CN102126742B - 一种盐酸分解磷矿生产氯基复合肥副产石膏的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种盐酸分解磷矿生产氯基复合肥副产石膏的方法，属复合肥生产技术领域。用盐酸分解磷矿后，先将酸不溶物及有机浮游物过滤除去，净化后的酸解液加入工业硫酸铵脱钙，过滤得到脱钙副产品高纯度石膏，脱钙后的酸解液再用来生产硝氯基复合肥。本发明磷酸分解磷矿的酸解液脱除钙使用硫酸铵，不带入其他杂质离子，用硫酸铵脱钙时硫酸铵中的氨作为养分留在成品中本发明酸解液钙的脱除率高，到达95％以上。
Description
技术领域：
本发明涉及一种盐酸分解磷矿生产氯基复合肥副产高纯度度石膏的方法，属于复合肥生产技术领域，具体涉及到盐酸分解磷矿生产复合肥及生产高纯度石膏的方法。
背景技术：
盐酸分解磷矿生产磷酸的工艺国内外早有研究，但现在国内尚无采用此工艺生产磷酸的工厂。文献1化肥工学丛书《磷酸磷肥和复混肥料》(江善襄主编，化学工业出版社，1999)对盐酸分解磷矿生产磷酸的工艺进行了介绍。该工艺存在氯化钙和分解液分离困难的问题，需要对盐酸分解磷矿后的酸解液进行萃取，将酸解液中的磷酸萃取到醇类萃取液中，然后经反萃、蒸发浓缩得到浓磷酸，蒸馏回收溶剂，其具有流程复杂、投资大、能耗高的缺陷。
发明内容：
本发明的目的，在于克服现有盐酸分解磷矿氯化钙和分解液分离困难的问题，用硫酸铵作为脱钙剂将分解液中的钙离子脱除，副产出高纯度石膏，硫酸铵中的铵离子留在分解母液中，脱钙后的分解液经气氨中和、蒸发、干燥等工序生产氯基复合肥，提供一种盐酸分解磷矿生产氯基复合肥副产石膏的方法。
本发明是这样来实现的：本发明用盐酸分解磷矿后，先将酸不溶物及有机浮游物过滤除去，净化后的酸解液加入工业硫酸铵脱钙，过滤得到脱钙副产品高纯度石膏，脱钙后的酸解液再用来生产硝氯基复合肥。
一种盐酸分解磷矿生产氯基复合肥副产石膏的方法，具体包括以下步骤：
(1)将磷矿粉磨后与盐酸进行酸解反应；
(2)将步骤(1)得到的粗酸解液进行过滤，除去其中的酸不溶物和有机浮游物，滤液为精酸解液；
(3)将步骤(2)的精酸解液加入硫酸铵进行复分解反应脱钙，将反应液进行过滤，固体为高纯度石膏，经洗涤干燥后即为石膏产品；滤液即为脱钙酸解液；
(4)将步骤(3)中的脱钙酸解液直接与气氨中和反应，得含氯化铵、磷酸一铵的料浆，料浆经蒸发后加入粉状氯化钾，再经造粒、干燥得到氯基复合肥。
前面所述的方法，优选的方案是，步骤(1)中盐酸的质量浓度为20-30％，优选22-25％。
前面所述的方法，优选的方案是，步骤(1)进行酸解反应时磷矿中钙离子与盐酸的摩尔比1∶2-2.5，优化为1∶2.1-2.2。
前面所述的方法，优选的方案是，步骤(1)进行酸解反应时反应温度为20-60℃，优化为40-55℃。前面所述的方法，优选的方案是，步骤(1)进行酸解反应时反应时间为0.2-4小时，优化为0.5-1小时。前面所述的方法，优选的方案是，步骤(3)中硫酸铵加入量按硫酸根离子与精酸解液中钙离子的摩尔比1-1.2∶1。前面所述的方法，优选的方案是，步骤(3)中反应温度为55-60℃，优化为56-58℃。前面所述的方法，优选的方案是，步骤(3)反应时间为1-4小时，优化为2-2.5小时。前面所述的方法，优选的方案是，步骤(4)中造粒方式是喷浆造粒、氨化造粒、高塔造粒或双轴造粒。
一种盐酸分解磷矿生产氯基复合肥副产石膏的方法，另一技术思路是，步骤(4)中加入氯化钾后的料浆不经过造粒，用喷雾干燥方式生产粉状产品。
本发明有以下特征和有益效果：(1)本发明在盐酸分解磷矿的酸解液脱钙前先过滤酸不溶物和有机浮游物，使脱钙副产品二水硫酸钙(石膏)纯度达到99％以上，可以作为模具石膏、医用石膏、填料等高纯度石膏，无氯化钙排放，实现资源的综合利用；(2)本发明磷酸分解磷矿的酸解液脱除钙使用硫酸铵，用硫酸铵脱钙副产出高纯度石膏后硫酸铵中的氨作为肥料的养分留在产品中，不带入其他杂质离子；(3)本发明酸解液钙的脱除率高，到达95％以上；(4)本发明没有溶剂萃取、反萃、溶剂回收等工序，操作简化，投资大幅降低；(5)本发明可生产含NPK氯基复合肥。
具体实施方式：
下面结合实施例详细说明本发明的方案，但保护范围不被此限制。
实施例1：实施原料：1、磷矿粉：P205含量为20.33％，CaO为27.64％；2、盐酸：浓度30％；3、工业硫酸铵：氨含量21％。
本发明实施过程包括以下步骤：
(1)将磷矿粉加水后与30％盐酸进行酸解反应，磷矿中钙离子与盐酸的摩尔比1∶2.2；反应温度为20℃，反应4小时。
(2)将步骤(1)得到的粗酸解液进行过滤，除去其中的酸不溶物和有机浮游物，滤液为精酸解液。
(3)将步骤(2)的精酸解液加入工业硫酸铵进行复分解反应，硫酸铵加入量按硫酸根离子与精酸解液中钙离子的摩尔比1.2∶1；反应温度为55℃；反应时间为4小时。将反应液进行过滤，固体为高纯度石膏，经洗涤干燥后即为高纯度石膏产品；滤液即为脱钙酸解液。
(4)将步骤(3)中的脱钙酸解液直接与气氨中和反应，得含氯化铵、磷酸一铵的氯基复合肥料浆。料浆经蒸发后，加入粉状氯化钾，含NPK的料浆经喷浆造粒机造粒，经干燥滚筒干燥后筛分得到氯基复合肥。
实施结果：1.高纯度石膏：经检测石膏中二水硫酸钙含量为99.6％；2.氯基复合肥：氮含量14.5％，磷(P2O5)含量为17.5％，钾(K2O)含量为13.0％。
实施例2：实施原料：1、磷矿粉：P2O5含量为29.85％，CaO为48.30％；2、盐酸：浓度20％；3、工业硫酸铵：氨含量21％。
本发明实施过程包括以下步骤：
(1)将磷矿粉加水后与20％盐酸进行酸解反应，磷矿中钙离子与盐酸的摩尔比1∶2；反应温度为60℃，反应0.2小时。
(2)将步骤(1)得到的粗酸解液进行过滤，除去其中的酸不溶物和有机浮游物，滤液为精酸解液。
(3)将步骤(2)的精酸解液加入工业硫酸铵进行复分解反应，硫酸铵加入量按硫酸根离子与精酸解液中钙离子的摩尔比1∶1；反应温度为55℃；反应时间为1小时。将反应液进行过滤，固体为高纯度石膏，经洗涤干燥后即为高纯度石膏产品；滤液即为脱钙酸解液。
(4)将步骤(3)中的脱钙酸解液直接与气氨中和反应，得含氯化铵、磷酸一铵的氯基复合肥料浆。料浆经蒸发后，加入粉状氯化钾，含NPK的料浆经喷雾干燥得粉状硝氯基复合肥。
实施结果：1.高纯度石膏：经检测石膏中二水硫酸钙含量为99.3％；2.硝氯基复合肥：氮含量14.2％，磷(P2O5)含量为16.0％，钾(K2O)含量为15.8％。
实施例3：实施原料：1、磷矿粉：P2O5含量为31.05％，CaO为47.65％；2、盐酸：浓度30％；3、工业硫酸铵：氨含量21％。
本发明实施过程包括以下步骤：
(1)将磷矿粉加水后与30％盐酸进行酸解反应，磷矿中钙离子与盐酸的摩尔比1∶2.1；反应温度为50℃，反应1.5小时。
(2)将步骤(1)得到的粗酸解液进行过滤，除去其中的酸不溶物和有机浮游物，滤液为精酸解液。
(3)将步骤(2)的精酸解液加入工业硫酸铵进行复分解反应，硫酸铵加入量按硫酸根离子与精酸解液中钙离子的摩尔比1.1∶1；反应温度为60℃；反应时间为3小时。将反应液进行过滤，固体为高纯度石膏，经洗涤干燥后即为高纯度石膏产品；滤液即为脱钙酸解液。
(4)将步骤(3)中的脱钙酸解液直接与气氨中和反应，得含氯化铵、磷酸一铵的氯基复合肥料浆。料浆经蒸发后，加入粉状氯化钾，含NPK的料浆经氨化造粒机造粒，经干燥滚筒干燥后筛分得到氯基复合肥。
实施结果：1.高纯度石膏：经检测石膏中二水硫酸钙含量为99.5％；2.氯基复合肥：氮含量14.1％，磷(P2O5)含量为15.8％，钾(K2O)含量为15.2％。
实施例4：实施原料：1、磷矿粉：P2O5含量为29.75％，CaO为48.30％；2、盐酸：浓度22％；3、工业硫酸铵：氨含量23％。
本发明实施过程包括以下步骤：
(1)将磷矿粉加水后与22％盐酸进行酸解反应，磷矿中钙离子与盐酸的摩尔比1∶2.1；反应温度为40℃，反应1小时。
(2)将步骤(1)得到的粗酸解液进行过滤，除去其中的酸不溶物和有机浮游物，滤液为精酸解液。
(3)将步骤(2)的精酸解液加入工业硫酸铵进行复分解反应，硫酸铵加入量按硫酸根离子与精酸解液中钙离子的摩尔比1∶1；反应温度为58℃；反应时间为2小时。将反应液进行过滤，固体为高纯度石膏，经洗涤干燥后即为高纯度石膏产品；滤液即为脱钙酸解液。
(4)将步骤(3)中的脱钙酸解液直接与气氨中和反应，得含氯化铵、磷酸一铵的氯基复合肥料浆。料浆经蒸发后，加入粉状氯化钾，含NPK的料浆经喷雾干燥得粉状硝氯基复合肥。
实施结果：1.高纯度石膏：经检测石膏中二水硫酸钙含量为99.3％；2.硝氯基复合肥：氮含量14.2％，磷(P2O5)含量为16.0％，钾(K2O)含量为15.8％。
Claims (10)
1.一种盐酸分解磷矿生产氯基复合肥副产石膏的方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）将磷矿粉磨后与盐酸进行酸解反应，盐酸的质量浓度为20-30%，反应温度为20-60℃，反应时间为0.2-4小时；
（2）将步骤（1）得到的粗酸解液进行过滤，除去其中的酸不溶物和有机浮游物，滤液为精酸解液；
（3）将步骤（2）的精酸解液加入硫酸铵进行复分解反应脱钙，反应温度为55-60℃，反应时间为1-4小时，将反应液进行过滤，固体为高纯度石膏，经洗涤干燥后即为石膏产品；滤液即为脱钙酸解液；
（4）将步骤（3）中的脱钙酸解液直接与气氨中和反应，得含氯化铵、磷酸一铵的料浆，料浆经蒸发后加入粉状氯化钾，再经造粒、干燥得到氯基复合肥。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤（1）中盐酸的质量浓度为22-25%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤（1）进行酸解反应时磷矿中钙离子与盐酸的摩尔比1:2-2.5。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，钙离子与盐酸的摩尔比为1:2.1-2.2。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤（1）进行酸解反应时反应温度为40-55℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤（1）进行酸解反应时反应时间为0.5-1小时。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤（3）中硫酸铵加入量按硫酸根离子与精酸解液中钙离子的摩尔比1-1.2:1。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤（3）中反应温度为56-58℃。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤（3）反应时间为2-2.5小时。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤（4）中造粒方式是喷浆造粒、氨化造粒、高塔造粒或双轴造粒。
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