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磷酸氫二銨(DAP)又稱磷酸二銨是一種低氮、高磷的二元復(fù)合肥，易溶于水，速效性好，是目前施用較為廣泛的高濃度氮磷復(fù)合肥，具有養(yǎng)分含量高，物理性狀好，施用方便等優(yōu)點(diǎn)。
磷酸氫二銨為磷酸的二取代銨鹽所形成的酸式鹽,又名磷酸二銨。磷酸氫二銨為無色透明單斜晶體或白色粉末,易溶于水,不溶于醇,若繼續(xù)和氨反應(yīng)則會(huì)生成磷酸三銨。磷酸氫二銨的固體的相對(duì)密度1.619,熔點(diǎn)為155℃,若將其露置空氣中便會(huì)逐漸失去氨而生成磷酸二氫銨。1%磷酸氫二銨的溶液的pH值為8.0,0.1M溶液的pH值為7.8,其水溶液呈堿性反應(yīng)。
磷酸氫二銨較磷酸錢穩(wěn)定。但是當(dāng)溫度達(dá)90℃時(shí),亦開始分解而放出變成磷酸氫銨。在磷酸氫二銨中混有磷酸氫按時(shí),在60℃下磷酸氫二銨的分解作用會(huì)因磷酸氫銨的存在而加快:
圖1為磷酸氫二銨的分解式
磷酸氫二銨有兩個(gè)水合結(jié)晶與溶液處于平衡,即二水物((NH4)2HPO4-2H2O)和無水物((NH4)2HPO4)。二水物結(jié)晶在16.5℃到-6.5℃范圍內(nèi)是穩(wěn)定的,其與冰共存的低共熔點(diǎn)為-6.5℃,溶液濃度為29.6%(NH4)2HPO4。無水物結(jié)晶與冰的低共熔點(diǎn)可能發(fā)生在-9.5℃及35%(NH4)2HPO4時(shí)。(NH4)2HPO4結(jié)晶0-100℃內(nèi)不會(huì)分解。
磷酸氫二銨的生產(chǎn)工藝路線主要為中和法。常見的工藝路線有兩種一是以氨氣和熱法磷酸為原料的合成路線；二是以氨氣和濕法磷酸為原料的合成路線。
1.以熱法磷酸制取磷酸氫二銨合成路線
因熱法磷酸和液氨的純度高,生產(chǎn)過程中省略了許多除雜加工過程,故其工藝過程較簡(jiǎn)單。該路線主要的工藝過程為將熱法磷酸用蒸餾水稀釋（水:磷酸=1.3:1）成稀磷酸,用輸酸泵送入第一段管式反應(yīng)器中與氨氣進(jìn)行中和反應(yīng),再把反應(yīng)液用泵送入第二段管式反應(yīng)器中與氨氣進(jìn)一步反應(yīng),使反應(yīng)液pH值達(dá)8.0左右,再將料液送入精調(diào)罐中調(diào)節(jié)pH值至7.8-8.0,送入蒸發(fā)器蒸發(fā)濃縮至相對(duì)密度為1.3,送入冷卻結(jié)晶器,經(jīng)冷卻結(jié)晶,離心分離出母液后,干燥,制得磷酸氫二銨成品。母液供循環(huán)使用。
2.以濕法磷酸制取磷酸氫二銨合成路線
濕法磷酸由于發(fā)生了氨化反應(yīng),使得反應(yīng)液的酸度逐步降低,從而使得濕法磷酸中被溶解的金屬雜質(zhì)重新沉淀,而沉淀物的類型又受溶液的溫度以及pH值的影響。該路線主要的工藝過程為：將含20-30%萃取磷酸,經(jīng)氣體凈化系統(tǒng)后送入反應(yīng)裝置中,經(jīng)過三段氨化使雜質(zhì)形成易過濾的沉淀物。沉淀物經(jīng)壓濾機(jī)分離,得到含量小于15%P2O5、0.4%F、2.5-3.0%SO4^(2-)和近固體懸浮物的磷酸二銨濾液,為了進(jìn)一步除去溶解的雜質(zhì)和部分固體懸浮物,再將濾液送入另外的反應(yīng)裝置中通氨飽和,再放入冷卻結(jié)晶器內(nèi)冷卻,結(jié)晶生成磷酸三銨。經(jīng)錐形沉降槽使結(jié)晶物與母液分離,再用離心機(jī)脫水,結(jié)晶后放入沸騰爐熱解為磷酸氫二銨,并繼續(xù)干燥,得到磷酸氫二銨產(chǎn)品。含有磷酸氫二銨粉塵和氨氣的混合氣體,經(jīng)旋風(fēng)分離器除塵后,再在洗滌器內(nèi)用濕法磷酸噴淋吸收。
3.用制堿母液生產(chǎn)磷酸氫二銨
將制堿母液在加灰槽中加入定量的石灰乳后用泵打入釜式蒸氨器中,通蒸汽加熱后,氨氣進(jìn)入中和吸氨器,再將吸氨后生成的磷酸二銨料漿放入攪拌器中與返料混合后去造粒機(jī)造粒,顆粒狀磷酸二銨經(jīng)篩選后包裝。篩余粉料返回入攪拌器。蒸氨器放出的蒸余液經(jīng)除鈣后去制堿化鹽。
圖2為制堿母液生產(chǎn)磷酸氫二銨的工藝流程
1.預(yù)中和轉(zhuǎn)鼓氨化?；に嚕═VA）
預(yù)中和轉(zhuǎn)鼓氨化?；に囀怯擅绹?guó)國(guó)家肥料開發(fā)中心（NFDC）開發(fā)研究的,又稱TVA流程。該工藝是將氨和磷酸按比例在預(yù)中和器中反應(yīng),生產(chǎn)一定n(N)/n(P2O5)的磷酸二銨料漿,然后通過料漿泵送至造粒機(jī)；同時(shí)在造粒機(jī)中補(bǔ)加一定量的氨或磷酸,使之在造粒機(jī)中邊邊應(yīng)邊造粒,以獲得產(chǎn)品質(zhì)量要求的n(N)/n(P2O5)。該工藝在世界上建廠最多,目前中國(guó)已有6套240kt/a預(yù)中和轉(zhuǎn)鼓氨化?；姿釟涠@裝置。
2.單管反應(yīng)器工藝
單管反應(yīng)器工藝是把管式反應(yīng)器安裝在造粒機(jī)中,氨和磷酸的反應(yīng)在管式反應(yīng)器中一次完成。該工藝較多應(yīng)用于生產(chǎn)MAP/NPK,而生產(chǎn)DAP的裝置目前全世界約有10余套,其中中國(guó)有2套,分別是江西貴溪240kt/a磷酸二銨裝置和廣西240kt/aDAP裝置。
3.雙管反應(yīng)器工藝
雙管反應(yīng)器工藝是把兩個(gè)管式反應(yīng)器分別安裝在造粒機(jī)中和干燥機(jī)中,氨和磷酸的反應(yīng)在管式反應(yīng)器中進(jìn)行。該工藝較多用于生產(chǎn)MAP,而生產(chǎn)DAP的裝置目前全世界僅約有15套,其中中國(guó)只有1套,即中阿合資秦皇島480kt/a DAP裝置。
4.預(yù)中和反應(yīng)槽和管式反應(yīng)器的混合工藝
預(yù)中和反應(yīng)槽和管式反應(yīng)器的混合工藝是綜合預(yù)中和轉(zhuǎn)鼓氨化?；に嚭凸苁椒磻?yīng)器工藝兩相的優(yōu)點(diǎn)發(fā)展起來的.
1.在肥料中的應(yīng)用
磷酸銨類肥料為磷酸包括多磷酸與氨經(jīng)中和反應(yīng)并加工制成的氮、磷復(fù)合肥料。長(zhǎng)期以來,因其具有幾乎適用于所有的土壤和作物,有效成分濃度高和不易吸濕結(jié)塊等優(yōu)點(diǎn),已成為產(chǎn)量最大和最受歡迎的化肥種類之一。磷酸銨類肥料的生產(chǎn)過程,實(shí)際上是磷肥生產(chǎn)過程和氮肥生產(chǎn)中氨加工過程的結(jié)合,故經(jīng)濟(jì)性比較合理。磷酸銨類肥料品種常分為三大類；正磷酸銨類,是產(chǎn)量最大的一類,主要品種是磷酸二銨、磷酸一銨和兩者的混合物；多磷酸銨類,是正磷酸銨和不同聚合度磷酸銨鹽的混合物,它們多數(shù)用于制造流體復(fù)合肥料；磷酸銨與其他氮肥配制成的復(fù)合肥料。其中,含有其他氮肥的磷酸銨類肥料的生產(chǎn)方法主要分為兩類：一類為磷酸加硫酸,或磷酸加硝酸的混合酸與氨中和加工制成；另一類為在磷酸銨生產(chǎn)的造粒過程中加入硫酸銨、硝酸銨、氯化銨或尿素等干粉料、濃料漿或熔融料加工制得。
2.在飼料中的應(yīng)用
磷酸銨鹽同樣具有高生物效價(jià)的優(yōu)點(diǎn),對(duì)于缺磷、缺氮、但含有大量鈣的飼料,則必須添加磷酸銨鹽,若仍添加磷酸鈣鹽,勢(shì)必會(huì)造成動(dòng)物的鈣攝入過多,引起磷鈣比例失調(diào),阻礙微量元素的吸收,從而影響動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育。磷酸銨鹽飼料添加劑主要適用于反芻動(dòng)物（牛、羊等）,其除了能跟動(dòng)物提供磷之外,還能供給氮非蛋白氮營(yíng)養(yǎng)素。隨著我國(guó)畜牧業(yè)朝著現(xiàn)代化道路的發(fā)展，大力發(fā)展飼料工業(yè)勢(shì)在必行,磷酸銨鹽作為飼料磷酸鹽的重要組成部分,具有良好的發(fā)展前景。
3.在防火、滅火中的應(yīng)用
磷酸銨鹽干粉滅火劑簡(jiǎn)稱干粉,以磷酸銨鹽為基料,并適當(dāng)添加防潮劑、防結(jié)塊劑、流動(dòng)促進(jìn)劑等制得。該滅火劑常按磷酸銨鹽含量的百分?jǐn)?shù)來分類,如50型表示其基料的含量為50%。磷酸銨鹽干粉滅火劑可以充裝在手提式干粉滅火器、推車式干粉滅火器以及干粉消防車內(nèi),其可適用于撲救可燃液體,氣體及帶電設(shè)備的火災(zāi)和一般固體物質(zhì)的火災(zāi)（A類火災(zāi)）。該滅火劑具有滅火速度快,滅火效率高,絕緣性能好、貯藏期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。此外,其還可以與氟蛋白泡沫滅火劑或水成膜（輕水）泡沫滅火劑聯(lián)用滅火,用于撲救大面積石油產(chǎn)品火災(zāi),且對(duì)人畜無害。目前己廣泛應(yīng)用于油田、油庫、船舶、倉庫、煉油廠、變電房、石化等企業(yè)。
4.在食品、飲料中的應(yīng)用
磷酸銨鹽在食品加工過程中的主要功能有兩點(diǎn),一是作為品質(zhì)改良劑,二是作為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑,其具體應(yīng)用在如緩沖劑、面團(tuán)改良劑以及發(fā)酵劑等方面。磷酸銨鹽自身為強(qiáng)緩沖劑,可有效地將介質(zhì)中的液相穩(wěn)定在一定的pH值范圍內(nèi),故被廣泛地用作食品調(diào)節(jié)劑,從而使食品的味道更鮮美。此外,磷酸銨鹽也可在液體、固體飲料中作配味劑,并可代替乳酸來調(diào)節(jié)pH值,在制糖工業(yè)中用作蔗糖的澄清劑,在酵母生產(chǎn)中可以用作酵母營(yíng)養(yǎng)劑,以促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)等。
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