磷酸一铵生产工艺简介 磷酸一铵是怎么生产出来的

磷酸一铵生产工艺简介

磷酸一铵（NH₄H₂PO₄）的生产工艺主要基于中和法，即通过磷酸与氨的中和反应制备，根据原料磷酸的纯度、反应条件及后续处理方式的不同，可分为以下主要工艺路线：

一、中和法（主流工艺）

1、湿法磷酸中和法（适合工业级生产）

原料：湿法磷酸（由磷矿石经硫酸分解制得，含杂质如Fe³⁺、Al³⁺、Mg²⁺等，需预处理净化）、液氨或氨水。

工艺流程：

①磷酸净化（可选）：湿法磷酸含杂质，需通过沉降、过滤或溶剂萃取（如胺类萃取剂）去除金属离子，提高纯度（尤其生产高纯度产品时）。

②中和反应：将净化后的磷酸与液氨（或氨水）在中和反应器中反应，控制中和度（R，NH₃/H₃PO₄摩尔比）≈1.0，确保生成磷酸一铵（若R=1.5则生成磷酸氢铵）。

反应式：H₃PO₄+NH₃→NH₄H₂PO₄（ΔH＜0，放热反应）。

反应温度控制在60~90℃，pH约4.0~5.0（弱酸性），通过氨气流量和磷酸浓度调节反应速率。

③浓缩与结晶：反应后得到的溶液（含少量杂质）经蒸发器浓缩至过饱和状态，然后进入结晶器（如强制循环结晶器），通过冷却或蒸发结晶，析出磷酸一铵晶体。

④分离与干燥：晶体经离心机分离后，送入干燥机（如流化床干燥器），在低于100℃下干燥，避免高温分解（熔点 190℃，高温易释放NH₃）。

⑤尾气处理：反应过程中过量的氨气通过洗涤塔回收，废水经处理后循环利用。

特点：成本较低，适合大规模生产工业级或农业级产品，但需处理湿法磷酸中的杂质。

2、热法磷酸中和法（适合高纯度产品）

原料：热法磷酸（通过黄磷燃烧水合制得，纯度高，杂质少）、液氨。

工艺流程：

①中和反应：直接用高纯度热法磷酸与液氨中和，无需深度净化，反应条件与湿法类似，但中和度控制更精确，产物纯度可达98%以上。

②后续步骤：浓缩、结晶、分离干燥流程与湿法相似，但因原料纯净，结晶效率更高，产品杂质少，适用于食品级、医药级或电子级磷酸一铵。

特点：产品纯度高，工艺简单，但热法磷酸成本较高，适合高端领域。

二、料浆法与溶液法（中和法的细分工艺）

1、料浆法

工艺：在中和反应阶段，将磷酸与氨直接反应生成料浆状混合物（含未完全溶解的晶体），无需完全溶解后再浓缩，直接进入后续结晶工序。

优势：流程短，能耗低，适合大规模生产低纯度农业级产品（如复合肥原料）。

缺点：产品粒度较细，杂质含量较高。

2、溶液法

工艺：中和反应生成澄清溶液，经深度净化（如除氟、除重金属）后再浓缩结晶，得到高纯度晶体。

优势：产品纯度高（≥99%），适用于工业级、食品级或电子级产品。

缺点：流程长，成本高，需额外净化步骤。

三、复分解法（非主流，特定场景使用）

1、利用可溶性磷酸盐与铵盐的复分解反应制备，例如：磷酸二氢钙（Ca(H₂PO₄)₂）与氯化铵（NH₄Cl）反应：Ca (H₂PO₄)₂+2NH₄Cl→2NH₄H₂PO₄+CaCl₂。

2、反应后过滤除去CaCl₂，浓缩结晶得到磷酸一铵。

特点：仅用于特定原料条件或小规模生产，工业上较少采用。