[發明專利]用硫酸氫銨和硝酸分解磷礦生產硝磷銨的方法

無效

• 申請號: 200810069060.3
• 申請日: 2008-12-24
• 公開（公告）號: CN101439866A
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發明（設計）人: 顧春光
• 申請（專利權）人: 貴州省化工研究院
• 主分類號: C01C1/18
• 分類號: C01C1/18
• 代理公司: 貴陽中工知識產權代理事務所
• 代理人: 劉安寧

技術領域

本發明涉及磷肥，進一步來說，涉及用磷礦通過復分解制備的肥料，具體來說，屬于用硫酸氫銨和硝酸分解磷礦生產硝磷銨肥料的方法。

背景技術

目前世界上磷肥的生產絕大多數都是由濕法磷酸加工的，而每生產1噸濕法磷酸(以P₂O₅計)要消耗約2.75噸硫酸，并產生近5噸磷石膏，其利用難度較大，磷石膏堆存則需占用大量場地，增加對環境污染的風險。而目前世界上不用硫酸生產磷肥的成熟工藝一個是鈣鎂磷肥的熱法工藝，另一個是用硝酸分解磷礦的硝酸磷肥工藝。鈣鎂磷肥的熱法工藝主要問題是養分含量低，不適合長途運輸，另一問題是養分為枸溶性磷，肥效較慢且不適用于堿性土壤，因此鈣鎂磷肥生產有萎縮之勢；而硝酸磷肥工藝問題是產品氮磷比為2∶1，對大多農作物不太適用，需二次加工，加之產品含磷低，不適合長途運輸；同時，配套的合成氨、硝酸裝置投資大，技術要求高使其發展受到一定限制。

硫酸主要是依靠硫磺生產的。我國硫資源相對缺乏，需大量進口。因此，不耗或少耗硫酸的磷肥生產工藝將會越來越受重視。迄今為止，尚未見到采用硫酸氫銨和磷肥分解磷礦生產磷肥的報道。

發明內容

本發明的目的就是提供用硫酸氫銨和硝酸分解磷礦生產硝磷銨的方法，它不消耗硫資源，就能將磷礦轉化為含有氮、磷、硫等營養元素的肥料。

為達到上述發明目的，發明人經過試驗研究，探索出以下的工藝路線：

第一步，熱解

將硫酸銨連續加入熱解器，在熱解器內用熱爐氣進行熱解：

5(NH₄)₂SO₄→5NH₄HSO₄+5NH₃

熱解過程產生的氨氣用于碳銨液制備；熱解得到的硫酸氫銨用酸解洗液溶解后加入酸解槽；

第二步，酸解

將磷礦粉、硫酸氫銨及硝酸酸解洗液加入酸解槽，在攪拌下進行酸解：

Ca₅F(PO₄)₃+5NH₄HSO₄+5HNO₃→5CaSO₄·2H₂O+5NH₄NO₃+3H₃PO₄

將反應生成的二水石膏濾出，濾液送去中和；

第三步，中和

5NH₄NO₃+3H₃PO₄+3NH₃→5NH₄NO₃+3NH₄H₂PO₄

將上一步的濾液用熱解過程產生的氨氣中和；

第四步，濃縮、干燥

將上一步的中和液進行蒸發濃縮，噴霧干燥或噴漿造粒即可制得大致組成為(22-20-0)的硝酸磷肥，也可加入鉀鹽以制取三元復合肥；也可用溶劑萃取分離，制取硝酸銨和磷酸。

第五步復分解

將第二步濾出的二水石膏用碳酸銨進行復分解：

5CaSO₄·2H₂O+5(NH₄)₂CO₄→5(NH₄)₂SO₄+5CaCO₂+10H₂O

將碳酸鈣濾出，烘干后用作水泥生產原料，也可作復合肥料的填料；硫酸銨濾液送去蒸發結晶；

第六步蒸發結晶

將上一步濾液送入常規雙效蒸發器進行蒸發濃縮，然后送入結晶器進行冷卻結晶，得到硫酸銨晶漿；最后將硫銨晶漿用離心機分離得到硫酸銨。硫酸銨返回熱解工序。

上述工藝的第一步中，硫酸銨的熱解是常規的熱解方法。

上述工藝的第二步中，所述硝酸質量分數為58％，酸解時間為1～8h。

上述工藝的第三步中，所述中和過程至pH4～7為止。

上述工藝的第五步中，所述碳酸銨為市售工業產品。

上述工藝的第六步中，所述蒸發濃縮過程至其硫酸銨質量分數達到60％～70％為止；所述蒸發濃縮、結晶冷卻的工藝是常規工藝。