CN101618981A - 利用磷尾矿再选副产高镁尾矿渣生产磷镁复合肥的方法 - Google Patents

利用磷尾矿再选副产高镁尾矿渣生产磷镁复合肥的方法 Download PDF

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胡宏
杨三可
解田
杨丽萍
孙志岩
周涛
李艳
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Abstract

本发明公开了一种利用磷尾矿再选副产高镁尾矿渣生产磷镁复合肥的方法，将磷尾矿再选副产高镁尾矿渣烘干到含水分1－2％、粉碎后与含P2O5重量浓度为36－45％的磷酸和重量浓度为93－98％硫酸的混酸在反应器中混合反应，其中高镁尾矿渣∶磷酸∶硫酸的重量比为2.13∶1.01∶1.00，控制反应时间35－55min，反应温度在50－80℃；将得到的新鲜磷镁复合肥在90－100℃下烘干到含游离水分3－10％，堆放至室温，粉碎加工成粉状磷镁复合肥。或将粉碎后磷镁复合肥送入圆盘造粒机加水造粒，经干燥、筛分制得颗粒状磷镁复合肥。本发明原料来源广、能耗低、生产周期短、产品质量可靠。

Description

利用磷尾矿再选副产高镁尾矿渣生产磷镁复合肥的方法
技术领域
本发明涉及化工领域，具体来说涉及一种生产复合肥的方法。
背景技术
我国80％的磷矿为中低品位磷矿，为了满足湿法磷酸工艺对原料矿石的品位要求，通过选矿技术对磷矿进行富集成商品磷矿，每生产一吨磷精矿，将产生0.44吨含大量磷、镁(P2O5为6.0-9.0％、MgO14.7-16％)的磷矿尾矿。为了使磷矿尾矿中的磷再富集，可以对磷矿尾矿再进行浮选，经过浮选后的尾矿渣，镁得到了进一步的富集，以重量百分比计：P2O5为4.5-6.8％，MgO为18.7-21％。长期以来，对磷矿浮选尾矿的处理都是采用选择自然筑坝堆存的方法。对于年产250万吨的磷精矿选厂来说，磷矿尾矿经过再选后，将产生再选高镁尾矿渣95万吨，对此将占用大量土地和农田，耗费较多的堆场建设和维护费用；而且露天存放，长期受风吹、日晒、雨淋，磷与氟等有害成分会通过大气、土壤地表或地下水等介质破坏生态环境，降低农作物产量和质量，直接或间接影响当地居民健康，造成的损失不可估量。
由于高镁尾矿渣中的五氧化二磷含量低(P2O54.5-6.8％)，有害杂质含量高，进行工业生产磷酸无经济价值，近几年来，虽为断有磷尾矿综合利用工艺问世，但未从根本上解决浮选后高镁尾矿渣的利用问题。而化肥市场需求巨大，而现有磷镁复合肥生产存在能耗高、成本高的问题。若将高镁尾矿渣中的Mg2+和P2O5等转化为化学肥料，既是根治高镁尾矿渣污染，变废为宝、又是提高资源综合利用率的根本途径。对保证农业发展及磷化工行业可持续发展，将资源优势转化为经济优势，具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种原料来源广、能耗低、生产周期短、产品质量可靠的利用磷尾矿再选副产高镁尾矿渣生产磷镁复合肥的方法。
本发明提供了一种利用磷尾矿再选副产高镁尾矿渣生产磷镁复合肥的方法，包括下列步骤：
(1)将磷尾矿再选副产高镁尾矿渣烘干到含水分1-2％、粉碎后与含P2O5重量浓度为36-45％的磷酸和重量浓度为93-98％硫酸的混酸在反应器中混合反应，其中高镁尾矿渣∶磷酸∶硫酸的重量比为2.13∶1.01∶1.00，控制反应时间35-55min，反应温度在50-80℃；
(2)将得到的新鲜磷镁复合肥在90-100℃下烘干到含游离水分3-10％，堆放至室温；
(3)将得到的磷镁复合肥粉碎加工成粉状磷镁复合肥。
上述的利用磷尾矿再选副产高镁尾矿渣生产磷镁复合肥的方法，其中：将粉碎后磷镁复合肥送入圆盘造粒机加水造粒，经干燥、筛分制得颗粒状磷镁复合肥。使其颗粒为1～4mm的≥90％，平均抗压强度达到35N以上。
上述利用磷尾矿再选副产高镁尾矿渣生产磷镁复合肥的方法，其中磷尾矿再选副产高镁尾矿渣粉碎后细度为90％以上通过120目。
上述利用磷尾矿再选副产高镁尾矿渣生产磷镁复合肥的方法，其中：磷镁复合肥以重量百分比计为：有效P2O5 20～25％，有效MgO 10～14％，游离H3PO4为1.5-2.5％。
本发明与现有技术相比，从以上技术方案可知，将中低品位磷矿浮选后尾矿再选副产高镁尾矿渣中非水溶性MgO大部分转变成水溶MgO和枸溶性MgO，在低pH的条件下与混酸转化，反应完全，时间短；产品含有效P2O5、有效MgO高，能耗低、产品质量可靠；由于利用的原料是制约磷化工企业发展的高镁尾矿废渣，减少了环境的污染且原料来源广，实现资源的循环利用，具有良好的社会效益和经济效益。
具体实施方式
实施例1
原料：
1)磷酸：w(P2O5)36％；
2)硫酸：工业硫酸，w(H2SO4)98％；
3)高镁尾矿渣：化学组成如下(以重量计)
  组成   P2O5   CaO   MgO   SiO2
  含量(％)   4.5   34.0   18.7   1.230
100kg烘干粉碎后细度为90％以上通过120目的高镁尾矿渣(含游离水分1％)、94.2kg磷酸、47.5kg硫酸加入带有搅拌器的反应槽中进行混合反应，反应过程中控制反应温度为50℃，反应时间为55min，反应结束后将物料卸出堆放在高温室中烘干，温度为100℃；烘干后冷却至室温，物料干固并硬化，将其粉碎加工成粉状磷镁复合肥产品。粉料通过加水在圆盘造粒机上进行团聚成粒，干燥，冷却，再筛分成粒径1mm-4mm，即为粒状磷镁复合肥产品。产品质量的分析结果如下：
 磷镁复合肥料  有效P2O5％  有效MgO％  游离H3PO4％  W(水分)％  抗压强度N  粒度(1mm-4mm)％
 粒状  20.0  10.0  1.5  1.8  35  90.0
实施例2
原料：
1)磷酸：w(P2O5)38％；
2)硫酸：工业硫酸，w(H2SO4)96％；
3)高镁尾矿渣：化学组成如下(以重量计)
  组成   P2O5   CaO   MgO   SiO2
  含量(％)   5.2   37.4   18.9   1.4     10
100kg烘干粉碎后细度为90％以上通过120目的高镁尾矿渣(含游离水分1％)、89.3kg磷酸、48.5kg硫酸加入带有搅拌器的反应槽中进行混合反应，反应过程中控制反应温度为60℃，反应时间为50min，反应结束后将物料卸出堆放在高温室中烘干，温度为100℃。烘干后冷却至室温，物料干固并硬化，将其粉碎加工成粉状磷镁复合肥产品。粉料通过加水在圆盘造粒机上进行团聚成粒，干燥，冷却，再筛分成粒径1mm-4mm，即为粒状磷镁复合肥产品。产品质量的分析结果如下：
 磷镁复合肥料  有效P2O5％  有效MgO％  游离H3PO4％  W(水分)％  抗压强度N  粒度(1mm-4mm)％
 粒状  21.4  11.2  1.6  1.65  37  91.0
实施例3
原料：
1)磷酸：w(P2O5)40％；
2)硫酸：工业硫酸，w(H2SO4)95％；
3)高镁尾矿渣：化学组成如下(以重量计)
  组成   P2O5   CaO   MgO   SiO2
  含量(％)   5.8   38.6   19.4   1.6
101kg烘干粉碎后细度为90％以上通过120目的高镁尾矿渣(含游离水分2％)、85.0kg磷酸、49.1kg硫酸加入带有搅拌器的反应槽中进行混合反应，反应过程中控制反应温度为65℃，反应时间为45min，反应结束后将物料卸出堆放在高温室中烘干，温度为95℃。烘干后冷却至室温，物料干固并硬化，将其粉碎加工成粉状磷镁复合肥产品。粉料通过加水在圆盘造粒机上进行团聚成粒，干燥，冷却，再筛分成粒径1mm-4mm，即为粒状磷镁复合肥产品。产品质量的分析结果如下：
 磷镁复合肥料  有效P2O5％  有效MgO％  游离H3PO4％  W(水分)％  抗压强度N  粒度(1mm-4mm)％
 粒状  22.8  12.2  1.8  1.65  35  92.0
实施例4
原料：
1)磷酸：w(P2O5)43％；
2)硫酸：工业硫酸，w(H2SO4)95％；
3)高镁尾矿渣：化学组成如下(以重量计)
  组成   P2O5   CaO   MgO   SiO2    20
  含量(％)   6.4   42.8   20.3   1.82
101kg烘干粉碎后细度为90％以上通过120目的高镁尾矿渣(含游离水分2％)、79.1kg磷酸、49.1kg硫酸加入带有搅拌器的反应槽中进行混合反应，反应过程中控制反应温度为75℃，反应时间为40min，反应结束后将物料卸出堆放在高温室中烘干，温度为90℃。烘干后冷却至室温，物料干固并硬化，将其粉碎加工成粉状磷镁复合肥产品。粉料通过加水在圆盘造粒机上进行团聚成粒，干燥，冷却，再筛分成粒径1mm-4mm，即为粒状磷镁复合肥产品。产品质量的分析结果如下：
 磷镁复合肥料  有效P2O5％  有效MgO％  游离H3PO4％  W(水分)％  抗压强度N  粒度(1mm-4mm)％
 粒状  24.2  13.4  2.2  1.72  35  92.8
实施例5
原料：
1)磷酸：w(P2O5)45％；
2)硫酸：工业硫酸，w(H2SO4)93％；
3)高镁尾矿渣：化学组成如下(以重量计)
  组成   P2O5   CaO   MgO   SiO2
  含量(％)   6.8   44.0   21.0   2.010
100kg烘干粉碎后细度为90％以上通过120目的高镁尾矿渣(含游离水分1％)、75.6kg磷酸、50.2kg硫酸加入带有搅拌器的反应槽中进行混合反应，反应过程中控制反应温度为80℃，反应时间为35min，反应结束后将物料卸出堆放在高温室中烘干，温度为90℃。烘干后冷却至室温，物料干固并硬化，将其粉碎加工成粉状磷镁复合肥产品。粉料通过加水在圆盘造粒机上进行团聚成粒，干燥，冷却，再筛分成粒径1mm-4mm，即为粒状磷镁复合肥产品。产品质量的分析结果如下：
 磷镁复合肥料  有效P2O5％  有效MgO％  游离H3PO4％  W(水分)％  抗压强度N  粒度(1mm-4mm)％
 粒状  25.0  14.0  2.5  1.72  36  93.5
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1、一种利用磷尾矿再选副产高镁尾矿渣生产磷镁复合肥的方法，包括下述步骤：
(1)将磷尾矿再选副产高镁尾矿渣烘干到含水分1-2％、粉碎后与含P2O5重量浓度为36-45％的磷酸和重量浓度为93-98％硫酸的混酸在反应器中混合反应，其中高镁尾矿渣∶磷酸∶硫酸的重量比为2.13∶1.01∶1.00，控制反应时间35-55min，反应温度在50-80℃；
(2)将得到的新鲜磷镁复合肥在90-100℃下烘干到含游离水分3-10％，堆放至室温；
(3)将得到的磷镁复合肥粉碎加工成粉状磷镁复合肥。
2、如权利要求1所述的利用磷尾矿再选副产高镁尾矿渣生产磷镁复合肥的方法，其中：将粉碎后磷镁复合肥送入圆盘造粒机加水造粒，经干燥、筛分制得颗粒状磷镁复合肥，使其颗粒为1～4mm的≥90％，平均抗压强度达到35N以上。
3、如权利要求1或2所述利用磷尾矿再选副产高镁尾矿渣生产磷镁复合肥的方法，其中磷尾矿再选副产高镁尾矿渣粉碎后细度为90％以上通过120目。
4、如权利要求3所述利用磷尾矿再选副产高镁尾矿渣生产磷镁复合肥的方法，其中：磷镁复合肥以重量百分比计为：有效P2O520～25％，有效MgO 10～14％，游离H3PO4为1.5-2.5％。
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