專利名稱：一種硝酸分解磷礦生產(chǎn)硝酸磷肥副產(chǎn)石膏的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硝酸分解磷礦生產(chǎn)硝酸磷肥副產(chǎn)高純度石膏的方法，屬于復(fù)合肥 生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到硝酸分解磷礦生產(chǎn)硝酸磷肥及生產(chǎn)高純度石膏的方法。
背景技術(shù)：
用硝酸分解磷礦制得的氮磷復(fù)合肥料通常稱為硝酸磷肥。硝酸分解磷礦制備復(fù) 合肥工藝的主要特點(diǎn)是硝酸起到了雙重作用既利用了硝酸的強(qiáng)酸性來分解磷礦制取了磷 酸，代替了硫酸分解磷礦，節(jié)約了硫酸，其陰離子本身又作為硝態(tài)氮養(yǎng)分留在產(chǎn)品中，最充 分的利用了化學(xué)反應(yīng)物。用硝酸分解磷礦生產(chǎn)復(fù)合肥的技術(shù)在國外如歐洲和前蘇聯(lián)采用的是冷凍法。我國 使用冷凍法工藝生產(chǎn)硝基復(fù)合肥僅有天脊煤化工集團(tuán)公司(原山西化肥廠)一家，是從挪 威引進(jìn)了 Norsk Hydro冷凍法硝酸磷肥裝置。該裝置因使用國內(nèi)品位低、雜質(zhì)含量高的磷 礦生產(chǎn)，硝酸鈣冷凍法分離困難，目前工藝上仍然存在很多問題沒有解決，造成國內(nèi)冷凍法 硝酸磷肥裝置僅此一套。這個(gè)工藝的缺陷是裝置投資巨大、流程長，對(duì)原料要求苛刻、操作 復(fù)雜、裝置不適應(yīng)國內(nèi)磷礦等。文獻(xiàn)1中國專禾Ij《一種生產(chǎn)高濃度硝酸磷肥的工藝方法》(申請(qǐng)?zhí)?200910009223. 3)，它包括下述步驟磷礦加硝酸酸解、酸不溶物沉淀分離、硝酸鈣冷凍結(jié) 晶、硝酸鈣過濾、母液中和、蒸發(fā)、造粒與干燥，在硝酸鈣過濾與母液中和之間有母液深度除 鈣步驟，該步驟包括下述過程1)母液深度除鈣母液添加硫酸或硫酸銨，母液的鈣離子和 硫酸根離子生成二水硫酸鈣結(jié)晶；II)反應(yīng)料漿分級(jí)處理采用分級(jí)設(shè)備對(duì)反應(yīng)料漿進(jìn)行分 級(jí)處理，帶有小顆粒硫酸鈣的反應(yīng)料漿返回母液深度除鈣，帶有大顆粒硫酸鈣的反應(yīng)料漿 送到硫酸鈣過濾；III)硫酸鈣過濾反應(yīng)料漿經(jīng)過濾機(jī)過濾和洗滌，初濾液和一洗液送往中 和工序，二洗液返回過濾機(jī)。上述現(xiàn)有方法皆為與硝酸分解磷礦制備硝酸磷肥有關(guān)的生產(chǎn)方法，與本發(fā)明有相 近或相通之處。但現(xiàn)有冷凍法工藝對(duì)磷礦品位和雜質(zhì)含量要求較高，冷凍脫除硝酸鈣不完 全，脫鈣率約在75% 80%，副產(chǎn)的硝酸鈣需復(fù)分解生產(chǎn)碳酸鈣，流程操作復(fù)雜，投資巨 大。文獻(xiàn)1的方法是對(duì)現(xiàn)有冷凍法硝酸磷肥工藝的改進(jìn)，增加了用硫酸和硫酸銨深度 脫鈣過程，但脫除的硫酸鈣結(jié)晶細(xì)小，需對(duì)結(jié)晶進(jìn)行分級(jí)，母液大量循環(huán)，對(duì)分離出的硫酸 鈣還要進(jìn)行復(fù)分解轉(zhuǎn)化為碳酸鈣。該工藝流程操作更加復(fù)雜，投資更大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于克服現(xiàn)有冷凍法硝酸磷肥工藝流程操作復(fù)雜、投資巨大的缺 點(diǎn)及現(xiàn)有硝酸分解磷礦的酸解液脫鈣不完全的缺點(diǎn)，提供一種一種硝酸分解磷礦生產(chǎn)硝酸 磷肥副產(chǎn)石膏的方法。本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的用硝酸分解磷礦后，先將酸不溶物及有機(jī)浮游物過濾除去，凈化后的酸解液加入工業(yè)硫酸銨或硫酸脫鈣，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)硝酸磷肥。一種硝酸分解磷礦生產(chǎn)硝酸磷肥副產(chǎn)石膏的方法，包括以下步驟(1)將磷礦粉磨后與硝酸進(jìn)行酸解反應(yīng)；(2)將步驟(1)得到的粗酸解液進(jìn)行過濾，除去其中的酸不溶物和有機(jī)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或硫酸進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)脫鈣，將反應(yīng)液進(jìn) 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)，得含硝酸銨、磷酸一銨的硝 酸磷肥料漿，料漿經(jīng)蒸發(fā)、造粒、干燥得到硝酸磷肥。前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，步驟(1)中硝酸的質(zhì)量濃度為40-70%，優(yōu)化為 55-65%。前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，步驟(1)中磷礦中鈣離子與硝酸的摩爾比 1 2-3，優(yōu)化為 1 2-2.3。前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，步驟(1)中反應(yīng)溫度為45-70°C，優(yōu)化為 55-60 "C。前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，步驟(1)中反應(yīng)時(shí)間為0. 5-4小時(shí)，優(yōu)化為1-2 小時(shí)。前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，步驟(3)中硫酸銨或硫酸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。前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，步驟(3)中反應(yīng)時(shí)間為1-4小時(shí)，優(yōu)化為2-2. 5 小時(shí)。前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，步驟中造粒方式是噴漿造粒、氨化造粒、高 塔造?；螂p軸造粒。一種硝酸分解磷礦生產(chǎn)硝酸磷肥副產(chǎn)石膏的方法，另一技術(shù)思路是，步驟中 中和后的料漿不經(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)明在硝酸分解磷礦的酸解液脫鈣前先過濾酸不溶物和有機(jī)浮游物，使脫 鈣副產(chǎn)品二水硫酸鈣(石膏)純度達(dá)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，無磷石膏排放，實(shí)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或硫酸，不帶人其他雜質(zhì)離 子。用硫酸銨脫鈣時(shí)副產(chǎn)出高純度石膏后硫酸銨中的氨留在母液中作為肥料的養(yǎng)分留在產(chǎn) 品中；(3)本發(fā)明酸解液鈣的脫除率高，到達(dá)95%以上，這是冷凍法工藝無法比擬的；(4)本發(fā)明沒有冷凍法工藝中冷凍、硝酸鈣轉(zhuǎn)化為碳酸鈣等工序，操作簡化，投資 大幅降低。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但保護(hù)范圍不被此限制。實(shí)施例1 實(shí)施原料1、磷礦粉=P2O5含量為30. 72%, CaO為48. 28%2、硝酸濃度70%3、工業(yè)硫酸銨氨含量21%本發(fā)明實(shí)施過程包括以下步驟(1)將磷礦粉加水后與70%硝酸進(jìn)行酸解反應(yīng)，磷礦中鈣離子與硝酸的摩爾比 1 3;反應(yīng)溫度為45°C，反應(yīng)0.5小時(shí)。(2)將步驟(1)得到的粗酸解液進(jìn)行過濾，除去其中的酸不溶物和有機(jī)浮游物，濾 液為精酸解液。(3)將步驟O)的精酸解液加入工業(yè)硫酸銨進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，硫酸銨加入量按硫 酸銨與精酸解液中鈣離子的摩爾比1 1;反應(yīng)溫度為反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí)。將反應(yīng)液 進(jìn)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)，得含硝酸銨、磷酸一銨的硝 酸磷肥料漿。料漿經(jīng)蒸發(fā)至含水量小于3%，經(jīng)雙軸造粒機(jī)造粒，經(jīng)干燥滾筒干燥后篩分得 到硝酸磷肥。實(shí)施結(jié)果1.高純度石膏經(jīng)檢測(cè)石膏中二水硫酸鈣含量為99. 5% ；2.硝酸磷肥總氮含量26. 5%，磷(P2O5)含量為11. 5%。實(shí)施例2:實(shí)施原料1、磷礦粉=P2O5含量為29. 85%, CaO為48. 30%2、硝酸濃度40%3、工業(yè)硫酸銨氨含量21%本發(fā)明實(shí)施過程包括以下步驟(1)將磷礦粉加水后與40%硝酸進(jìn)行酸解反應(yīng)，磷礦中鈣離子與硝酸的摩爾比 1 2 ；反應(yīng)溫度為70°C，反應(yīng)4小時(shí)。(2)將步驟(1)得到的粗酸解液進(jìn)行過濾，除去其中的酸不溶物和有機(jī)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(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，硫酸銨加入量按硫酸 銨與精酸解液中鈣離子的摩爾比1.2 1 ；反應(yīng)溫度為58°C ；反應(yīng)時(shí)間為4小時(shí)。將反應(yīng)液 進(jìn)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)，得含硝酸銨、磷酸一銨的硝 酸磷肥料漿。料漿經(jīng)蒸發(fā)至含水3%，經(jīng)噴霧干燥得粉狀硝酸磷肥。實(shí)施結(jié)果1.高純度石膏經(jīng)檢測(cè)石膏中二水硫酸鈣含量為99. 6% ；2.硝酸磷肥總氮含量27. 3%，磷(P2O5)含量為11. 8%。實(shí)施例3 實(shí)施原料1、磷礦粉=P2O5含量為31. 05%，CaO為47. 65%
2、硝酸濃度60%3、工業(yè)硫酸濃度98%本發(fā)明實(shí)施過程包括以下步驟(1)將磷礦粉加水后與60%硝酸進(jìn)行酸解反應(yīng)，磷礦中鈣離子與硝酸的摩爾比 1 2. 3;反應(yīng)溫度為45°C，反應(yīng)1.5小時(shí)。(2)將步驟(1)得到的粗酸解液進(jìn)行過濾，除去其中的酸不溶物和有機(jī)浮游物，濾 液為精酸解液。(3)將步驟O)的精酸解液加入工業(yè)硫酸進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，硫酸加入量按硫酸根 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(shí)間為3小時(shí)。將反 應(yīng)液進(jìn)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)，得含硝酸銨、磷酸一銨的硝 酸磷肥料漿。料漿經(jīng)蒸發(fā)至含水量小于3%，經(jīng)氨化造粒機(jī)造粒，經(jīng)干燥滾筒干燥后篩分得 到硝酸磷肥。實(shí)施結(jié)果1.高純度石膏經(jīng)檢測(cè)石膏中二水硫酸鈣含量為99. 4% ；2.硝硫基復(fù)合肥總氮含量25. 2%，磷(P2O5)含量為13. 9%。實(shí)施例4 實(shí)施原料1、磷礦粉=P2O5含量為29. 75%, CaO為48. 40%2、硝酸濃度60%3、工業(yè)硫酸銨氨含量21%本發(fā)明實(shí)施過程包括以下步驟(1)將磷礦粉加水后與60%硝酸進(jìn)行酸解反應(yīng)，磷礦中鈣離子與硝酸的摩爾比 1 2;反應(yīng)溫度為58°C，反應(yīng)3. 5小時(shí)。(2)將步驟(1)得到的粗酸解液進(jìn)行過濾，除去其中的酸不溶物和有機(jī)浮游物，濾 液為精酸解液。(3)將步驟O)的精酸解液加入工業(yè)硫酸銨進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，硫酸銨加入量按硫 酸銨與精酸解液中鈣離子的摩爾比1.2 1;反應(yīng)溫度為58°C;反應(yīng)時(shí)間為4小時(shí)。將反 應(yīng)液進(jìn)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)，得含硝酸銨、磷酸一銨的硝 酸磷肥料漿。料漿經(jīng)蒸發(fā)至含水3%，經(jīng)噴霧干燥得粉狀硝酸磷肥。實(shí)施結(jié)果1.高純度石膏經(jīng)檢測(cè)石膏中二水硫酸鈣含量為99. 6% ；2.硝酸磷肥總氮含量27. 3%，磷(P2O5)含量為11. 8%。
權(quán)利要求
1.一種硝酸分解磷礦生產(chǎn)硝酸磷肥副產(chǎn)石膏的方法，其特征是，包括以下步驟(1)將磷礦粉磨后與硝酸進(jìn)行酸解反應(yīng)；(2)將步驟(1)得到的粗酸解液進(jìn)行過濾，除去其中的酸不溶物和有機(jī)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或硫酸進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)脫鈣，將反應(yīng)液進(jìn)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)，得含硝酸銨、磷酸一銨的硝酸磷 肥料漿，料漿經(jīng)蒸發(fā)、造粒、干燥得到硝酸磷肥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，步驟(1)中硝酸的質(zhì)量濃度為40-70%，優(yōu) 化為55-65 %，更優(yōu)化為60 %。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，步驟(1)中磷礦中鈣離子與硝酸的摩爾比 1 2-3，優(yōu)化為 1 2-2.3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，步驟(1)中反應(yīng)溫度為45-70°C，優(yōu)化為 55-60°C，更優(yōu)化為 58 "C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，步驟(1)中反應(yīng)時(shí)間為0.5-4小時(shí)，優(yōu)化為1-2小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，步驟C3)中硫酸銨或硫酸加入量按硫酸根離 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，更優(yōu)化為 58 "C。
8.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)時(shí)間為1-4小時(shí)，優(yōu)化為2-2.5小時(shí)。
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?；螂p軸造粒。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，步驟(4)中中和后的料漿不經(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)明為一種硝酸分解磷礦生產(chǎn)硝酸磷肥副產(chǎn)高純度石膏的方法，屬復(fù)合肥生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明用硝酸分解磷礦并將酸不溶物過濾后加入硫酸銨或硫酸脫鈣，副產(chǎn)品為高純度石膏，脫鈣后的酸解液經(jīng)中和、蒸發(fā)、造粒、干燥等工序生產(chǎn)硝酸磷肥，脫鈣酸解液直接與氣氨中和反應(yīng)，得含硝酸銨、磷酸一銨的硝酸磷肥料漿，料漿經(jīng)蒸發(fā)、造粒、干燥得到硝酸磷肥。本發(fā)明磷酸分解磷礦的酸解液脫除鈣使用硫酸銨或硫酸，不帶入其他雜質(zhì)離子，用硫酸銨脫鈣時(shí)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，到達(dá)95％以上。
文檔編號(hào)C01F11/46GK102126738SQ20111002219
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月20日
發(fā)明者徐恒軍, 李玲, 范玲超 申請(qǐng)人:山東金正大生態(tài)工程股份有限公司