一種鹽酸分解磷礦酸解液制備n-p-k復(fù)合肥的方法
【專利摘要】一種鹽酸分解磷礦酸解液制備N-P-K復(fù)合肥的方法涉及一種復(fù)合肥的生產(chǎn)方法，特別涉及一種利用工業(yè)副產(chǎn)鹽酸分解磷礦，本發(fā)明的具體工藝過程包括：a.磷礦酸解；b.酸解液脫氟脫鈣；c.氨化；d.濃縮；e.加鉀造粒得到含氯N-P-K復(fù)合肥。本發(fā)明可大規(guī)模消耗鹽酸，有效解決了工業(yè)副產(chǎn)鹽酸難以利用的難題，鹽酸分解磷礦與硫酸相比，具有反應(yīng)迅速、分解率高，磷礦原料適用范圍廣、成本低等優(yōu)點，據(jù)此可充分利用我國豐富的中低品位磷礦資源，所得產(chǎn)品氮磷鉀復(fù)合肥總養(yǎng)分≥40%，可作為忌氯農(nóng)作物用基礎(chǔ)肥料，其市場潛力巨大，經(jīng)濟(jì)效益良好。
【專利說明】—種鹽酸分解磷礦酸解液制備N-P-K復(fù)合肥的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)合肥的生產(chǎn)方法，特別涉及一種利用工業(yè)副產(chǎn)鹽酸分解磷礦，所得到的酸解液用于制備N-P-K復(fù)合肥的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]我國有著豐富的磷礦資源，儲量僅次于摩洛哥，居世界第二位，但與世界相關(guān)國家相比，其在礦石質(zhì)量、可選性和磷礦石開采等方面都有著較大的差距，其中可供加工利用的磷礦石基礎(chǔ)儲量相對較低，只有40.54億噸，P2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于30%的富礦只有11.08億噸，而全國磷礦石P2O5平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)只有17%。近年來，隨著富礦資源的過度利用，現(xiàn)已日趨枯竭，如何有效開發(fā)、利用中低品位磷礦資源對于我國磷化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展變得尤為重要。
[0003]本發(fā)明就是將工業(yè)生產(chǎn)副產(chǎn)的鹽酸用于分解磷礦，所得到的酸解液經(jīng)脫氟、脫鈣，通氨中和，加鉀、造粒生產(chǎn)含氯N-P-K復(fù)合肥。本發(fā)明可大規(guī)模消耗工業(yè)副產(chǎn)鹽酸，得到的含氯N-P-K復(fù)合肥產(chǎn)品附加值高，經(jīng)濟(jì)效益良好，對有效利用工業(yè)副產(chǎn)鹽酸和國內(nèi)豐富的中低品位磷礦資源具有重要的現(xiàn)實和經(jīng)濟(jì)意義。
[0004]關(guān)于鹽酸分解磷礦的相關(guān)研究，國內(nèi)外已有很長的研究歷史，該路線因存在氯化鈣和磷酸分離困難的問題，大體來說分為兩條路線:一是利用鹽酸分解磷礦，使用有機(jī)溶劑對濕法磷酸進(jìn)行萃取，然后再經(jīng)反萃、蒸發(fā)、濃縮得到精制磷酸并回收有機(jī)溶劑，該路線存在流程復(fù)雜、投資大、能耗高等缺點；二是利用鹽酸分解磷礦生產(chǎn)磷酸氫鈣，通常是采用石灰乳液或碳酸鈣中和酸解液，使得酸解液中的鈣以磷酸氫鈣的形式析出，該工藝雖然流程簡單，便于控制，但也存在大量的氯化鈣溶液被浪費，經(jīng)濟(jì)性不高等問題。本發(fā)明克服了上述工藝路線存在的弊端，用硫酸銨作為沉鈣劑沉淀酸解液中的鈣離子，副產(chǎn)高純度石膏，硫酸銨帶入的氨進(jìn)入最終產(chǎn)品，氨沒有貶值；整個過程排放廢物少，與環(huán)境友好；產(chǎn)品附加值高，能更經(jīng)濟(jì)、有效地利用工業(yè)副產(chǎn)鹽酸以及國內(nèi)豐富的中低品位磷礦資源。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種利用工業(yè)生產(chǎn)副產(chǎn)的鹽酸作為酸解液分解磷礦，且市場潛力巨大，附加值高，排放廢物少，與環(huán)境友好；磷、氮回收率高所的鹽酸分解磷礦酸解液制備N-P-K復(fù)合肥的方法。
[0006]本發(fā)明所述的鹽酸分解磷礦酸解液制備N-P-K復(fù)合肥的方法，是這樣實現(xiàn)的:將工業(yè)副產(chǎn)鹽酸作為酸解液分解磷礦，所得到的酸解液經(jīng)脫氟、脫鈣，固液分離，得到的含磷、氮溶液通氨中和，濃縮、加鉀造粒生產(chǎn)含氯N-P-K復(fù)合肥，具體方法如下:
a.采用工業(yè)副產(chǎn)鹽酸作為酸解液用于分解磷礦，磷礦原料為中低品位磷礦和磷精礦；
b.將步驟a得到的分解磷礦后酸解液脫氟，分離酸不溶物的固體殘渣得到脫氟酸解液；
c.將步驟b得到的脫氟酸解液加入硫酸銨以沉淀鈣離子，控制結(jié)晶條件，過濾生成的為固體石膏，濾液即為脫鈣酸解液；
d.將步驟c得到的脫鈣酸解液通氨中和，濃縮，加鉀、造粒生產(chǎn)含氯N-P-K復(fù)合肥及固體石骨；
e.將步驟d得到的固體石膏經(jīng)洗滌、干燥處理得到高純度石膏產(chǎn)品；
步驟a中磷礦粒度大小為I?5mm，磷礦P2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%?30%。
[0007]步驟a中鹽酸的重量分?jǐn)?shù)為20?35% ;鹽酸用量為理論用量的100?105%，反應(yīng)溫度15?50°C，反應(yīng)時間0.5?2.0h。
[0008]步驟b中脫氟劑為硫酸鈉、氯化鈉、硫酸鉀、氯化鉀中的一種；用量為理論用量的50?80% ;反應(yīng)溫度為30?50°C，反應(yīng)時間為1.0?2.5h。
[0009]步驟c中的硫酸銨為硫酸銨溶液，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20?40%，用量為脫氟酸解液中硫酸根與鈣離子摩爾比0.9-1.2:1，反應(yīng)溫度為30-60°C，反應(yīng)時間為1.0-4.0h ；
步驟d中和氨化所用的氨為液氨,鉀肥原料為氯化鉀。
[0010]步驟d中氨化所用氨為液氨，中和反應(yīng)終點pH為3.8?4.2，中和度1.0-1.2。
[0011]步驟e中真空蒸發(fā)濃縮的條件為溫度60_80°C，壓力0.04?0.08MPa。
[0012]步驟g中最終產(chǎn)品含氯N-P-K復(fù)合肥為粒狀或粉狀。
[0013]本發(fā)明提供的方法可制得滿足中國國家標(biāo)準(zhǔn)(GB15063-2001)的中高濃度水溶性含氯復(fù)合肥，高濃度是指總養(yǎng)分(Ν+Ρ205+Κ20)含量> 40%，水溶性磷占有效磷百分率> 70% ；中濃度是指總養(yǎng)分(Ν+Ρ205+Κ20)含量彡30%，水溶性磷占有效磷百分率彡50%，產(chǎn)品可作為忌氯農(nóng)作物用基礎(chǔ)肥料，市場潛力巨大，附加值高；本方法排放廢物少，與環(huán)境友好；磷、氮回收率高，能更經(jīng)濟(jì)地利用工業(yè)副產(chǎn)的鹽酸以及國內(nèi)豐富的中低品位磷礦資源。
[0014]本發(fā)明可大規(guī)模消耗鹽酸，有效解決了工業(yè)副產(chǎn)鹽酸難以利用的難題，鹽酸分解磷礦與硫酸相比，具有反應(yīng)迅速、分解率高，磷礦原料適用范圍廣、成本低等優(yōu)點，據(jù)此可充分利用我國豐富的中低品位磷礦資源，所得產(chǎn)品氮磷鉀復(fù)合肥總養(yǎng)分>40%，可作為忌氯農(nóng)作物用基礎(chǔ)肥料，其市場潛力巨大，經(jīng)濟(jì)效益良好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明流程示意圖。

【具體實施方式】
[0016]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。所述的實施例，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0017]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，但不限于實施例。
[0018]實施例1
a.將P2O5含量為26.84%磷礦石破碎為粒度大小Imm的磷礦粉，將工業(yè)副產(chǎn)鹽酸與酸解段酸不溶物過濾時的洗液混合，配制成重量分?jǐn)?shù)為25%的鹽酸溶液，將上述鹽酸溶液在攪拌條件下加入酸解槽與磷礦粉進(jìn)行酸解反應(yīng)，鹽酸用量為理論用量的100%，反應(yīng)溫度為40°C，反應(yīng)時間為2.0h ；
b.在攪拌條件下，往步驟a酸解所得料漿中加入無水硫酸鈉進(jìn)行脫氟反應(yīng)，其用量為理論用量的60%，反應(yīng)溫度為40°C，反應(yīng)時間為2.0h，然后過濾料漿，濾液即為經(jīng)脫氟處理的酸解液；
C.在攪拌條件下，往步驟b過濾所得濾液中加入重量分?jǐn)?shù)為25%硫酸銨溶液進(jìn)行沉鈣反應(yīng)，硫酸銨用量為酸解液中硫酸根與鈣離子摩爾比1.0，反應(yīng)溫度為40°C，反應(yīng)時間為
2.5h，通過固液分離除去石膏，液相即為經(jīng)脫鈣后的酸解液，所得石膏用10g洗水/10g石膏，洗滌、于100°C條件下干燥可得到高純度石膏產(chǎn)品；
d.將步驟c所得酸解液進(jìn)行通氨中和,控制中和反應(yīng)終點pH4.0,中和度1.12 ；
e.將步驟d中和反應(yīng)所得料漿于溫度70°C，壓力0.055MPa條件下，進(jìn)行真空蒸發(fā)濃縮，除去其中的游離水；
f.往步驟e蒸發(fā)濃縮所得料漿加入氯化鉀，調(diào)整養(yǎng)分中的氮、磷、鉀配比為17-19-6；
g.將步驟f所得料漿進(jìn)行濃縮、造粒，最終生成產(chǎn)含氯N-P-K復(fù)合肥。
[0019]實施例2
a.將P2O5含量為23.82%磷礦石破碎為粒度大小5mm的磷礦粉，將工業(yè)副產(chǎn)鹽酸與酸解段酸不溶物過濾時的洗液混合，配制成重量分?jǐn)?shù)為18%的鹽酸溶液，將上述鹽酸溶液在攪拌條件下加入酸解槽與磷礦粉進(jìn)行酸解反應(yīng)，鹽酸用量為理論用量的105%，反應(yīng)溫度為30°C，反應(yīng)時間為l.0h ；
b.在攪拌條件下，往步驟a酸解所得料漿中加入硫酸鉀進(jìn)行脫氟反應(yīng)，其用量為理論用量的80%，反應(yīng)溫度為30°C，反應(yīng)時間為1.0h，然后過濾料漿，濾液即為經(jīng)脫氟處理的酸解液；
c.在攪拌條件下，往步驟b過濾所得濾液中加入重量分?jǐn)?shù)為30%硫酸銨溶液進(jìn)行沉鈣反應(yīng)，硫酸銨用量為酸解液中硫酸根與鈣離子摩爾比1.10，反應(yīng)溫度為30°C，反應(yīng)時間為
3.0h，通過固液分離除去石膏，液相即為經(jīng)脫鈣后的酸解液，所得石膏用150g洗水/10g石膏，洗滌、于90°C條件下干燥可得到石膏產(chǎn)品；
d.將步驟c所得酸解液進(jìn)行通氨中和,控制中和反應(yīng)終點pH4.2，中和度1.18 ；
e.將步驟d中和反應(yīng)所得料漿于溫度60°C，壓力0.07MPa條件下，進(jìn)行真空蒸發(fā)濃縮，除去其中的游離水；
f.往步驟e蒸發(fā)濃縮所得料漿加入氯化鉀，調(diào)整養(yǎng)分中的氮、磷、鉀配比為16-18-6；
g.將步驟f所得料漿進(jìn)行濃縮、造粒，最終生成產(chǎn)含氯N-P-K復(fù)合肥。
[0020]實施例3
a.將P2O5含量為20.35%磷礦石破碎為粒度大小3mm的磷礦粉，將工業(yè)副產(chǎn)鹽酸與酸解段酸不溶物過濾時的洗液混合，配制成重量分?jǐn)?shù)為20%的鹽酸溶液，將上述鹽酸溶液在攪拌條件下加入酸解槽與磷礦粉進(jìn)行酸解反應(yīng)，鹽酸用量為理論用量的103%，反應(yīng)溫度為45°C，反應(yīng)時間為1.5h ；
b.在攪拌條件下，往步驟a酸解所得料漿中加入氯化鈉進(jìn)行脫氟反應(yīng)，其用量為理論用量的70%，反應(yīng)溫度為45°C，反應(yīng)時間為1.5h，然后過濾料漿，濾液即為經(jīng)脫氟處理的酸解液；
c.在攪拌條件下，往步驟b過濾所得濾液中加入重量分?jǐn)?shù)為35%硫酸銨溶液進(jìn)行沉鈣反應(yīng)，硫酸銨用量為酸解液中硫酸根與鈣離子摩爾比1.20，反應(yīng)溫度為60°C，反應(yīng)時間為
2.0h，通過固液分離除去石膏，液相即為經(jīng)脫鈣后的酸解液，所得石膏用120g洗水/10g石膏，洗滌、于105°C條件下干燥可得到石膏產(chǎn)品； d.將步驟c所得酸解液進(jìn)行通氨中和,控制中和反應(yīng)終點pH3.8，中和度1.07 ；
e.將步驟d中和反應(yīng)所得料漿于溫度80°C，壓力0.045MPa條件下，進(jìn)行真空蒸發(fā)濃縮，除去其中的游離水；
f.往步驟e蒸發(fā)濃縮所得料漿加入氯化鉀，調(diào)整養(yǎng)分中的氮、磷、鉀配比為14-16-10;
g.將步驟f所得料漿進(jìn)行濃縮、造粒，最終生成產(chǎn)含氯N-P-K復(fù)合肥。
【權(quán)利要求】
1.一種鹽酸分解磷礦酸解液制備N-P-K復(fù)合肥的方法，其特征是，包括以下步驟: a.采用工業(yè)副產(chǎn)鹽酸作為酸解液用于分解磷礦，磷礦原料為中低品位磷礦和磷精礦； b.將步驟a得到的分解磷礦后酸解液脫氟，分離酸不溶物的固體殘渣得到脫氟酸解液； c.將步驟b得到的脫氟酸解液加入硫酸銨以沉淀鈣離子，控制結(jié)晶條件，過濾生成的為固體石膏，濾液即為脫鈣酸解液； d.將步驟c得到的脫鈣酸解液通氨中和，濃縮，加鉀、造粒生產(chǎn)含氯N-P-K復(fù)合肥及固體石骨； e.將步驟d得到的固體石膏經(jīng)洗滌、干燥處理得到高純度石膏產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽酸分解磷礦酸解液制備N-P-K復(fù)合肥的方法，其特征是:步驟a中磷礦粒度大小為I?5mm，磷礦P2O5含量為15%?30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽酸分解磷礦酸解液制備N-P-K復(fù)合肥的方法，其特征是:步驟a中鹽酸的重量分?jǐn)?shù)為20?35% ;鹽酸用量為理論用量的100?105%，反應(yīng)溫度15?50°C，反應(yīng)時間0.5?2.0h0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽酸分解磷礦酸解液制備N-P-K復(fù)合肥的方法，其特征是:步驟b中脫氟劑為硫酸鈉、氯化鈉、硫酸鉀、氯化鉀中的一種；用量為理論用量的50?80% ;反應(yīng)溫度為30?50°C，反應(yīng)時間為1.0?2.5h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽酸分解磷礦酸解液制備N-P-K復(fù)合肥的方法，其特征是:步驟c中的結(jié)晶條件為其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20?40%，用量為脫氟酸解液中硫酸根與鈣離子摩爾比0.9-1.2:1，反應(yīng)溫度為30-60°C，反應(yīng)時間為1.0-4.0h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽酸分解磷礦酸解液制備N-P-K復(fù)合肥的方法，其特征是:步驟d中和氨化所用的氨為液氨,鉀肥原料為氯化鉀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽酸分解磷礦酸解液制備N-P-K復(fù)合肥的方法，其特征是:步驟d的中和反應(yīng)終點pH為3.8?4.2，中和度1.0-1.2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽酸分解磷礦酸解液制備N-P-K復(fù)合肥的方法，其特征是:步驟e中真空蒸發(fā)濃縮的條件為溫度60-80°C，壓力0.04?0.08MPa。
【文檔編號】C05G1/06GK104230448SQ201410547747
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】張宗凡, 方曉峰, 查坐統(tǒng), 楊婉玲 申請人:云南省化工研究院