硝酸磷肥是一种含氮磷(钾)成分的高效复合肥料,近年来由于磷矿的大量开采使用,致使磷矿品位越来越低,不仅加剧了氟对生态环境的污染和对各生产工序的不利影响,而且中低品位磷矿还容易造成中和料浆粘度急剧上升,这些都严重制约着硝酸磷肥的正常生产。本文对硝酸磷肥生产中酸解液的除氟和中和料浆的降粘进行了系统性的研究:选用KNO3进行除氟,首先考察了酸浓度、温度和不同硝酸盐对K2SiF6溶解度的影响;其次分别考察了反应时间、反应温度和KNO3用量对模拟含氟液(H2SiF6+HF+H2O)和实际酸解液除氟效果的影响,并对沉淀进行了 XRD、SEM、XRF表征分析;配制了模拟中和母液,探讨了母液中各组分对中和料浆粘度的影响情况;依据中和料浆的降粘机理选取了适宜的降粘剂,并对不同降粘剂的降粘效果进行了评价。本论文旨在解决硝酸磷肥实际生产中遇到的问题,为企业提供绿色环保、切实可行的技术方案。主要研究结果如下:1.硝酸磷肥酸解液中的氟是以H2SiF6(0.78 wt%F-)和HF(0.10 wt%F-)两种形式存在。2.酸解液中的氟以氟硅酸钾(K2SiF6)的沉淀形式进行脱除。K2SiF6在硝酸、磷酸和硝酸-磷酸混酸溶液中的溶解度均随温度的上升而增大,随硝酸浓度的增加而增大,却随磷酸浓度的增加而减小;K2SiF6在硝酸-磷酸混酸溶液中的溶解度随Mg(NO3)2浓度的增加而上升,随KNO3和 Ca(NO3)2浓度的增加而下降,三价盐Al(NO3)3和Fe(NO3)3对K2SiF6溶解度影响不大。3.模拟含氟液(H2SiF6+HF+H2O)中,氟的沉淀反应在5 1min便可达到平衡;当KNO3添加量是理论用量的400%,在25℃反应1h便可达最高除氟率88.52%。实际酸解液中,1h的反应时间对于氟的沉淀反应完全足够;当KNO3添加量是理论用量的400%,在25℃反应1 h除氟率是70.22%;而当KNO3添加量是理论用量的700%时才可达到最高除氟率88.18%。实验中无论是模拟含氟液还是实际酸解液,均可得到纯度>99.50%的K2SiF6副产品。4.原始模拟中和母液的粘度随pH值的上升而显著增大,pH=2.63时料浆的粘度为4986.3 mPa·s,导致氨中和过程不能顺利进行。当模拟中和母液中只含有HNO3和H3PO4时,料浆的粘度随料浆终点pH的变化不大,基本维持在10‖30 mPa·s这一较低的粘度区域。5.对中和母液进行除氟或除钙,均可一定程度上达到中和料浆降粘的目的。除氟或除钙后的母液在达到终点pH≈6时粘度均为200 mPa·s左右,能保持较好的流动性。母液中各杂质致粘的综合影响排序为:SiF62-,Ca2+>Mg2+>A13+>Fe3+>AI(SiO2)。6.选取适当的螯合剂作为中和料浆降粘的添加剂,具有较好的降粘效果。当母液中含有大量的钙时,需保证降粘剂的添加量足够多,才能达到一定的降粘效果但发泡现象严重;当母液中不含钙时,三种不同的降粘剂EDTA、柠檬酸和草酸对中和料浆出现的两个高粘区都具有很好的降粘效果,使料浆在整个中和过程中始终保持较好的流动性。