本发明属于磷酸盐及化学肥料生产的技术领域。 生产工业级磷酸盐(如磷酸二氢钾)一般以热法磷酸为原料,成本较高。本发明作者曾提出氟化物沉淀法(中国专利登记号85105767)並列举出几种实施实例,现已实现工业性生产。用这种方法可以从劣质磷矿中经湿法制得质量较好的磷酸盐产品。但该方法流程过长,分离手续太多,需要改进。
此外,复合肥料的生产不但在世界范围内发展迅速,而且也是我国化肥工业近期发展的主要方向。目前所采用的生产复合肥料的主要方法,对磷矿要求较高,且蒸发浓缩的工作量大,故设备庞大,能耗甚高,而且当矿中杂质含量较高时,产品质量差,浓缩时结垢严重。
本发明旨在以氟化物沉淀法的原理为基础加以改进,建立一种流程短、能耗低的新工艺。其特点是:
1、保留氟化物沉淀法的基本原理以克服矿中杂质的干扰。
2、改进了实现氟化物转化与循环的方法,减少分离和运输,缩短流程和提高劳动生产率。
3、采用两种无机沉淀剂交叉析出产品,(1)提高了产品质量;(2)减少了蒸发量,节约了能源;(3)实现了循环析出。
4、由于经过氟化物的净化,不存在浓缩中的结垢问题。
5、由于采用循环的沉淀剂,水也实现循环,故磷酸盐浸取液可以比较稀,有利于磷石膏的分离。
本发明的主要内容如下:
磷酸溶液或普钙浸取液进入净化器与氟化物反应,除去杂质,过滤即得到纯净的磷酸盐溶液(其中含有循环的无机沉淀剂),由于此料浆中有一定数量的SiO2,起到助滤剂的作用,故过滤速度很高。SiO2在过程中自然循环。滤液稍事浓缩即可析出磷酸盐产品,离心分离。母液循环到磷浸或净化工序再次利用。氟化物渣可根据厂方的具体条件采用不同的方法实现氟循环和磷钾回收利用。
实施例:用本方法由劣质磷矿生产磷酸二氢钾及氮磷钾复合肥料(本例以普钙为原料)。
工艺流程见附图1
简要说明:用净化器分离的洗水及循环液和普钙浸渣洗水共同浸取普钙,以保证大部分水在系统中循环,可减小蒸发量。
净化器中首先泵入复合反应器输出地含氨母液(同时含适当的无机沉淀剂如氯化钾等),並泵入K2SiF6料浆,搅拌反应(一般反应),继之输入普钙浸取液至适量,反应温度50-100℃(二段反应),反应至终点。终点PH=3.0至6.5范围内一恰当值。並检验杂质及氟含量合格。过滤,滤液蒸发至适度,冷却后即可析出磷酸二氢钾(可制得二级品)。母液进入复合反应器在其中依次完成以下作用(为减少过滤、运输和氨逸散,全部过程在此密闭容器内完成):
(1)通氨至P2O5析出完全(生成(NH4)3PO4·3H2O微溶于稀氨水)。
(2)通压缩空气(或外部配套设备抽真空)排出母液(返回净化器)剩下磷酸三铵结晶。
(3)固定:有两种方式固定磷酸三铵。方法一:夹套内通蒸汽(80-120℃)释出部分氨。使转化为磷酸二铵。方法二:流入循环母液並加适当数量硫酸,发生反应。
(4)输入各种配料如尿素、钾盐等,搅拌后放料过滤,即得所要求的复合肥料晶体。
生产的磷酸二氢钾和复肥数量比可以按需要调节。实验结果表明,磷酸二氢钾每吨产品需蒸发水分0.35-0.45吨,而同时生产的含磷复肥则实际上等价于不经浓缩直接获得固体产品。
在本过程中析出磷酸二氢钾后,也可不进行析出三铵的步骤,而直接将母液浓缩后得到氮-磷-钾复合肥料。
与现有生产技术相比,本发明有以下优点:
1、可以用劣质磷矿经湿法生产出工业级的磷酸盐产品(钾盐、钠盐等等),並同时生产多元素复合肥料,与作者先前的氟化物(循环)沉淀法比,过程简单,成本更低。与料浆浓缩法比,节约能源,且设备简化。
2、产品质量好。磷酸盐产品可达到二级品以上,肥料为全水溶性,杂质的影响被彻底克服。
实施例二:氟化物净化,氨析出法生产氮、磷、(钾)复合肥料。
本例基本原理与前例相同,但因不生产工业级磷酸盐产品,故过程更简单。工艺流程如下,见附图2。
除不生产磷酸二氢钾外,其余情况与前例基本相同,不再说明。但在本例中可以做到基本上不浓缩,故能耗很低,这是本方法的突出优点其原因在于用氨沉淀后分离的母液被循环使用,全过程中只补充少量洗渣水,而此洗水量为磷石膏及净化渣带出系统的水量所平衡。
④文件名称 页 行 补正前 补正后
说明书 第3 倒11 0.35-0.45吨, 3.5-4.5吨,