CN106745156A - 一种硝酸分解磷矿联产硝酸钾及硝酸磷钾复合肥的方法 - Google Patents

一种硝酸分解磷矿联产硝酸钾及硝酸磷钾复合肥的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及磷矿综合利用技术领域，尤其是一种硝酸分解磷矿联产硝酸钾及硝酸磷钾复合肥方法，通过硝酸分解磷矿，将酸解液脱钙处理，脱钙液进行结晶分离，获得硝酸钾，再将结晶后余液进行中和、浓缩、干燥，获得硝酸磷钾复合肥；使得对于硝酸分解磷矿制备硝酸钾和硝酸磷钾复合肥的工艺流程缩短，能耗降低，而且还使得附加产品的价值得到了提高，降低了磷矿处理成本。

Description

一种硝酸分解磷矿联产硝酸钾及硝酸磷钾复合肥的方法
技术领域
本发明涉及磷矿综合利用技术领域，尤其是一种硝酸分解磷矿联产硝酸钾及硝酸磷钾复合肥的方法。
背景技术
随着磷矿处理过程中产生的磷石膏堆存量的逐渐增大，并且由于磷石膏的品质较差，导致磷石膏的进一步利用受限，磷石膏的堆存处理带来了巨大的环境风险及经济负担，由于硫酸分解磷矿难以克服的自身缺陷，导致用于磷矿处理的新技术的不断出现。而硝酸分解磷矿或许成为磷化工产业未来方向，通过硝酸分解磷矿制备磷酸、硝酸磷肥，联产硝酸盐(硝酸铵、硝酸钾等),使得磷矿的综合利用效率得到提高。
目前，我国硝酸磷肥的生产技术，主要是在上世纪从国外引进的，该生产技术是通过冷冻分离硝酸钙生产硝酸磷肥；随着该法的引入应用，使得大量的硝酸钙产生，而硝酸钙在市场上的销售价值较低，使得硝酸处理磷矿的附加值低，造成硝酸处理磷矿的利润不理想；为此，有研究者开始萌生将硝酸钙转化为硝酸钾，使得产品的附加值得到提高，确保加入的硝酸成分得到大量的利用，提高磷矿处理的附加值，如专利申请号为200910085793.0《一种由硝酸磷肥副产品硝酸钙生产硝酸钾的方法》和专利申请号为201110390100.6《一种由硝酸磷肥副产品硝酸钙制备硝酸钾的方法》等，但是该方法都是采用硝酸对磷矿处理后，将其采用冷冻法分离出硝酸钙，再将硝酸钙采用氯化钾转化为硝酸钾，这不仅造成了处理工序复杂，能耗高，而且在提高产品附加值时的成本较高。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种硝酸分解磷矿联产硝酸钾及硝酸磷钾复合肥的方法。
具体是通过以下技术得以实现的：
一种硝酸分解磷矿联产硝酸钾及硝酸磷钾复合肥方法，将磷矿用硝酸分解，并将酸解液采用硫酸钾脱钙处理，得到脱钙液，将脱钙液浓缩、结晶、分离，得到粗硝酸钾和结晶余液，对结晶余液中和，浓缩，干燥，得到硝酸磷钾复合肥；对粗硝酸钾进行重结晶，净化过滤，分离得到精制硝酸钾。该法在处理过程中，使得磷矿采用硝酸处理，能够直接获得硝酸钾产品，而且还能够获得硝酸磷钾复合肥，有效的提高了磷矿硝酸处理过程中的附加值，降低了处理能耗。
在处理过程中，磷矿与硝酸混合酸解，发生如下反应：
10HNO3+Ca5F(PO4)3＝5Ca(NO3)2+3H3PO4+HF
再向酸解液中加入硫酸钾后，其发生如下反应：
5Ca(NO3)2+5K2SO4+3H3PO4+10H2O＝5CaSO4 2H2O+10KNO3+3H3PO4
再将其进行过滤，得到了二水硫酸钙产品，即就是俗称的石膏，由亍酸解过程中将酸不容物等杂质得到有效分离，使得沉淀出的石膏纯度高，白度好，将其作为建筑材料时，其性能较佳，提高了磷化工副产石膏的附加值；再将脱钙之后的液体进行硝酸钾产品的制备，并将粗硝酸钾进行重结晶净化处理，提高了硝酸钾的纯度。用于磷矿处理的硝酸部分用于制备硝酸钾，降低了硝酸钾的生产成本；对于结晶获得硝酸钾后的余液，进行中和处理后，可制备部分水溶或全水溶硝酸磷钾复合肥，有效的降低了磷矿处理的成本，提高了磷矿加工产品附加值及市场竟争力。
本发明创造最大的优点在于，能够根据脱钙液中硝酸钾的结晶析出量来调整硝酸磷钾复合肥中的氮磷钾相对比例，能够有效的根据农作物的需求，进而制备出专用复肥，而且还能够产出附加值较高的硝酸钾产品，使硝酸分解磷矿生产企业利润得到提高。
优选，所述的磷矿，其采用硝酸分解过程中，温度为50-55℃，反应时间为1-2h。
优选，所述的硫酸钾脱钙，是将硫酸钾采用热水溶解后，再将其加入酸解液中，控制温度为60-80℃，反应1.5-2.5h。
优选，所述的脱钙液浓缩是将脱钙液浓缩至二分之一体积，并在室温下分离。
优选，所述的粗硝酸钾，其重结晶是加入热水溶解净化后，将其冷却结晶分离。
优选，所述的结晶余液中和，是调整pH值为6-6.5，浓缩是采用蒸发浓缩。
优选，所述的结晶液中和是采用氨气中和处理。
优选，所述的粗硝酸钾，其在重结晶过程中，将其过滤得到的滤液返回与结晶余液混合处理。
优选，所述的热水溶解，热水温度为40-60℃。
通过硝酸分解磷矿，将酸解液脱钙处理，脱钙液进行结晶分离，获得硝酸钾，再将结晶余液进行中和、浓缩、干燥，获得硝酸磷钾复合肥；使得对于硝酸分解磷矿制备硝酸钾和硝酸磷钾复合肥的工艺流程缩短，能耗降低，而且还使得产品的价值得到了提高，降低了磷矿处理成本。
本发明创造尤其适用于中低品位磷矿进行处理，能够使得对中低品位磷矿处理的成本相对传统处理方法更低。
附图说明
图1为本发明创造的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
以下实施例中，采用的原矿中的成分，如下表1所示：
表1
项目 P2O5 CaO MgO Fe2O3 Al2O3 F AI
％ 33.03 47.75 2.09 0.95 0.67 3.1 5.58
实施例1
如图1所示，一种硝酸分解磷矿联产硝酸钾及硝酸磷钾复合肥方法，取磷矿300g，质量百分浓度为57％的硝酸624g，在2000mL烧杯中搅拌反应，保持温度为50～55℃，反应1.5h，抽滤，滤液为酸解液；
将450g硫酸钾采用1000mL热水溶解，调制成浆液，然后与酸解液在3000mL烧杯中，搅拌反应，控制温度为60～80℃，反应2h，过滤分离，滤液为脱钙液；滤渣为石膏。
将脱钙液浓缩至一半体积，然后搅拌下冷却至室温，过滤分离，得到粗硝酸钾和滤液；
将粗硝酸钾采用热水溶解后，将其重结晶处理，得到硝酸钾产品，重结晶母液与滤液混合，得到混合液；
将滤液或混合液采用氨中和至pH值为6～6.5，蒸发浓缩干燥，得到硝酸钾复合肥。
实得到硝酸钾产品为281.7g，硝酸磷钾复合肥347.4g；检测产品：硝酸钾纯度为99.2％，硝酸磷钾复合肥中氮含量为16.52％，五氧化二磷26.3％，氧化钾20.3％。
实施例2
同实施例1过程，实得硝酸钾产品控制为341g，硝酸磷钾复合肥312.3g；检测产品：硝酸钾纯度为99.1％，硝酸磷钾复合肥中氮含量为14.5％，五氧化二磷含量27.5％，氧化钾18.6％。
实施例3
在实施例1的基础上，调整硝酸与磷矿的反应时间为2h，再将其抽真空过滤；除了进行上述调整外，在某些实施例中，也可以是将硝酸与磷矿的反应时间为1h，即就是只要能够确保硝酸与磷矿充分作用即可，对于硝酸与磷矿充分作用后的酸不容物，按照常规的过滤方式过滤即可。
在进行中和处理的过程中，除了采用氨中和处理外，也可以采用其他碱性物质进行中和(如氢氧化钾)。
在某些实施例中，对于热水溶解，优选热水温度为40～60℃。

Claims (9)

1.一种硝酸分解磷矿联产硝酸钾及硝酸磷钾复合肥方法，其特征在于，将磷矿用硝酸分解，并将酸解液采用硫酸钾脱钙处理，得到脱钙液，将脱钙液浓缩、结晶、分离，得到粗硝酸钾和结晶余液，对结晶余液中和，浓缩，干燥，得到硝酸磷钾复合肥；对粗硝酸钾进行重结晶，经净化过滤、结晶分离得到精制硝酸钾。
2.如权利要求1所述的硝酸分解磷矿联产硝酸钾及硝酸磷钾复合肥方法，其特征在于，所述的磷矿，其采用硝酸分解过程中，温度为50-55℃，反应时间为1-2h。
3.如权利要求1所述的硝酸分解磷矿联产硝酸钾及硝酸磷钾复合肥方法，其特征在于，所述的硫酸钾脱钙，是将硫酸钾采用热水溶解后，再将其加入酸解液中，控制温度为60-80℃，反应1.5-2.5h。
4.如权利要求1所述的硝酸分解磷矿联产硝酸钾及硝酸磷钾复合肥方法，其特征在于，所述的脱钙液浓缩是将脱钙液浓缩至二分之一体积，并在室温下分离。
5.如权利要求1所述的硝酸分解磷矿联产硝酸钾及硝酸磷钾复合肥方法，其特征在于，所述的粗硝酸钾，其重结晶是加入热水溶解后净化过滤，再将其浓缩、冷却结晶分离。
6.如权利要求1所述的硝酸分解磷矿联产硝酸钾及硝酸磷钾复合肥方法，其特征在于，所述的结晶余液中和，是用氨调整pH值为6-6.5，浓缩是采用蒸发浓缩。
7.如权利要求1或6所述的硝酸分解磷矿联产硝酸钾及硝酸磷钾复合肥方法，其特征在于，所述的结晶余液中和是采用氨气中和处理。
8.如权利要求1或6所述的硝酸分解磷矿联产硝酸钾及硝酸磷钾复合肥方法，其特征在于，所述的粗硝酸钾，其在重结晶过程中，将其分离结晶得到的母液返回脱钙结晶余液进一歩处理。
9.如权利要求3或5所述的硝酸分解磷矿联产硝酸钾及硝酸磷钾复合肥方法，其特征在于，所述的热水溶解，热水温度为40-60℃。
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