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聚磷酸铵简称APP,常用于涂料等化工产品中的阻燃剂,由于其含磷量高、含氮量多,具有热稳定性好、水溶性小、近于中性、阻燃效能高等优点,目前该产品已成为国内外研究的热点。在生产高纯度聚磷酸铵的工业化方法中需要磷酸二铵作为原料,因此如何制备高纯度的磷酸二铵来生产聚磷酸铵是本论文研究的重点。
用湿法磷酸合成磷酸铵盐,由于湿法磷酸的矿石来源及生产方法,通常只能用来制造肥料或经净化后制造饲料级磷酸盐产品,本论文研究以湿法磷酸合成高纯度磷酸二铵的工艺方法。实验采用纯净磷酸中添加杂质的方法模拟反应体系探索合成磷酸二铵的工艺方法,改变了传统的将中间产物作为副产物净化湿法磷酸的方法,而是以中间产物(磷酸铵盐混合物)继续反应合成磷酸二铵,将湿法磷酸的净化和磷酸二铵的合成反应捏合在一起。在以含铁82.64ppm磷酸浓度为62.14%的工业萃取酸两步合成磷酸二铵的实验中,P2O5的总利用率为49.14%,铁的总去除率为75.60%,而含铁66.13ppm磷酸浓度为55.98%的工业萃取酸一步反应到终点时,P2O5的利用率为74.49%,铁的去除率为70.16%,两种工艺进行比较,两步中和反应中铁离子的去除率提高了5.44%。由此可知两段中和法可以有效地去除杂质,得到较高纯度的磷酸二铵,产品中含铁2.90ppm且P2O5的总利用率可达49.14%以上。
论文还探索了工业萃取酸作进一步纯化并合成磷酸二铵的工艺方法,在净化合成过程中铁、砷和铅的去除率分别为70.05%、89.41%和79.33%,最终产品中铁、砷和铅的含量分别为4.65、1.75和0.06ppm,由实验结果可知此工艺可以得到食品级的磷酸二铵。