置3h，過濾，濾液待用；

c．將b步驟中得到的濾液繼續(xù)加入沉淀劑氨水和碳酸鈉，調(diào)節(jié)pH=7.5，充分混合并攪拌均勻，靜置3.5h，過濾，濾液待用；

d．將c步驟中得到的濾液繼續(xù)加入濾液質(zhì)量2%的除雜藥劑硫化鈉和氫氧化鉀，充分混合并攪拌均勻，靜置3.5h，過濾，濾液待用；

e．將b中濾液加熱到80℃濃縮至有微結(jié)晶出現(xiàn)為止，冷卻結(jié)晶，干燥后得到工業(yè)一級(jí)磷酸一銨；

f．將d中濾液加熱到80℃濃縮至有微結(jié)晶出現(xiàn)為止，冷卻結(jié)晶，干燥后得到電池級(jí)磷酸一銨。

本實(shí)施例e步得到的產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)為：主含量：98.51%，氮含量：11.98%，不溶物：0.03%，水分：0.01%，氟離子：0.012%，硫酸根：0.57%，砷：0.0026%；達(dá)到了工業(yè)一級(jí)磷酸一銨的標(biāo)準(zhǔn)要求；

本實(shí)施例f步得到的產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)為：主含量：99.08%，氮含量：12.66%，鈉：0.016%，鉀：0.008%，鈣：0.0005%，鉻：0.0004%，錳：0.0035%，銅：0.0004%，鉛：0.0005%，鎳：0.0001%，鋅：0.0001%，鎂：0.0004%，氟離子：0.0002%，砷：0.0004%。達(dá)到了電池級(jí)磷酸一銨的標(biāo)準(zhǔn)要求。

實(shí)施例3

a．將600g粉狀化肥磷酸一銨用800g純水溶解，加熱至95℃攪拌5min，均勻混合后過濾，濾液待用；

b．向a步驟得到的濾液中添加濾液質(zhì)量20%脫色劑過氧化氫，靜置脫色25h，加入沉淀劑氨水和氫氧化鉀，調(diào)節(jié)pH=6，充分混合并攪拌均勻，靜置5h，過濾，濾液待用；

c．將b步驟中得到的濾液繼續(xù)加入沉淀劑氨水和氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH=9，充分混合并攪拌均勻，靜置0.5h，過濾，濾液待用；

d．將c步驟中得到的濾液繼續(xù)加入濾液質(zhì)量0.1%的除雜藥劑硫化鉀和碳酸銨，充分混合并攪拌均勻，靜置5h，過濾，濾液待用；

e．將b中濾液加熱到95℃濃縮至有微結(jié)晶出現(xiàn)為止，冷卻結(jié)晶，干燥后得到工業(yè)一級(jí)磷酸一銨；

f．將d中濾液加熱到95℃濃縮至有微結(jié)晶出現(xiàn)為止，冷卻結(jié)晶，干燥后得到電池級(jí)磷酸一銨。

本實(shí)施例e步得到的產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)為：主含量：98.51%，氮含量：11.95%，不溶物：0.04%，水分：0.01%，氟離子：0.01%，硫酸根：0.66%，砷：0.004%。達(dá)到了工業(yè)一級(jí)磷酸一銨的標(biāo)準(zhǔn)要求；

本實(shí)施例f步得到的產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)為：主含量：99.15%，氮含量：12.08%，鈉：0.013%，鉀：0.008%，鈣：0.0004%，鉻：0.0003%，錳：0.0038%，銅：0.0004%，鉛：0.0004%，鎳：0.0001%，鋅：0.0001%，鎂：0.0005%，氟離子：0.0001%，砷：0.0005%。達(dá)到了電池級(jí)磷酸一銨的標(biāo)準(zhǔn)要求。

實(shí)施例4

a．將600g粉狀化肥磷酸一銨用800g純水溶解，加熱至75℃攪拌攪拌20min，均勻混合后過濾，濾液待用；

b．向a步驟得到的濾液中添加濾液質(zhì)量0.1%脫色劑氯氣，靜置脫色1h，加入沉淀劑氨水和氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH=5.5，充分混合并攪拌均勻，靜置3.5h，過濾，濾液待用；

c．將b步驟中得到的濾液繼續(xù)加入沉淀劑氨水和氫氧化鉀，調(diào)節(jié)pH=7.5，充分混合并攪拌均勻，靜置3.5h，過濾，濾液待用；

d．將c步驟中得到的濾液繼續(xù)加入濾液質(zhì)量0.1%的除雜藥劑硫化銨和碳酸鈉，充分混合并攪拌均勻，靜置3.5h，過濾，濾液待用；

e．將b中濾液加熱到80℃濃縮至有微結(jié)晶出現(xiàn)為止，冷卻結(jié)晶，干燥后得到工業(yè)一級(jí)磷酸一銨；

f．將d中濾液加熱到80℃濃縮至有微結(jié)晶出現(xiàn)為止，冷卻結(jié)晶，干燥后得到電池級(jí)磷酸一銨。

本實(shí)施例e步得到的產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)為：主含量：98.58%，氮含量：11.93%，不溶物：0.03%，水分：0.01%，氟離子：0.01%，硫酸根：0.68%，砷：0.003%。達(dá)到了工業(yè)一級(jí)磷酸一銨的標(biāo)準(zhǔn)要求；

本實(shí)施例f步得到的產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)為：主含量：99.12%，氮含量：12.16%，鈉：0.010%，鉀：0.0065%，鈣：0.0001%，鉻：0.0003%，錳：0.0039%，銅：0.0004%，鉛：0.0004%，鎳：0.0001%，鋅：0.0001%，鎂：0.0005%，氟離子：0.0001%，砷：0.0004%。達(dá)到了電池級(jí)磷酸一銨的標(biāo)準(zhǔn)要求。

實(shí)施例5

a．將600g粉狀化肥磷酸一銨用800g純水溶解，加熱至90℃攪拌攪拌10min，均勻混合后過濾，濾液待用；

b．向a步驟得到的濾液中添加濾液質(zhì)量0.2%脫色劑次氯酸鈉，靜置脫色1h，加入沉淀劑氨氣和碳酸銨，調(diào)節(jié)pH=6，充分混合并攪拌均勻，靜置5h，過濾，濾液待用；

c．將b步驟中得到的濾液繼續(xù)加入沉淀劑氨水和碳酸鉀，調(diào)節(jié)pH=8，充分混合并攪拌均勻，靜置5h，過濾，濾液待用；

d．將c步驟中得到的濾液繼續(xù)加入濾液質(zhì)量0.5%的除雜藥劑硫化銨和碳酸鉀，充分混合并攪拌均勻，靜置5h，過濾，濾液待用；

e．將b中濾液加熱到90℃濃縮至有微結(jié)晶出現(xiàn)為止，冷卻結(jié)晶，干燥后得到工業(yè)一級(jí)磷酸一銨；

f．將d中濾液加熱到90℃濃縮至有微結(jié)晶出現(xiàn)為止，冷卻結(jié)晶，干燥后得到電池級(jí)磷酸一銨。

本實(shí)施例e步得到的產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)為：主含量：98.59%，氮含量：11.90%，不溶物：0.01%，水分：0.008%，氟離子：0.008%，硫酸根：0.56%，砷：0.0035%。達(dá)到了工業(yè)一級(jí)磷酸一銨的標(biāo)準(zhǔn)要求；

本實(shí)施例f步得到的產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)為：主含量：99.08%，氮含量：12.10%，鈉：0.019%，鉀：0.0068%，鈣：0.0002%，鉻：0.0003%，錳：0.0035%，銅：0.0002%，鉛：0.0004%，鎳：0.0001%，鋅：0.0001%，鎂：0.0003%，氟離子：0.0001%，砷：0.0002%。達(dá)到了電池級(jí)磷酸一銨的標(biāo)準(zhǔn)要求。