CN110372434A

CN110372434A - 一种回收工业磷酸一铵渣中营养元素的方法

Info

Publication number: CN110372434A
Application number: CN201910598620.2A
Authority: CN
Inventors: 黄忠; 何俊; 余双强; 居丽; 梁蕾; 余莹; 查炎华
Original assignee: HUBEI XIANGYUN (GROUP) CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: HUBEI XIANGYUN (GROUP) CHEMICAL CO Ltd
Priority date: 2019-07-04
Filing date: 2019-07-04
Publication date: 2019-10-25

Abstract

本发明公开了一种回收工业磷酸一铵渣中营养元素的方法，属于化肥技术领域。所述方法包括以下步骤：(1)制浆：将原料工铵渣与水配制成均匀料浆，所述均匀料浆的含固量为40‑85%；(2)酸解：向步骤(1)制得的均匀浆料中缓慢加入酸，反应得到酸解浆，反应温度为60‑100℃，所述酸的用量为原料质量的40‑60%；(3)中和：将尿素加入到步骤(2)得到的酸解浆中混合均匀，浓缩、干燥得到含酸脲的复合肥原料，所述尿素的用量为原料质量的15‑35%。该方法工艺流程简单，适合工业化生产。

Description

一种回收工业磷酸一铵渣中营养元素的方法

技术领域

本发明属于化肥技术领域，特别涉及一种回收工业磷酸一铵渣中营养元素的方法。

背景技术

工业磷酸一铵中和渣来自于湿法磷酸生产工业磷酸一铵过程中湿法磷酸被氨中和后再过滤产生的滤饼。该滤饼经水洗涤、干燥后得到工业磷酸一铵渣，以下简称工铵渣。根据湿法磷酸品质的不同，工业磷酸一铵的P₂O₅收率也不一样，通常只在20-30%左右，因此会副产大量的工铵渣。工铵渣的成分比较复杂，如表1所示。中和渣中干基P₂O₅含量在35%-40%，主要以MgHPO₄、FeMg(NH₄)₂ (HPO₄)₂·F₃、AlMg(NH₄)₂(HPO₄)₂·F₃等复盐枸溶磷形式存在。其突出的特点在于，①水溶磷比例低，仅为4%左右；②中微量元素Mg、Fe含量高度富集，却因水溶性能差而无法快速被作物吸收；③水溶性磷酸盐含量低，黏性极差。因为上述特点，无法直接单独应用于复合肥生产，成为企业产品升级的一大瓶颈。近年来在减量增效和提质增效产业政策引领下，化肥成分中有益元素的使用效率必须得到提高，如P、Mg等，这主要体现在有益元素的水溶性上。因此提高有益元素的水溶性是进行工铵渣综合高效利用的必由路径。

表1 工铵渣（干基）的主要成分构成表

取样批次	N/%	总P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>/%	水溶性P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>/%	水溶磷占比/%	SO<sub>3</sub>/%	CaO/%	MgO/%	Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/%	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/%
										1	5.52	34.20	1.84	5.38%	0.19	4.52	13.46	2.57	6.71
2	5.68	34.66	1.42	4.10%	未测出	4.68	13.94	2.72	7.53
										3	5.46	33.22	1.49	4.47%	0.09	4.00	12.24	2.41	7.74
4	4.91	35.03	1.94	5.53%	0.67	3.99	13.19	2.65	8.97
										5	6.64	37.98	0.89	2.35%	0.80	2.15	12.45	2.64	9.54
6	6.12	38.20	1.28	3.36%	0.12	3.36	11.78	3.57	8.72
										7	6.78	39.05	0.26	0.67%	0.17	3.02	11.63	2.72	10.12
平均值	5.87	36.05	1.30	3.61%	0.34	3.78	12.67	2.75	8.48

注：本表样品2018年9-10月取自于湖北祥云（集团）化工股份有限公司。

如中国专利CN201610664630.8报道了一种将枸溶磷转化为水溶磷的方法。该方法以十二烷基苯磺酸钠和硝酸铵作为活化剂处理工铵渣浆，加入硫酸和硝酸得到混合浆料，加入酵母为稳定剂，得到稳定的水溶磷浆料。但是该工艺添加物料多，工艺繁琐，得到的物料是液体，在工业上应用具有很大的局限性。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种提高工业磷酸一铵渣中营养元素水溶性的方法，实现资源的综合利用和经济效益的最大化，解决工业磷酸一铵生产企业产品升级的一大瓶颈。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案是，一种提高工业磷酸一铵渣中营养元素水溶性的方法，尤其是磷元素和镁元素水溶性的方法。具体步骤为：a）将工铵渣与水配制成均匀料浆；b)向均匀浆料中缓慢加入酸，反应得到酸解浆；c）将尿素加入到酸解浆内混合均匀后，浓缩、干燥得到含酸脲的复合肥原料。

具体地，本发明提供的方法，包括以下步骤：

(1)制浆：将原料工铵渣与水配制成均匀料浆，均匀料浆的含固量为40-85%。

(2)酸解：向步骤(1)制得的均匀浆料中缓慢加入酸，反应得到酸解浆，反应温度为60-100℃，酸的用量为原料质量（以干基计，后同）的40-60%。

(3)中和：将尿素加入到步骤(2)得到的酸解浆中混合均匀，浓缩、干燥得到含酸脲的复合肥原料，尿素的用量为原料质量的15-35%（优选为20-30%）。

其中，本发明中的原料工铵渣的组成以干基计为（质量百分比含量）：N的含量为5.5-6.8%，P₂O₅的含量为34-40%，水溶性P₂O₅的含量为0.2-2.0%，CaO的含量为2-5%，MgO的含量为11-14%，Fe₂O₃的含量为2.4-3.6%，Al₂O₃的含量为6.5-10.5%。

其中，在步骤(2)中，酸选自硫酸、硝酸或盐酸等，硫酸的质量浓度为70-98%，硝酸的质量浓度为50-98%，盐酸的质量浓度为20-37%。酸优选为70-98%的硫酸。

其中，在步骤(2)中，酸解反应的时间为1-3h。

其中，在步骤(3)中，浓缩温度根据负压决定，最好为80-120℃。

其中，在步骤(3)中，干燥温度为105-130℃，干燥时间为6-12h。

采用上述方法，水溶性磷占比为75-92%（可根据实际情况进行调整），水溶性镁占比为70-85%。

本发明具有以下优点：

(1)本发明的方法能大幅提高工铵渣中的水溶磷占比，并可根据复合肥的需求，任意调节水溶磷占比，最高可提高到90%以上；

(2)本发明的方法能激活工铵渣中的镁元素，将不溶镁变成可供作为快速吸收的水溶镁，水溶镁可达到70%以上，成为制备和生产镁肥的优质原料，可替代镁肥生产中价格昂贵的一水硫酸镁，做到磷矿中镁资源的高效利用，提高复合肥的品质；

(3)本发明的方法得到的复合肥原料含有大量的酸脲成分，既有利于复合肥生产造粒（具有一定的粘性，造粒时可以减少或不使用粘合剂，优选不加粘合剂），又可使生产的复合肥具有一定的缓释性（磷酸脲和硫酸脲均具有一定的缓释性），降低营养元素的损失，延长复合肥的肥效；

(4)本发明操作方便，处理成本低廉，为工业磷酸一铵生产企业提供了一种工铵渣的综合利用途径。

附图说明

图1是本发明实施例提供的回收工业磷酸一铵渣中营养元素的方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

实施例1

取表1中干燥好的工铵渣100g（批次1），加入50g水配制成均匀料浆，加入浓硫酸40g，搅拌均匀，反应温度70℃，反应时间0.5h，加入尿素30 g，搅拌均匀，将混合物在负压状态下浓缩至粘稠状，再在105℃下干燥12h，将产物碾磨均匀，取样测水溶磷为26.88g，水溶磷占比为78.6%；水溶镁为9.5 g，水溶镁占比为70.6%。

实施例2

取表1中干燥好的工铵渣100g（批次1），加入25g水配制成均匀料浆，加入浓硫酸（浓度为70%）56g，搅拌均匀，反应温度90℃，反应时间0.5h，加入尿素20 g，搅拌均匀，将混合物在负压状态下浓缩至粘稠状，再在120℃下干燥6 h，将产物碾磨均匀，取样测水溶磷为31.19g，水溶磷占比为91.2%；水溶镁为10.86 g，水溶镁占比为80.7%。

实施例3

取表1中干燥好的工铵渣100g（批次1），加入20g水配制成均匀料浆，加入盐酸（浓度为31.5%）56 g，搅拌均匀，反应温度80℃，反应时间1 h，加入尿素20 g，搅拌均匀，将混合物在负压状态下浓缩至粘稠状，再在120℃下干燥6 h，将产物碾磨均匀，取样测水溶磷为30.85g，水溶磷占比为90.2%；水溶镁为11.23 g，水溶镁占比为83.4%。

实施例4

取表1中干燥好的工铵渣100g（批次5），直接加入盐酸（浓度为31.5%）46 g，搅拌均匀，反应温度90℃，反应时间1.5 h，加入尿素25 g，搅拌均匀，将混合物在负压状态下浓缩至粘稠状，再在110℃下干燥6 h，将产物碾磨均匀，取样测水溶磷为31.21g，水溶磷占比为82.3%；水溶镁为9.50 g，水溶镁占比为76.3%。

实施例5

取表1中干燥好的工铵渣100g（批次5），加入30g水配制成料浆，加入硝酸（浓度为65%）50 g，搅拌均匀，反应温度90℃，反应时间1 h，加入尿素20 g，搅拌均匀，将混合物在负压状态下浓缩至粘稠状，再在105℃下干燥12 h，将产物碾磨均匀，取样测水溶磷为34.45g，水溶磷占比为90.7%；水溶镁为10.25 g，水溶镁占比为82.3%。

实施例6

取表1中干燥好的工铵渣100g（批次7），加入30g水配制成料浆，加入硝酸（浓度为65%）50 g，搅拌均匀，反应温度90℃，反应时间1 h，加入尿素30 g，搅拌均匀，将混合物在负压状态下浓缩至粘稠状，再在130℃下干燥6 h，将产物碾磨均匀，取样测水溶磷为33.24g，水溶磷占比为85.1%；水溶镁为9.01 g，水溶镁占比为77.5%。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种回收工业磷酸一铵渣中营养元素的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)制浆：将原料工铵渣与水配制成均匀料浆，所述均匀料浆的含固量为40-85%；

(2)酸解：向步骤(1)制得的均匀浆料中缓慢加入酸，反应得到酸解浆，反应温度为60-100℃，所述酸的用量为原料质量的40-60%；

(3)中和：将尿素加入到步骤(2)得到的酸解浆中混合均匀，浓缩、干燥得到含酸脲的复合肥原料，所述尿素的用量为原料质量的15-35%。

2.根据权利要求1所述的回收工业磷酸一铵渣中营养元素的方法，其特征在于，所述原料工铵渣的组成以干基计为：N的含量为5.5-6.8%，P₂O₅的含量为34-40%，MgO的含量为11-14%，Fe₂O₃的含量为2.4-3.6%，Al₂O₃的含量为6.5-10.5%。

3.根据权利要求1所述的回收工业磷酸一铵渣中营养元素的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述酸选自硫酸、硝酸或盐酸，所述硫酸的质量浓度为70-98%，所述硝酸的质量浓度为50-98%，所述盐酸的质量浓度为20-37%。

4.根据权利要求1所述的回收工业磷酸一铵渣中营养元素的方法，其特征在于，在步骤(2)中，酸解反应的时间为1-3h。

5.根据权利要求1所述的回收工业磷酸一铵渣中营养元素的方法，其特征在于，在步骤(3)中，干燥温度为105-130℃，干燥时间为6-12h。