本发明涉及混合磷肥的生产方法,具体是一种利用中低品位磷矿石生产一级钙镁磷肥的生产方法。 优质钙镁磷肥含有农作物所需的磷、钙、镁、硅、铁、铝、硼、锰等多种养分,具有施用后水土流失少,不污染环境,不块结土地,还能改良土壤等优点,特别是近年来以钙镁磷肥为基料的包裹肥技术的发展和应用,其用量正迅速增加。现有技术中,生产一级品以上的钙镁磷肥,一般都要用P2O528%以上的磷矿石,而自然界中存在着大量中低品位的磷矿石(P2O5<25%),仅以云南昆阳磷矿为例,已完成开采地质勘探的四个露天采区中,目前还有中低品位的磷矿石3000多万吨。长期以来,中低品位的磷矿石都没有得到合理利用,作为废石丢弃,资源浪费十分严重。对此,国内外尚无用中低品位的磷矿石直接生产优质磷肥的资料报道。生产中有的采用选矿方法进行富集处理,增加了设备投资,加大了生产成本。
在钙镁磷肥的生产中,配料是决定生产状况的关键工序,目前普遍采用余钙碱度法和玻璃因子法进行配料计算,由于中低品位磷矿石,一般不是高硅矿,就是高钙矿或高镁矿(自熔矿除外),很难得到满意的结果。
本发明地目的是提供一种直接以中低品位的磷矿石为原料,适应范围广,配料合理,操作简单,生产工况稳定,直接制备优质磷肥的生产方法,以便合理利用磷资源,有效减少资源浪费。
本发明以钙镁磷肥的熔点图为依据,以100公斤钙镁磷肥为基准,根据产品和原料、燃料中主要组份的百分含量直接配制生产所需原料,其操作步骤为:
1、测定原料矿的百分组成;
2、测定溶剂矿及焦炭的百分组成;
3、测定原料矿灼失后的百分组成;
4、计算预计可以配成的粗肥组成;
5、计算磷矿石用量;
6、根据磷矿石用量和预计粗肥组成计算相应熔剂矿的用量;
7、计算批料方案;
8、核算粗肥情况;
9、调整、确定配料方案,进行实际配料。
现分别以高钙、高镁、低硅的磷矿石(矿样1)和高硅、低钙、低镁的磷矿石(矿样2)以及两种矿样的配合矿为例,对本发明的内容作详细说明,但本发明的内容不限于实施例所述。
表1为两个矿样的百分(%)组成表;
表2为熔剂矿及焦炭的百分(%)组成表;
表3为灼失后的百分(%)组成表;
表4为配合矿的百分(%)组成表;
表5为预计能配出的粗肥百分(%)组成表;
表6为生产100公斤粗肥原料矿用量表(单位:公斤);
表7为配料方案表(单位:公斤);
表8为配出的粗肥百分(%)组成表。
表1.矿样P2O5CaOMgOSiO2Fe2O3Al2O3灼失1号17.3539.0810.226.180.870.6324.552号22.5034.903.1426.300.760.458.13
表2.名称CaOMgOSiO2Fe2O3Al2O3灼失白云石28.0618.419.5----42.19蛇蚊石5.6632.9538.685.53--15.61硅 石1.421.1382.783.496.853.81焦灰5.881.2743.170.8339.79--
表3.矿样P2O5CaOMgOSiO2Fe2O3Al2O31号23.0051.8013.558.191.150.832号24.4937.993.4228.630.830.49
表4.矿 样P2O5CaOMgOSiO2Fe2O3Al2031号矿样一份2号矿样二份20.7836.295.5019.590.800.51
表5.方案矿样TPCaOMgOSiO2Fe203Al20311号17.7640.6510.3426.541.403.2922号19.5038.6910.2027.250.911.723配合矿20.8237.8110.2426.471.572.23
表6.方案1号样2号样白云石蛇纹石硅 石总量1104.45---21.88126.332-88.4426.947.31-122.69334.0868.16-13.84-116.08
表7.方案1号样2号样白云石蛇纹石硅石总量焦炭11240---26015003302-108033090-15003303440880-180-1500300
表中代号的说明:
TP:表示全磷含量;
CP:表示有效磷含量;
A:表示产率;
P:表示磷矿石加工贫化率;
实施例:
实施本发明采用的两个矿样(1号、2号)经灼失后的百分组成如表3所示。用灼失后的矿样进行配合得到的配合矿的百分组成如表4所示,三种配料方案,即为本发明的三个实施例。
具体操作步骤如下:
一、计算预计可以配成的粗肥组成
根据熔点图,参考原料、燃料组成,经过平衡组成计算可得出能配制出的粗肥组成表如表5所示。
二、计算磷矿石用量
以100公斤粗肥为基准,磷损为2%,则:
1、单独使用1号矿样时磷矿石的用量为:
17.76公斤÷(1-2%)÷17.35%=104.45公斤
2、单独使用2号矿样时磷矿石的用量为:
19.50公斤÷(1-2%)÷22.50%=88.44公斤
3、配矿使用时:
配合矿总量为
20.82公斤÷(1-2%)÷20.78%=102.24公斤
其中:1号矿样的用量为:
102.24公斤×1/3=34.08公斤
其中:2号矿样的用量为:
102.24公斤×2/3=68.16公斤
三、根据磷矿石用量和预计粗肥组成计算相应的溶剂矿用量
按照生产100公斤粗肥用26公斤焦炭,其焦炭的灰分为17.60%,则焦灰的重量为:26公斤×17.60%=4.58公斤
1、方案(单独使用1号矿样时):
白云石的用量:磷矿石和焦炭中含有CaO的总量为,
104.45公斤×39.08%+4.58公斤×5.88%=41.09公斤
对照表5衡量,CaO量已够,不需加白云石。
蛇纹石的用量:磷矿石和焦炭中含有MgO的总量为,
104.45公斤×10.22%+4.58公斤×1.27%=10.73公斤
对照表5衡量,MgO量已够,不需加蛇纹石。
硅石的用量:磷矿石和焦炭中含有SiO2的总量为,
104.45公斤×6.18%+4.58公斤×43.17%=8.43公斤
对照表5衡量,1号矿样需要SiO2的总量为26.54公斤,因此需要加入的硅石量为,
(26.54公斤-8.43公斤)÷82.78%=21.88公斤
2、方案2(单独使用2号矿样时):
计算方法同方案1(略),计算结果是白云石的用量为26.94公斤、蛇纹石的用量为:7.31公斤,SiO2的量已够,不需加入硅石。
3、方案3(配矿使用时):
计算方法同方案1(略),计算结果是CaO基本已够,不需加白云石,蛇纹石的用量为:13.84公斤,SiO2的量已够,不需加入硅石。
按照上述配料的三种方案,生产100公斤钙镁磷肥所需的各种原料矿的用量如表6所示。
四、计算批料方案
在实际生产中,把预计的投料的批重量除以表6中的总量,再乘以该方案中相应矿石的用量数,就得出了该矿的批重量;焦炭的重量等于批矿总量乘以燃料率,当矿石批量为1500公斤,燃料率为22%时,为方便生产,取10的整数。三个实施例的配料方案如表7所示。
五、确定粗肥中主要组份情况
当高炉转化率为93%时,方案1各成分的总重量分别为:
TP=1240×17.35%×98%=210.84(公斤)
CP=210.84×93%=196.08(公斤)
CaO=1240×39.08%+260×1.42%+330×17.60%×5.88%=491.70(公斤)
MgO=1240×10.22%+260×1.13%+330×17.60%×1.27%=130.40(公斤)
SiO2=1240×6.18%+260×82.78%+330×17.60%×43.17%=316.93(公斤)
Fe2O3=1240×0.87%+260×3.49%+330×17.60%×0.83%=20.34(公斤)
Al2O3=1240×0.63%+260×6.85%+330×17.60%×39.79%=48.73(公斤)
∑=210.84+491.70+130.40+316.93+20.34+48.73=1218.94(公斤)
产率A=1218.94÷1500×100%=81.26%
由此可确定粗肥中主要组份的百分含量为:
TP=210.84÷1218.94×100%=17.30%
CP=196.08÷1218.94×100%=16.09%
CaO=491.70÷1218.94×100%=40.34%
MgO=130.40÷1218.94×100%=10.70%
SiO2=316.93÷1218.94×100%=26.00%
Fe2O3=20.34÷1218.94×100%=1.67%
Al2O3=48.73÷1218.94×100%=4.00%
磷矿石加工贫化率P= (17.35-16.09)/17.35 ×100%=7.26%
方案2、方案3也用与方案1相同的方法确定。
本发明三个实施例粗肥的情况如表8所示。
算出粗肥情况后,对某个元素还偏高或偏低,一般作少量调整即可得到效果很好的配矿方案。
采用本发明的配料方法,经92天的工业性试验,达到的主要技术经济指标如下:
平均成品有效P2O5≥18%
平均成品转化率≥9
平均成品水份≤0.5%
细度(0.25毫米标准筛通过率)≥80%
磷矿石平均品位P2O520.72%
半成品平均有效率 18.86%
矿耗 3534公斤/吨P2O5
半成品电耗:45.6度/吨
半成品配料成本(原料、燃料、电力)84.5元/吨
本发明与现有技术相比,具有以下突出的优点:
1、本发明构思独特,克服了该技术领域的传统技术的局限,解决了钙镁磷肥生产领域中人们渴望解决,但始终未能获得成功的技术难题;
2、以中低品位的磷矿石为原料,适应范围广,在没有富矿或富矿不多的地区,现在生产一级品以下的钙镁磷肥的生产厂,使用本发明的配料技术方案,可有效提高产品的有效磷含量,生产出优质钙镁磷肥;
3、采用本发明,传统的生产装置和设施不需作任何改动,不需要增加选矿流程及设备,可以在钙镁行业广泛推广应用;本法配料合理,操作简单,生产工况稳定,直接制备优质磷肥。可合理利用磷资源,可节省大量高品位的磷矿石,用于必须用高品位磷矿石的行业,减少资源浪费,具有良好的市场前景和巨大的经济效益。