專利名稱：一種鹽酸分解磷礦生產(chǎn)氯基復(fù)合肥副產(chǎn)石膏的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鹽酸分解磷礦生產(chǎn)氯基復(fù)合肥副產(chǎn)高純度度石膏的方法，屬于復(fù) 合肥生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到鹽酸分解磷礦生產(chǎn)復(fù)合肥及生產(chǎn)高純度石膏的方法。
背景技術(shù)：
鹽酸分解磷礦生產(chǎn)磷酸的工藝國內(nèi)外早有研究，但現(xiàn)在國內(nèi)尚無采用此工藝生產(chǎn) 磷酸的工廠。文獻1化肥工學(xué)叢書《磷酸磷肥和復(fù)混肥料》(江善襄主編，化學(xué)工業(yè)出版社， 1999)對鹽酸分解磷礦生產(chǎn)磷酸的工藝進行了介紹。該工藝存在氯化鈣和分解液分離困難 的問題，需要對鹽酸分解磷礦后的酸解液進行萃取，將酸解液中的磷酸萃取到醇類萃取液 中，然后經(jīng)反萃、蒸發(fā)濃縮得到濃磷酸，蒸餾回收溶劑，其具有流程復(fù)雜、投資大、能耗高的 缺陷。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于克服現(xiàn)有鹽酸分解磷礦氯化鈣和分解液分離困難的問題，用 硫酸銨作為脫鈣劑將分解液中的鈣離子脫除，副產(chǎn)出高純度石膏，硫酸銨中的銨離子留在 分解母液中，脫鈣后的分解液經(jīng)氣氨中和、蒸發(fā)、干燥等工序生產(chǎn)氯基復(fù)合肥，提供一種鹽 酸分解磷礦生產(chǎn)氯基復(fù)合肥副產(chǎn)石膏的方法。本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的本發(fā)明用鹽酸分解磷礦后，先將酸不溶物及有機浮游物 過濾除去，凈化后的酸解液加入工業(yè)硫酸銨脫鈣，過濾得到脫鈣副產(chǎn)品高純度石膏，脫鈣后 的酸解液再用來生產(chǎn)硝氯基復(fù)合肥。一種鹽酸分解磷礦生產(chǎn)氯基復(fù)合肥副產(chǎn)石膏的方法，具體包括以下步驟(1)將磷礦粉磨后與鹽酸進行酸解反應(yīng)；(2)將步驟(1)得到的粗酸解液進行過濾，除去其中的酸不溶物和有機浮游物，濾 液為精酸解液；(3)將步驟(2)的精酸解液加入硫酸銨進行復(fù)分解反應(yīng)脫鈣，將反應(yīng)液進行過濾， 固體為高純度石膏，經(jīng)洗滌干燥后即為石膏產(chǎn)品；濾液即為脫鈣酸解液；(4)將步驟(3)中的脫鈣酸解液直接與氣氨中和反應(yīng)，得含氯化銨、磷酸一銨的料 漿，料漿經(jīng)蒸發(fā)后加入粉狀氯化鉀，再經(jīng)造粒、干燥得到氯基復(fù)合肥。前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，步驟(1)中鹽酸的質(zhì)量濃度為20-30%，優(yōu)選 22-25%。前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，步驟(1)進行酸解反應(yīng)時磷礦中鈣離子與鹽酸 的摩爾比1 2-2. 5，優(yōu)化為1 2. 1-2. 2。前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，步驟(1)進行酸解反應(yīng)時反應(yīng)溫度為20-60°C， 優(yōu)化為40-55°C。前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，步驟(1)進行酸解反應(yīng)時反應(yīng)時間為 0. 2-4小時，優(yōu)化為0. 5-1小時。前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，步驟(3)中硫酸銨加入 量按硫酸根離子與精酸解液中鈣離子的摩爾比1-1.2 1。前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，步驟(3)中反應(yīng)溫度為55-60°C，優(yōu)化為56-58 °C。前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，步 驟(3)反應(yīng)時間為1-4小時，優(yōu)化為2-2. 5小時。前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，步驟(4) 中造粒方式是噴漿造粒、氨化造粒、高塔造?；螂p軸造粒。一種鹽酸分解磷礦生產(chǎn)氯基復(fù)合肥副產(chǎn)石膏的方法，另一技術(shù)思路是，步驟(4) 中加入氯化鉀后的料漿不經(jīng)過造粒，用噴霧干燥方式生產(chǎn)粉狀產(chǎn)品。本發(fā)明有以下特征和有益效果(1)本發(fā)明在鹽酸分解磷礦的酸解液脫鈣前先過 濾酸不溶物和有機浮游物，使脫鈣副產(chǎn)品二水硫酸鈣(石膏)純度達到99%以上，可以作為 模具石膏、醫(yī)用石膏、填料等高純度石膏，無氯化鈣排放，實現(xiàn)資源的綜合利用；(2)本發(fā)明 磷酸分解磷礦的酸解液脫除鈣使用硫酸銨，用硫酸銨脫鈣副產(chǎn)出高純度石膏后硫酸銨中的 氨作為肥料的養(yǎng)分留在產(chǎn)品中，不帶入其他雜質(zhì)離子；(3)本發(fā)明酸解液鈣的脫除率高，到 達95%以上；(4)本發(fā)明沒有溶劑萃取、反萃、溶劑回收等工序，操作簡化，投資大幅降低； (5)本發(fā)明可生產(chǎn)含NPK氯基復(fù)合肥。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例詳細說明本發(fā)明的方案，但保護范圍不被此限制。實施例1 實施原料1、磷礦粉=P2O5含量為20. 33%, CaO為27. 64% ；2、鹽酸濃 度30% ；3、工業(yè)硫酸銨氨含量21%。本發(fā)明實施過程包括以下步驟(1)將磷礦粉加水后與30%鹽酸進行酸解反應(yīng)，磷礦中鈣離子與鹽酸的摩爾比 1 2.2 ；反應(yīng)溫度為20°C，反應(yīng)4小時。(2)將步驟(1)得到的粗酸解液進行過濾，除去其中的酸不溶物和有機浮游物，濾 液為精酸解液。(3)將步驟(2)的精酸解液加入工業(yè)硫酸銨進行復(fù)分解反應(yīng)，硫酸銨加入量按硫 酸根離子與精酸解液中鈣離子的摩爾比1.2 1 ；反應(yīng)溫度為55°C;反應(yīng)時間為4小時。將 反應(yīng)液進行過濾，固體為高純度石膏，經(jīng)洗滌干燥后即為高純度石膏產(chǎn)品；濾液即為脫鈣酸 解液。(4)將步驟(3)中的脫鈣酸解液直接與氣氨中和反應(yīng)，得含氯化銨、磷酸一銨的氯 基復(fù)合肥料漿。料漿經(jīng)蒸發(fā)后，加入粉狀氯化鉀，含NPK的料漿經(jīng)噴漿造粒機造粒，經(jīng)干燥 滾筒干燥后篩分得到氯基復(fù)合肥。實施結(jié)果1.高純度石膏經(jīng)檢測石膏中二水硫酸鈣含量為99. 6% ；2.氯基復(fù)合 肥氮含量14. 5 %，磷(P2O5)含量為17. 5 %，鉀(K2O)含量為13.0%。實施例2 實施原料1、磷礦粉=P2O5含量為29. 85%, CaO為48. 30% ；2、鹽酸濃 度20% ；3、工業(yè)硫酸銨氨含量21%。本發(fā)明實施過程包括以下步驟(1)將磷礦粉加水后與20%鹽酸進行酸解反應(yīng)，磷礦中鈣離子與鹽酸的摩爾比 1 2;反應(yīng)溫度為60°C，反應(yīng)0.2小時。(2)將步驟(1)得到的粗酸解液進行過濾，除去其中的酸不溶物和有機浮游物，濾 液為精酸解液。(3)將步驟(2)的精酸解液加入工業(yè)硫酸銨進行復(fù)分解反應(yīng)，硫酸銨加入量按硫酸根離子與精酸解液中鈣離子的摩爾比1 1;反應(yīng)溫度為55°C;反應(yīng)時間為1小時。將反 應(yīng)液進行過濾，固體為高純度石膏，經(jīng)洗滌干燥后即為高純度石膏產(chǎn)品；濾液即為脫鈣酸解 液。(4)將步驟(3)中的脫鈣酸解液直接與氣氨中和反應(yīng)，得含氯化銨、磷酸一銨的氯 基復(fù)合肥料漿。料漿經(jīng)蒸發(fā)后，加入粉狀氯化鉀，含NPK的料漿經(jīng)噴霧干燥得粉狀硝氯基復(fù)合肌。實施結(jié)果1.高純度石膏經(jīng)檢測石膏中二水硫酸鈣含量為99. 3% ；2.硝氯基復(fù) 合肥氮含量14. 2 %，磷(P2O5)含量為16. 0 %，鉀(K2O)含量為15.8%。實施例3 實施原料1、磷礦粉P205含量為31. 05%, CaO為47. 65% ；2、鹽酸濃 度30% ；3、工業(yè)硫酸銨氨含量21%。本發(fā)明實施過程包括以下步驟(1)將磷礦粉加水后與30%鹽酸進行酸解反應(yīng)，磷礦中鈣離子與鹽酸的摩爾比 1 2.1;反應(yīng)溫度為50°C，反應(yīng)1.5小時。(2)將步驟(1)得到的粗酸解液進行過濾，除去其中的酸不溶物和有機浮游物，濾 液為精酸解液。(3)將步驟(2)的精酸解液加入工業(yè)硫酸銨進行復(fù)分解反應(yīng)，硫酸銨加入量按硫 酸根離子與精酸解液中鈣離子的摩爾比1.1 1 ；反應(yīng)溫度為60°c;反應(yīng)時間為3小時。將 反應(yīng)液進行過濾，固體為高純度石膏，經(jīng)洗滌干燥后即為高純度石膏產(chǎn)品；濾液即為脫鈣酸 解液。(4)將步驟(3)中的脫鈣酸解液直接與氣氨中和反應(yīng)，得含氯化銨、磷酸一銨的氯 基復(fù)合肥料漿。料漿經(jīng)蒸發(fā)后，加入粉狀氯化鉀，含NPK的料漿經(jīng)氨化造粒機造粒，經(jīng)干燥 滾筒干燥后篩分得到氯基復(fù)合肥。實施結(jié)果1.高純度石膏經(jīng)檢測石膏中二水硫酸鈣含量為99. 5% ；2.氯基復(fù)合 肥氮含量14. 1 %，磷(P2O5)含量為15. 8 %，鉀(K2O)含量為15.2%。實施例4 實施原料1、磷礦粉P205含量為29. 75%, CaO為48. 30% ；2、鹽酸濃 度22% ；3、工業(yè)硫酸銨氨含量23%。本發(fā)明實施過程包括以下步驟(1)將磷礦粉加水后與22%鹽酸進行酸解反應(yīng)，磷礦中鈣離子與鹽酸的摩爾比 1 2. 1 ；反應(yīng)溫度為40°C，反應(yīng)1小時。(2)將步驟(1)得到的粗酸解液進行過濾，除去其中的酸不溶物和有機浮游物，濾 液為精酸解液。(3)將步驟(2)的精酸解液加入工業(yè)硫酸銨進行復(fù)分解反應(yīng)，硫酸銨加入量按硫 酸根離子與精酸解液中鈣離子的摩爾比1 1 ；反應(yīng)溫度為58°c;反應(yīng)時間為2小時。將反 應(yīng)液進行過濾，固體為高純度石膏，經(jīng)洗滌干燥后即為高純度石膏產(chǎn)品；濾液即為脫鈣酸解 液。(4)將步驟(3)中的脫鈣酸解液直接與氣氨中和反應(yīng)，得含氯化銨、磷酸一銨的氯 基復(fù)合肥料漿。料漿經(jīng)蒸發(fā)后，加入粉狀氯化鉀，含NPK的料漿經(jīng)噴霧干燥得粉狀硝氯基復(fù)合肌。實施結(jié)果1.高純度石膏經(jīng)檢測石膏中二水硫酸鈣含量為99. 3% ；2.硝氯基復(fù)合肥氮含量14. 2 %，磷(P2O5)含量為16. 0 %，鉀(K2O)含量為15.8%。
權(quán)利要求
1.一種鹽酸分解磷礦生產(chǎn)氯基復(fù)合肥副產(chǎn)石膏的方法，其特征是，包括以下步驟(1)將磷礦粉磨后與鹽酸進行酸解反應(yīng)；(2)將步驟(1)得到的粗酸解液進行過濾，除去其中的酸不溶物和有機浮游物，濾液為 精酸解液；(3)將步驟O)的精酸解液加入硫酸銨進行復(fù)分解反應(yīng)脫鈣，將反應(yīng)液進行過濾，固體 為高純度石膏，經(jīng)洗滌干燥后即為石膏產(chǎn)品；濾液即為脫鈣酸解液；(4)將步驟(3)中的脫鈣酸解液直接與氣氨中和反應(yīng)，得含氯化銨、磷酸一銨的料漿， 料漿經(jīng)蒸發(fā)后加入粉狀氯化鉀，再經(jīng)造粒、干燥得到氯基復(fù)合肥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，步驟(1)中鹽酸的質(zhì)量濃度為20-30%，優(yōu) 選22H
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，步驟(1)進行酸解反應(yīng)時磷礦中鈣離子與鹽 酸的摩爾比1 2-2. 5，優(yōu)化為1 2.1-2.2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，步驟(1)進行酸解反應(yīng)時反應(yīng)溫度為 20-60°C，優(yōu)化為 40-55"C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，步驟(1)進行酸解反應(yīng)時反應(yīng)時間為0.2-4 小時，優(yōu)化為0. 5-1小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，步驟(3)中硫酸銨加入量按硫酸根離子與精 酸解液中鈣離子的摩爾比1-1.2 1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，步驟(3)中反應(yīng)溫度為55-60°C，優(yōu)化為 56-58 O。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，步驟C3)反應(yīng)時間為1-4小時，優(yōu)化為2-2.5 小時。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，步驟(4)中造粒方式是噴漿造粒、氨化造粒、 高塔造粒或雙軸造粒。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，步驟中加入氯化鉀后的料漿不經(jīng)過造 粒，用噴霧干燥方式生產(chǎn)粉狀產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明為一種鹽酸分解磷礦生產(chǎn)氯基復(fù)合肥副產(chǎn)石膏的方法，屬復(fù)合肥生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。用鹽酸分解磷礦后，先將酸不溶物及有機浮游物過濾除去，凈化后的酸解液加入工業(yè)硫酸銨脫鈣，過濾得到脫鈣副產(chǎn)品高純度石膏，脫鈣后的酸解液再用來生產(chǎn)硝氯基復(fù)合肥。本發(fā)明磷酸分解磷礦的酸解液脫除鈣使用硫酸銨，不帶入其他雜質(zhì)離子，用硫酸銨脫鈣時硫酸銨中的氨作為養(yǎng)分留在成品中本發(fā)明酸解液鈣的脫除率高，達到95％以上。
文檔編號C05G1/00GK102126742SQ20111002223
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月20日
發(fā)明者李廣濤, 范玲超, 陳德清 申請人:山東金正大生態(tài)工程股份有限公司