專利名稱：磷酸料漿固化法生產(chǎn)高濃度含磷肥料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磷肥和復(fù)合肥生產(chǎn)技術(shù)。
磷是植物生長(zhǎng)過(guò)程中極其重要的營(yíng)養(yǎng)元素，因此各國(guó)對(duì)磷肥工業(yè)的發(fā)展高度重視。磷肥工業(yè)的發(fā)展與磷礦資源密切相關(guān)。各國(guó)根據(jù)本國(guó)資源研究開(kāi)發(fā)生產(chǎn)磷肥工藝。我國(guó)已探明的磷礦數(shù)量不少、但高品位磷礦不多，中低品位磷礦(含P2O520-25%)多，容易富集的磷礦少，難于選礦富集的多。因此給我國(guó)磷肥工業(yè)生產(chǎn)高濃磷肥造成困難，召集我國(guó)多數(shù)磷肥廠生產(chǎn)的磷肥產(chǎn)品還是低濃度鈣鎂磷肥和普通磷酸鈣，以及總營(yíng)養(yǎng)成分含量25%甚至20%的復(fù)混肥。有效成分低給貯存、運(yùn)輸、施用環(huán)節(jié)增加了負(fù)擔(dān)。因此研究生產(chǎn)高濃磷肥如磷銨、重鈣、富鈣有重大經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
四川研究成功中和料漿濃縮法生產(chǎn)磷銨，并已得到推廣應(yīng)用。但是利用我國(guó)中低品位磷礦生產(chǎn)重鈣3Ca(H2PO4)2·2H2O，富鈣2Ca(H2PO4)2·2H2O的問(wèn)題，先前沒(méi)有解決。
生產(chǎn)磷銨的優(yōu)點(diǎn)是一廠的一種產(chǎn)品同時(shí)含有氮磷兩種營(yíng)養(yǎng)元素。但是生產(chǎn)磷銨需要把制氨NH3裝置和生產(chǎn)磷肥裝置設(shè)在一起，這樣不太靈活，目前，我國(guó)氮肥廠和磷肥廠多是分散的，若能在現(xiàn)有磷肥廠用中低品位磷礦生產(chǎn)重鈣、富鈣則更有意義。
目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)普鈣、富鈣或重鈣，都是用磷礦粉本身做固化劑，即在濕法磷酸或磷酸與硫酸的混酸中二次加入磷礦粉使物料固化成肥。由于二次磷礦粉尚未分解轉(zhuǎn)化完全即已固化，所以必須要有一個(gè)很長(zhǎng)的熟化期才能使固化時(shí)還未分解的磷礦粉繼續(xù)分解轉(zhuǎn)化，一般要半個(gè)月以上的熟化期，且P2O5的轉(zhuǎn)化率低，只有85%左右，設(shè)備效率低。再者用作生產(chǎn)原料的磷礦粉必須有較好的反應(yīng)活性才能滿足生產(chǎn)的要求，否則就會(huì)降低產(chǎn)品中P2O5的有效率。
另外，現(xiàn)在有些復(fù)合肥料實(shí)際上是把含氮、含磷、含鉀的三種肥料混合在一起，或者再摻入其他微量肥料如銅、硼等。這樣機(jī)械摻混的復(fù)合肥，不如含N、P2O5、K2O化合狀態(tài)的復(fù)合肥對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)更為有利。如果能生產(chǎn)出化合態(tài)的復(fù)合肥肯定是受農(nóng)民歡迎的。
本發(fā)明的目的是要提供一種利用中低品位磷礦生產(chǎn)高濃度含磷肥料的方法，高濃度含磷肥料包括高濃磷肥和復(fù)合肥，該方法生產(chǎn)周期短，效率高，磷礦中所含P2O5的轉(zhuǎn)化率高，肥料中營(yíng)養(yǎng)成分含量高，且農(nóng)作物易吸收。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，采用單槽或雙槽二水法或半水法濕法萃取磷酸工藝條件，制備出固化用料漿，即用返磷酸和硫酸分解磷礦粉，硫酸按化學(xué)計(jì)量加入，保證磷礦粉完全分解，制備出含P2O525-50%的料漿，在常壓50-100℃溫度并不斷地?cái)嚢钘l件下，向上述料漿中加入漿料重量10%-30%的含鈣物質(zhì)，還可以加入一些含鎂或/和含鐵、含鋁的物質(zhì)作固化劑，使料漿固化，一般半小時(shí)內(nèi)就固化成疏松多孔的高濃磷肥，粉碎后即可施用。還可以在向料漿中加入固化劑物質(zhì)前，或者在加固化劑物質(zhì)的同時(shí)，向系統(tǒng)中加入鉀肥、氮肥、微肥制得化合態(tài)的復(fù)合肥。
本發(fā)明選用的固化劑是一種或多種含鈣物或者還有含鎂、含鋁，含鐵的一種或者多種物質(zhì)的粉狀物、諸如氧化鈣CaO、碳酸鈣CaCO3、氯化鈣CaCl2、硝酸鈣Ca(NO3)2、草酸鈣CaC2O4、鈣鎂磷肥、氧化鎂MgO、碳酸鎂MgCO3、氯化鎂MgCl2、硫酸鎂MgSO4、硝酸鎂Mg(NO3)2、堿式氯化鎂Mg(OH)Cl、草酸鎂MgC2O4、氧化鐵Fe2O3、氧化鋁Al2O3、硫酸鐵Fe2(SO4)3、硫酸亞鐵FeSO4、三氯化鋁AlCl3、氯化亞鐵FeCl2等。
加入的氮肥可以是尿素、硫酸銨、碳酸銨、碳酸氫銨、氯化銨或氨水、氨氣，等農(nóng)家通用氮肥。
加入的鉀肥可以是氯化鉀、硫酸鉀等市售通用鉀肥。
加入的微肥是含Cu、Zn、B、Mn等一種或多種元素的物質(zhì)，但不得摻入傷害農(nóng)作物或毒性物質(zhì)。
制取固化用料漿的二水法操作條件萃取體系液固比2.5-3.0，反應(yīng)溫度60-80℃，液相三氧化硫濃度30-45克/升，磷礦粉粒度100目左右，常壓或略帶負(fù)壓下反應(yīng)，制得磷酸濃度25-34%P2O5。
制取固化用料漿的半水法操作條件，產(chǎn)品磷酸濃度34-50%P2O5，反應(yīng)溫度95℃左右，液固比3-4，料漿液相三氧化硫濃度20-50克/升。
采用本發(fā)明的磷酸料漿加固化劑的方法，在制取料漿階段磷礦粉已分解完全，磷灰石中所含的P2O5轉(zhuǎn)化成了有效P2O5，無(wú)須再在熟化工序轉(zhuǎn)化，因而加快了生產(chǎn)周期，省去了熟化車(chē)間和熟化裝置，再者，本發(fā)明制取磷酸料漿時(shí)的反應(yīng)條件與濕法磷酸流程中的硫酸酸解條件相似，這樣的反應(yīng)條件與傳統(tǒng)的重鈣、富鈣、普鈣生產(chǎn)工藝相比，無(wú)論是在反應(yīng)物料的相互接觸方面或者在離子擴(kuò)散方面都更有利、更有利于磷礦粉的酸解和轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化率與二水物濕法磷酸流程的P2O5轉(zhuǎn)化率相當(dāng)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得P2O5轉(zhuǎn)化率95%左右，最高轉(zhuǎn)化率達(dá)到99%。
本發(fā)明與我們先前開(kāi)發(fā)的CN89109279“雙槽聚晶濕法磷酸工藝配合，不必濃縮磷酸，用中品位磷礦粉就能夠制得30-35%P2O5的磷肥和高營(yíng)養(yǎng)成份40%的一級(jí)品復(fù)合肥。
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。


圖1、2、3是實(shí)施本發(fā)明的三種工藝流程。
實(shí)施例1參見(jiàn)
圖1，用返磷酸和硫酸在60-80℃下分解萃取100目左右磷礦粉，在液固比2-3、液相SO320-45克/升條件下攪拌反應(yīng)3-8小時(shí)，得到磷酸料漿，經(jīng)過(guò)濾分離掉部分磷石膏，液相磷酸、一部分送到萃取槽，一部分用于再制漿，再制漿工序加入磷礦粉，和保證磷礦粉分解完全所需計(jì)量的硫酸，在此工序制得含P2O525-34%的料漿，不必使磷石膏晶體長(zhǎng)大，就向料漿中加入固化劑，CaO、鈣鎂磷肥，或者加入CaCl2再加入硝酸鎂或堿式氯化鎂，固化劑加入量為料漿重量的10%-30%，并且不斷地?cái)嚢?，由于反?yīng)放熱，溫度受環(huán)境影響而變化，溫度不須控制，一般溫度為50-100℃，約半小時(shí)料漿即固化成含P2O5量滿足要求的磷肥，若要制復(fù)合肥，再向磷肥中配入氮肥，鉀肥或者再配入微肥。氮磷鉀配比，一般N15%，P2O517.5%，KCl、K2O12.5%，微量元素Cu、Zn、Mn、B等根據(jù)不同農(nóng)作物采用不同配方，配好后進(jìn)行造粒，烘干即得產(chǎn)品。
實(shí)施例2參見(jiàn)圖2，同實(shí)施例1一樣用硫酸和返磷酸分解萃取磷礦粉，工藝條件可用前述二水法或半水法條件制得料漿，料漿一部分先入貯槽，再去進(jìn)行過(guò)濾洗滌分離出磷石膏，液相磷酸返到萃取槽分解磷礦;一部分料漿直接去固化工序，向料漿中加入料漿重量10-30%的CaCO3草酸鈣，還加入少量硫酸亞鐵、MgCl2固化劑物質(zhì)，加固化劑時(shí)針對(duì)不同料漿及環(huán)境溫度調(diào)節(jié)添加量，保證固化在常壓下進(jìn)行。固化后配復(fù)合肥和烘干等后續(xù)工序操作同實(shí)施例1。
此流程的優(yōu)點(diǎn)在于減少了再次制漿的工序，從而簡(jiǎn)化了設(shè)備和操作步驟;缺點(diǎn)是用于固化成肥的和通過(guò)過(guò)濾機(jī)的料漿混在一起，即固化成肥的料漿中的磷石膏晶體已長(zhǎng)好，其實(shí)無(wú)須長(zhǎng)好，只要磷礦粉分解完全就行，因此降低了設(shè)備效率。
實(shí)施例3參見(jiàn)圖3，本實(shí)施例的操作，除把氮肥、鉀肥、微肥的配加操作由實(shí)施例1的料漿固化后改在再制漿工序，固化劑用Ca(NO3)2、MgO、Al2O3外，其他操作，加料量和工藝條件同實(shí)施例1。該實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)在于在再次制料漿時(shí)，即把氮肥、鉀肥、微肥加入到體系中，可以生產(chǎn)出化合態(tài)的復(fù)合肥，而不是一般的復(fù)混肥。
在實(shí)施例1-3中所采用的磷礦粉主要成分重量百分?jǐn)?shù)是
磷肥中P2O5含量及轉(zhuǎn)化率
注第3號(hào)數(shù)據(jù)是2號(hào)試樣放置15個(gè)月后再次分析結(jié)果實(shí)施例4用硫酸和磷酸分解磷礦粉用二水法工藝條件，即與實(shí)施例1、3相同，而從再次制漿開(kāi)始的工藝是向反應(yīng)器中加入100份磷礦粉，65份左右硫酸、具體硫酸量依磷礦粉成分計(jì)算，磷酸約345份，在60-80條件下反應(yīng)至所加磷礦粉分解完成，約1小時(shí)，把所得料漿轉(zhuǎn)移至固化器中，加入CaO和鈣鎂磷肥固化劑50-250份，或者再加入少量Fe2O3攪拌反應(yīng)半小時(shí)即固化成肥，在某磷肥廠生產(chǎn)最快反應(yīng)只10分鐘，堆放1天即變成疏松多孔的固體，易打碎、將此肥按10%N、7%P2O5，8%K2O比例與氮肥、鉀肥、微肥混配，造粒、烘干之后，即得到復(fù)混肥或復(fù)合肥。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)高濃含磷肥料的固化方法，采用硫酸、返磷酸分解磷礦粉的二水法條件制得含P2O525-34%的磷酸料漿或者用半水法條件制得含P2O534-50%的磷酸料漿，其特征是直接向上述磷酸料漿中加入選自CaO、CaCl2、CaCO3、草酸鈣、硝酸鈣、鈣鎂磷肥中一種或多種的混合物，或者再加入氧化鎂、碳酸鎂、硫酸鎂、硝酸鎂、堿式氯化鎂、草酸鎂、三氯化鋁、氧化鋁、氧化鐵Fe2O3、硫酸鐵、硫酸亞鐵、三氯化鋁、氯化亞鐵中一種或多種物質(zhì)作固化劑，在50-100℃不斷地?cái)嚢柘逻M(jìn)行固化，固化劑量為料漿重量的10-30%，加固化劑前或者在加固化劑的同時(shí)，還可以向料漿中加入需要量的氮肥、鉀肥和微肥。
全文摘要
生產(chǎn)高濃含磷肥料的一種固化方法。采用硫酸、返磷酸分解礦粉的二水法或者半水法條件制得含P
文檔編號(hào)C05B17/00GK1080628SQ92105148
公開(kāi)日1994年1月12日 申請(qǐng)日期1992年6月25日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月25日
發(fā)明者齊曾蔭, 鄭竹人 申請(qǐng)人:武漢無(wú)機(jī)鹽化工廠