CN1070630A - 两段分解高镁磷矿生产氮、磷、硫、镁复肥的方法 - Google Patents

Abstract

一种生产氮、磷、硫、镁多元复肥的方法。直接使 用富含碳酸岩的中低品位高镁磷矿为原料，用两段分 解制备二水物磷酸，经浓缩、氨化及喷撒成粒，制得有 效P₂O₅≥36％，有效MgO≈10％，N≈7％，水溶 SO₃≈10％的复肥。它具有物性好，不吸湿，不退化 之优点。本发明P₂O₅工艺收率≥90％。具有流程 简短，工艺可靠，低耗、节能、产品高效等特色，且可在 传统工艺设备上实现。尤其适合生产磷铵厂家选 用。

Description

本发明属于以氮、磷、硫、镁为主要成份的多元复肥生产领域，是直接用碳酸岩型磷块岩制备二水物湿法磷酸并进而制取复肥的工艺方法。

在“国际硫、镁及微量元素肥料研究会”（土壤肥料，1991年第三期P39报导）上，各国学者一致肯定了硫、镁肥料的农业效果。尤其是对施肥水平较高地区，水土流失严重及热带地区，硫、镁肥的施用日益迫切地成为亟待解决的重要课题，因此，近年来，国内外对于此类肥料的开发，研制予以越来越多的关注。近期，我国学者刘国标等人亦进行磷酸铵镁的生产工艺的研究，（一“磷肥与复肥”1989年第四期P17-）。该工艺采取酸解工业含镁矿料（白云石、蛇蚊石、镁矿等）的方式将所得之产物与二水物磷酸配合制取磷酸铵镁。

本发明人于1988年2月10日申请的专利“用中低品位高镁磷矿生产铵镁磷肥的方法”中详述了其申请前此技术的发展状况。但上述申请中所确认的方法在处理富含白云石的高镁低磷矿样时，遵循化学选矿的途径;用硫磷混合酸进行化学脱镁，用脱镁后之清液制得复肥。这无疑使生产流程较为复杂和冗长，且在研究过程中我们注意到此方法由于脱镁料浆过滤强度较低，给固液分离带来一定的困难，更主要的是过滤后所得之固相物由于组成及产状受前工序的制约，因其波动增加了萃取磷酸制备工艺条件控制的难度。

本发明考虑到富含碳酸岩的中低品位磷矿中镁资源的综合利用，考虑到脱镁手段（无论是物理和化学方法）给工艺和经济上的沉重负担，故采取了两段分解矿料制备二水物磷酸的方法，并充分地利用自身的热资源，采用了喷撒冷却成粒的工艺，以制得氮、磷、硫、镁复肥。

本发明之主要流程如附图所示：图中（1）淡磷酸贮槽，（2）、（3）反应槽，（4）矿浆贮槽，（5）过滤机，（6）成品酸贮槽，（7）真空泵，（8）、（11）、（15）液下泵，（9）浓缩罐，（10）浓磷酸贮槽，（12）氨罐，（13）中和槽，（14）氨化料浆贮槽，（16）喷头，（17）粒化器。

本发明主要工序可分为分解制酸和浓缩氨化制肥两部份：

制备磷酸工序：

用计量之淡磷酸及硫酸于反应槽（2）中酸解磷矿粉，反应之〔H⁺〕控制在0.8～1.5mg/cm³左右，反应温度需在75℃-85℃之间，以75℃为佳。将所得之矿浆注入反应槽（3）中，加入硫酸，控制〔H⁺〕≥2mg/cm³，与第一槽分解停留时间比为1∶3～5。料浆经贮槽（4）于过滤机（5）中分离、洗涤制得之湿法磷酸置于贮槽（6）中，用液下泵（8）送入浓缩器（9）中浓缩。分离后之固相物经逆流洗涤;洗涤所得淡磷酸及部份成品酸送至贮槽（1）中，供分解矿样用。磷酸浓缩至P₂O₅30%～35%后于中和槽中氨化，控制氨化终点之PH在5.0～6.0之间，最好于PH5.6～5.8时，将温度大于80℃之中和料浆经喷头（16）喷撒于粒化器（17）中。所得粒料初始的游离水份在10%～15%，由于其具自动干燥能力，放置后自行干燥可得P₂O₅有效≥36%，MgO有效～10%，SO₃水溶～10%，N～7%的粒状复肥。产品中营养组分有效率～100%。P₂O₅的水溶率≥80%，MgO水溶率～50%。

本发明技术生产的产品有效营养组份＞60%，N、P营养组份占其中的70%左右，具有物性好，不退化，不吸湿之优点，本方法P₂O₅的工艺收率≥90%。

本发明实现了用高镁原生磷矿直接制取二水物磷酸，近而制得氮、磷、硫、镁复肥的高效途径，由于采用两段分解技术消除了酸解过程中CO₂对硫酸钙结晶的恶劣影响，解决了料浆过滤强度低的技术难题。本发明还注意到自身热能的有效利用，用喷撒成粒方式代替了传统的粒化干燥工艺，使其工艺过程更趋简易和高效率，加之所需设备简单、通用，将使厂家更感本发明的低耗、高效之特点。

实施例1：

磷矿 P₂O₅MgO CaO Fe₂O₃Al₂O₃CO₂F Al

24.86  6.34  45.33  0.50  0.72  14.32  2.31  7.1

按～700g/小时投料量进行运转试验

第一段分解控制H⁺浓度为～1.1mg/ml

第二段控制H⁺～2.5mg/ml

硫酸总用量～104%（以磷矿中CaO计）两段停留时间比为1∶～4，反应温度～75℃，液固比以维持第二阶段为～2.5∶1，所获磷酸组成综合样：

P₂O₅MgO SO₃Fe₂O₃Al₂O₃

18.71  5.02  5.04  0.24  0.29

磷石膏过滤强度～800kg（干渣）/M2hr，过滤真空度为440mmmmHg～480mmHg。

磷酸浓缩至P₂O₅浓度为32.20%，通入气氨，当PH＝5.85时，离心喷撒成粒，粒子水份含量8.59%，营养组份含量为：

P₂O₅全 P₂O₅有率 P₂O₅水溶 N MgO全 MgO有效

38.79  38.72  33.23  8.00  10.11  9.98

MgO水溶 SO₃水溶

5.18  10.15

实施例2：

磷矿中MgO/P₂O₅～0.23时，条件相同，所获磷酸组成为：

P₂O₅MgO SO₃Fe₂O₃Al₂O₃

%  19.13  4.26  3.40  0.48  0.11

磷酸浓缩至33.81%P₂O₅，通入气氨，当PH＝5.74时，离心喷撒成粒，粒子水份含量为13.29%，营养组份为：

P₂O₅全 P₂O₅有效 P₂O₅水溶 MgO全 MgO有效

37.59  37.63  30.42  8.34  8.15

MgO水溶 N SO₃水

3.14  7.78  7.70

Claims (8)

1、一种用中低品位高镁磷矿生产氮、磷、硫、镁复肥的方法，其特征在于用硫磷混酸及硫酸两段分解MgO/P₂O₅≥20%的矿样以制备二水物湿法磷酸，经浓缩、氨化后的浆状物料直接喷撒成粒状氮、磷、硫、镁复肥。

2、依权利要求1所述的方法，其特征在于矿样P₂O₅≤28%，MgO≈6%，且富含CO₂成份。

3、依权利要求1和2所述的方法，其特征在于第一段分解所用之磷酸系取用洗涤石膏所得之淡磷酸，并加入硫酸以维持〔H⁺〕（0.8-1.5）最好在1.2mg/ml左右。且反应温度75°～85℃，最好在75℃。

4、依权利要求1和2所述的方法，其特征在于第二段分解所用硫酸〔H⁺〕＞2mg/ml。

5、依权利要求3和4所述之方法，其特征在于第一、二段分解的停留时间比为1∶3～5。

6、依权利要求1和2所述的方法，其特征在于浓缩二水物磷酸在真空条件下进行，沸点控制在70°～85℃左右为宜，75℃左右为佳。

7、依权利要求1和2所述的方法，氨化浓缩磷酸之终点PH＝5-6，最好条件为5.6～5.8。

8、依权利要求1和2所述的方法，其特征在于氨化浆液于≥80℃条件下喷撒，冷却成粒。

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