CN104446674A - 一种硝酸磷肥的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硝酸磷肥的生产方法，母液预处理，向硝酸分解磷矿过程中所得酸解液中加入助滤剂，搅拌均匀后过滤，除去酸解液中的酸不溶物和有机浮游物，滤液为净化后的酸解液，悬浮物脱除率高；然后再通过向母液添加硫酸或硫酸铵，使母液中的钙离子和硫酸根离子反应生成二水硫酸钙结晶，然后采用分级设备对反应料浆进行分级处理；然后硫酸钙过滤。因此有显著的社会效益和经济效益。

Description

一种硝酸磷肥的生产方法
技术领域
本发明涉及一种硝酸磷肥的生产方法。
背景技术
现有技术都未对脱钙前的酸解液进行净化处理，这样无论是冷冻法还是化学沉淀法，脱钙产物中都含有酸不溶物和有机浮游物，这样给脱钙产物的后继加工及综合利用带来困难。冷冻法脱钙产物硝酸钙需转化为碳酸钙，由于其中含有酸不溶物和有机浮游物，碳酸钙只能堆放或作为水泥原料。化学沉淀法脱钙产物为硫酸钙，由于其中含有酸不溶物和有机浮游物，硫酸钙只能作为磷石膏堆放。根据现有开采水平和消费量估算，研究结果表明：世界磷矿可以满足100年内的需求，但是中国P 2 O 5≥30％的富矿资源仅能利用到2014年(张卫峰，马文奇，张福锁等，自然资源学报，2005，20(3)：378-386；鲁如坤，土壤，2004，36(1)：1-4)。随着优质磷矿贮量的不断减少，无论是国内还是国外，磷复肥企业都将面临着使用低品位磷矿生产的困境，特别是从事高浓度硝酸磷肥生产的企业。所以，必须在现有装置基础上，通过开发新型工艺路线，才能解决低品位磷矿生产合格硝酸磷肥的技术难题，也才能适应我国磷矿资源的市场结构。
硝酸磷肥是一种氮磷复合肥料，以磷矿、硝酸和氨为原料一般采用冷冻法硝酸磷肥生产工艺生产。我国唯一的一套采用冷冻法生产工艺年产90万吨氮磷复合肥料是天脊牌硝酸磷肥生产装置，工艺路线先进，肥料品种良好，农用效果明显，在国民经济中发挥着重要作用。从当前化肥销售价格情况看，硝酸磷肥单位养分的售价在各种复合肥中是最低的，具有很强的竞争优势。
《一种生产高浓度硝酸磷肥的工艺方法》(申请号：200910009223.3)中，对酸解液进行了酸不溶物的沉降处理，但其中仍有细小的酸不溶物及有机浮游物，仍然对脱钙产物的综合利用没有实质性的帮助。冷冻法硝酸磷肥的主要工艺流程为磷矿加硝酸进行酸解、酸解液中的酸不溶物沉淀分离、硝酸钙从酸解液中冷冻结晶析出、硝酸钙过滤、从硝酸钙过滤分离出的母液进行氨中和、中和料浆蒸发，然后造粒、干燥即得硝酸磷肥产品。硝酸磷肥产品总养分大于38％，其中含P 2 O 5～12.5％，N～25％，其他养分～2％。该工艺原设计要求原料磷矿品位较高，磷矿质量指标必须满足P 2 O 5≥31％、MgO≤1.0％、AI≤10％；配备有消化废料碳酸钙的水泥厂。
但随着我国高品位磷矿资源的逐年减少，磷矿的品位和品质在逐年下降，我国磷矿资源已经被国家列为2010年以后的紧缺资源，且我国磷矿80％为沉积岩，70％为中低品位的胶磷矿。但是，现实情况是磷矿的品位和品质在逐年下降，企业必须面临着使用中低品位磷矿。如果用中低品位磷矿组织生产，那么现有装置、现有工艺将无法满足生产总养分≥38％、水溶率≥55％的硝酸磷肥产品质量标准。因此，在现有装置基础上开发利用中低品位磷矿石生产高浓度硝酸磷肥的工艺技术具有战略意义。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：
一种硝酸磷肥的生产方法，首先母液预处理，向硝酸分解磷矿过程中所得酸解液中加入助滤剂，搅拌均匀后过滤，除去酸解液中的酸不溶物和有机浮游物，滤液为净化后的酸解液，悬浮物脱除率高，到达99％以上，净化后酸解液悬浮物含量在50mg/L以下；然后再通过向母液添加硫酸或硫酸铵，使母液中的钙离子和硫酸根离子反应生成二水硫酸钙结晶，过程反应条件为反应温度90℃，反应时间3-6小时，搅拌转速200-400rpm；然后采用分级设备对反应料浆进行分级处理，对硫酸钙结晶颗粒的大小进行分级处理；然后硫酸钙过滤，将带有大颗粒硫酸钙的反应料浆送往过滤机过滤和洗涤，经过滤洗涤的硫酸钙排到过滤机外。
前述的助虑净化方法，优选的方案是，所述助滤剂为珍珠岩、硅藻土、腐植酸、膨润土、木屑等中的一种或几种。
前述的助虑净化方法，优选的方案是，所述助滤剂加入量为酸解液质量的0.5-2％。优选1-1.5％。更优选为1.3％。
本发明有以下特征和有益效果：本生产高浓度硝酸磷肥工艺方法的主要优点为：(1)如设置硫酸钙转化工序，可实现硫资源循环使用，体系无磷石膏排放，过程产生的废液和废气进入已有的液排和气排体系进行处理，工艺过程无新的三废处理问题。
(2)所增母液深度除钙工序的方法简单，相对独立、自成一体，设备投资低。很容易在原冷冻法硝酸磷肥装置上实现技术改造；
(3)可用中低品位磷矿生产高浓度的硝酸磷肥；根据硫酸钙物质结晶特性，除钙过程采用结晶分离设备，能显著改善进入过滤过程硫酸钙的粒度及分布，为结晶料浆的快速过滤提供了有利条件，从而过滤性能、洗涤性能也得到了提高；
另外，本发明使解液液过滤速度大幅度提高，是不加助滤剂的酸解液过滤速度的10-20倍。本发明在硝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)或硝酸钙转化的碳酸钙纯度大为提高，可以作为填料、高纯度原料产品出售，无磷石膏或碳酸钙渣排放，实现资源的综合利用；本发明酸解液中酸不溶物及有机浮游物分离彻底，悬浮物脱除率高，到达99％以上净化后酸解液悬浮物含量在100mg/L以下；
利用中低品位磷矿生产高水溶性氮磷复合肥是我国发展硝酸磷肥的必然趋势，经过近30年的努力，我国已经完全掌握消化了冷冻法硝酸磷肥的生产工艺，且发展低品位磷矿生产优质氮磷复合肥的时机已经成熟，本生产高浓度硝酸磷肥工艺方法的实施可为硝酸磷肥产业长远发展奠定良好的础。
具体实施方式
实施例1
一种硝酸磷肥的生产方法，首先母液预处理，向硝酸分解磷矿过程中所得酸解液中加入助滤剂，搅拌均匀后过滤，除去酸解液中的酸不溶物和有机浮游物，滤液为净化后的酸解液，悬浮物脱除率高，到达99％以上，净化后酸解液悬浮物含量在40mg/L；然后再通过向母液添加硫酸或硫酸铵，使母液中的钙离子和硫酸根离子反应生成二水硫酸钙结晶，过程反应条件为反应温度90℃，反应时间6小时，搅拌转速400rpm；然后采用分级设备对反应料浆进行分级处理，对硫酸钙结晶颗粒的大小进行分级处理；然后硫酸钙过滤，将带有大颗粒硫酸钙的反应料浆送往过滤机过滤和洗涤，经过滤洗涤的硫酸钙排到过滤机外。
实施例2
一种硝酸磷肥的生产方法，首先母液预处理，向硝酸分解磷矿过程中所得酸解液中加入助滤剂，搅拌均匀后过滤，除去酸解液中的酸不溶物和有机浮游物，滤液为净化后的酸解液，悬浮物脱除率高，到达99％以上，净化后酸解液悬浮物含量在50mg/L以下；然后再通过向母液添加硫酸或硫酸铵，使母液中的钙离子和硫酸根离子反应生成二水硫酸钙结晶，过程反应条件为反应温度90℃，反应时间4小时，搅拌转速300rpm；然后采用分级设备对反应料浆进行分级处理，对硫酸钙结晶颗粒的大小进行分级处理；然后硫酸钙过滤，将带有大颗粒硫酸钙的反应料浆送往过滤机过滤和洗涤，经过滤洗涤的硫酸钙排到过滤机外。
实施例3
一种硝酸磷肥的生产方法，首先母液预处理，向硝酸分解磷矿过程中所得酸解液中加入助滤剂，搅拌均匀后过滤，除去酸解液中的酸不溶物和有机浮游物，滤液为净化后的酸解液，悬浮物脱除率高，到达99％以上，净化后酸解液悬浮物含量在20mg/L以下；然后再通过向母液添加硫酸或硫酸铵，使母液中的钙离子和硫酸根离子反应生成二水硫酸钙结晶，过程反应条件为反应温度90℃，反应时间6小时，搅拌转速400rpm；然后采用分级设备对反应料浆进行分级处理，对硫酸钙结晶颗粒的大小进行分级处理；然后硫酸钙过滤，将带有大颗粒硫酸钙的反应料浆送往过滤机过滤和洗涤，经过滤洗涤的硫酸钙排到过滤机外。
实施例4
一种硝酸磷肥的生产方法，首先母液预处理，向硝酸分解磷矿过程中所得酸解液中加入助滤剂，搅拌均匀后过滤，除去酸解液中的酸不溶物和有机浮游物，滤液为净化后的酸解液，悬浮物脱除率高，到达99％以上，净化后酸解液悬浮物含量在40mg/L；然后再通过向母液添加硫酸或硫酸铵，使母液中的钙离子和硫酸根离子反应生成二水硫酸钙结晶，过程反应条件为反应温度90℃，反应时间3小时，搅拌转速200rpm；然后采用分级设备对反应料浆进行分级处理，对硫酸钙结晶颗粒的大小进行分级处理；然后硫酸钙过滤，将带有大颗粒硫酸钙的反应料浆送往过滤机过滤和洗涤，经过滤洗涤的硫酸钙排到过滤机外。
实施例5
一种硝酸磷肥的生产方法，首先母液预处理，向硝酸分解磷矿过程中所得酸解液中加入助滤剂，搅拌均匀后过滤，除去酸解液中的酸不溶物和有机浮游物，滤液为净化后的酸解液，悬浮物脱除率高，到达99％以上，净化后酸解液悬浮物含量在10mg/L；然后再通过向母液添加硫酸或硫酸铵，使母液中的钙离子和硫酸根离子反应生成二水硫酸钙结晶，过程反应条件为反应温度90℃，反应时间4小时，搅拌转速300rpm；然后采用分级设备对反应料浆进行分级处理，对硫酸钙结晶颗粒的大小进行分级处理；然后硫酸钙过滤，将带有大颗粒硫酸钙的反应料浆送往过滤机过滤和洗涤，经过滤洗涤的硫酸钙排到过滤机外。
实施例6
一种硝酸磷肥的生产方法，首先母液预处理，向硝酸分解磷矿过程中所得酸解液中加入助滤剂，搅拌均匀后过滤，除去酸解液中的酸不溶物和有机浮游物，滤液为净化后的酸解液，悬浮物脱除率高，到达99％以上，净化后酸解液悬浮物含量在10mg/L；然后再通过向母液添加硫酸或硫酸铵，使母液中的钙离子和硫酸根离子反应生成二水硫酸钙结晶，过程反应条件为反应温度90℃，反应时间4小时，搅拌转速400rpm；然后采用分级设备对反应料浆进行分级处理，对硫酸钙结晶颗粒的大小进行分级处理；然后硫酸钙过滤，将带有大颗粒硫酸钙的反应料浆送往过滤机过滤和洗涤，经过滤洗涤的硫酸钙排到过滤机外。
实施例7
一种硝酸磷肥的生产方法，首先母液预处理，向硝酸分解磷矿过程中所得酸解液中加入助滤剂，搅拌均匀后过滤，除去酸解液中的酸不溶物和有机浮游物，滤液为净化后的酸解液，悬浮物脱除率高，到达99％以上，净化后酸解液悬浮物含量在12mg/L；然后再通过向母液添加硫酸或硫酸铵，使母液中的钙离子和硫酸根离子反应生成二水硫酸钙结晶，过程反应条件为反应温度90℃，反应时间4小时，搅拌转速300rpm；然后采用分级设备对反应料浆进行分级处理，对硫酸钙结晶颗粒的大小进行分级处理；然后硫酸钙过滤，将带有大颗粒硫酸钙的反应料浆送往过滤机过滤和洗涤，经过滤洗涤的硫酸钙排到过滤机外。

Claims (1)

1.一种硝酸磷肥的生产方法，其特征在于：首先母液预处理，向硝酸分解磷矿过程中所得酸解液中加入助滤剂，搅拌均匀后过滤，除去酸解液中的酸不溶物和有机浮游物，滤液为净化后的酸解液，悬浮物脱除率高，到达99％以上，净化后酸解液悬浮物含量在50mg/L以下；然后再通过向母液添加硫酸或硫酸铵，使母液中的钙离子和硫酸根离子反应生成二水硫酸钙结晶，过程反应条件为反应温度90℃，反应时间3-6小时，搅拌转速200-400rpm；然后采用分级设备对反应料浆进行分级处理，对硫酸钙结晶颗粒的大小进行分级处理；然后硫酸钙过滤，将带有大颗粒硫酸钙的反应料浆送往过滤机过滤和洗涤，经过滤洗涤的硫酸钙排到过滤机外。
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