[發明專利]非常規硝酸分解磷礦生產方法及其應用

有效

• 申請號: 202110197428.X
• 申請日: 2021-02-22
• 公開（公告）號: CN113213444B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 鄭磊;張強;鄒朋;齊英杰;劉文龍;孟鑫;宋國發;于南樹;相利學;王軍
• 申請（專利權）人: 金正大生態工程集團股份有限公司;金正大諾泰爾化學有限公司;菏澤金正大生態工程有限公司;河南豫郵金大地科技服務有限公司;沃夫特復合肥有限公司
• 主分類號: C01B25/22
• 分類號: C01B25/22;C01B25/234;C01B25/238;C01F11/46;C05B11/06;C05G1/06;C05G3/00;C05G5/12
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 李少俊

本發明屬于磷礦分解制備肥料技術領域，具體涉及非常規硝酸分解磷礦生產方法及其應用。本發明提供一種非常規硝酸分解磷礦生產方法，本發明對酸解、酸不溶物分離、中和濃縮、脫鈣、石膏粉生產等過程進行了一系列的技術創新和集成，成功的開發了一條硝酸分解磷礦的新工藝。該方法同時綜合利用磷礦資源、水資源，能耗低，在生產高品質硝基肥的同時副產有機無機復混肥和高附加值的石膏。

技術領域

本發明屬于磷礦分解制備肥料技術領域，具體涉及非常規硝酸分解磷礦生產方法及其應用。

背景技術

目前我國磷礦產量的77％用于加工生產磷肥。磷礦的加工方式可分為熱法和濕法。濕法生產是用無機酸分解磷礦粉，分離出粗磷酸，再經凈化后制得磷酸產品，以硫酸分解磷礦為主，該方法生產成本低，技術成熟，一直處于磷酸生產的主導地位。但硫酸分解磷礦產生大量的磷石膏，磷石膏在堆存中，不僅占用大量土地，其中所含的水溶性氟和五氧化二磷會隨雨水而浸出，產生酸性廢水，會造成嚴重的環境污染，同時又浪費了寶貴的硫資源。

傳統磷化工將占磷礦資源40％～50％的鈣當做廢棄物處理，不僅浪費了資源，還對環境造成了污染。而利用硝酸分解磷礦在生產過程中不像傳統磷銨工藝需要消耗硫酸和處理大量的磷石膏，且硝酸根本身也是植物養份被留在肥料產品–硝酸磷肥中，在硫資源缺乏的地區具有很好的發展前途。

按對鈣資源的不同處理方式，目前國內外已經實現工業化的方法主要有以下幾種：

1、冷凍法

該工藝不消耗硫酸，不產生磷石膏，氟排放量少，對環境污染小，可在一定范圍內調整產品中P₂O₅的水溶率，如CN201110199681.5提供一種硝酸分解磷礦硝酸鈣冷凍法生產高水溶性硝酸磷肥的方法；但冷凍法的工藝流程長，能耗高，設備要求高，并且對原料磷礦和硝酸濃度要求苛刻。

2、硝酸－磷酸法

該工藝對原料礦和原料酸的濃度要求不高，有效成分可達到50％以上，產品水溶性好，磷的水溶率可以達到75％。但該法需要消耗磷酸，對于沒有磷酸生產的廠家有很大的限制。

我國磷礦資源雖然豐富，但質量較差，85％以上的磷礦為難選的中低品位磷礦或難以解決磷石膏問題等現狀，國外引入工藝無法順利實施，僅有小部分擴大到中試階段。此在，在反應過程中中間產物的利用上存在很大浪費，在現有磷礦加工產業化基礎上，亟需開發了一條硝酸分解磷礦資源綜合利用新途徑。

發明內容

針對現有技術的上述不足，本發明提供一種非常規硝酸分解磷礦生產方法，本發明對酸解、酸不溶物分離、中和濃縮、脫鈣、石膏粉生產等過程進行了一系列的技術創新和集成，成功的開發了一條硝酸分解磷礦的新工藝。該方法同時綜合利用磷礦資源、水資源，能耗低，在生產高品質硝基肥的同時副產有機無機復混肥和高附加值的石膏。

一方面，本發明提供一種非常規硝酸分解磷礦生產方法，包括以下步驟：

(1)磷礦破碎后與硝酸進行酸解反應；

(2)向步驟1反應液加入助濾劑，攪拌均勻后過濾，得到濾餅與精酸解液；濾餅破碎后與氣氨反應，然后造粒，造粒尾氣用少量脫鈣后的酸解液洗滌后排放，所得洗滌液達到一定濃度后加入造粒機作為造粒粘結劑；造粒后的物料經干燥、篩分、冷卻、包裝得到有機無機復混肥；

(3)精酸解液加入硫酸銨母液，生成半水石膏，再向其中加入晶種和水，得到二水石膏，濾液一部分返回半水石膏生成過程作為溶解硫酸銨的母液，一部分返回精酸解液做為循環母液，剩余部分可作為成品酸液；二水石膏一部分返回二水石膏生成過程作為晶種，二水石膏的洗滌水返回二水石膏生成過程做補水使用。

進一步的，步驟1中磷礦粒度1mm、硝酸濃度為50％-60％；步驟1酸解反應磷礦中鈣離子與硝酸的摩爾比為1:2-2.5，反應時間為1-1.5h。