[发明专利]利用高镁磷尾矿渣生产硫镁肥的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，具体来说涉及一种生产硫镁肥的方法。

背景技术

磷矿是一种重要的化工矿物原料，主要用来生产磷酸、磷酸盐、磷肥及磷复肥。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，通过各种选矿技术对磷矿进行富集，每生产一吨磷精矿，将产生0.44吨的尾矿，每年将产生700万吨的磷矿尾矿。磷石膏是湿法磷酸生产时排出的固体废渣，每生产一吨湿法磷酸(以100％P2O5计)，将产生磷石膏4-5吨，我国磷化工行业每年排放磷石膏约为5000万吨，并且正以每年15％的速率增长，目前总的利用率只有10％左右。磷矿尾矿和磷石膏排放不仅会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，磷石膏中所含的一定量的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。因此，大量磷矿尾矿和磷石膏堆放不仅会占用土地，而且严重污染环境。从高镁磷尾矿看，所含组分为：P₂O₅ 5.1-6.2％，CaO 31-34％，MgO 18.8-21％，SiO₂ 1.2-2％，Fe₂O₃0.25-0.3，Al₂O₃ 0.26-0.35。另外，磷石膏中含有的SO₄^2-为49-52％，水溶P₂O₅ 0.8-1.2％。

硫是作物生长发育不可缺少的营养元素，就需要量而言仅次于氮磷钾，被列为第四大营养元素。油菜等十字花科和百合科作物需硫量较多。镁是作物必需的营养元素，是叶绿素的组成部分，能促进光合作用；是许多酶的活化剂，能促进各种物质的合成，如维生素A、维生素C等，从而提高果品和蔬菜品质；能促进作物对磷、硅元素的吸收，增强磷的营养代谢，提高作物抗病能力。磷是促进作物生长、担负作物生命活动的重要元素，分布于作物体内的各个部位，是细胞核蛋白的组成部分。植物一旦缺磷、镁、硫，其生长缓慢、延迟成熟，产量和品质也会降低。土壤缺镁、硫非常普遍，新西兰、澳大利亚等地区的土壤都缺磷、镁和硫，许多国家镁肥和硫肥已成为常规肥施用。土壤缺肥严重，会出现油菜“花而不实”，棉花“蕾而不花”，造成严重减产。

目前国内外使用最广泛的硫镁肥为硫酸镁。该肥料水溶性高，见效快：但易流失，生产成本高，需耗费大量硫酸，生产原料轻烧氧化镁由菱镁矿烧制，需消耗能源和开采菱镁矿。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种能实现高镁磷尾矿渣和磷石膏资源化利用，将高镁磷尾矿渣中的镁大部分转化成水溶性镁，并且含有磷和硫的复合肥，且生产成本低的利用高镁磷尾矿渣生产硫镁肥的方法。

本发明的一种利用高镁磷尾矿渣生产硫镁肥的方法，包括如下步骤：

(1)经烘干、粉碎后的高镁磷尾矿渣与磷石膏粉以配料质量比为1.538～1.818的比例混合，然后与含P₂O₅为36～40％的磷酸和85～92％硫酸的混酸反应5～8min，其混酸浓度为53～60％，反应温度控制在55～75℃；

(2)反应物料在100℃下烘干堆放至室温，粉碎后加水造粒，经干燥、筛分，使其颗粒为2～4mm的≥90％，平均抗压强度达到35N以上。

上述的利用高镁磷尾矿渣生产硫镁肥的方法，其中：为了实现产品的水溶性MgO4.25～5.6％的指标，可以在高镁尾矿渣中加入轻烧镁粉，加入量为100kg高镁磷尾矿渣中不超过7kg；

上述的利用高镁磷尾矿渣生产硫镁肥的方法，其中：烘干、粉碎的高镁磷尾矿渣和磷石膏的堆放物料，其粒度≥120目；

上述的利用高镁磷尾矿渣生产硫镁肥的方法，其中：与高镁磷尾矿渣与磷石膏粉混合物料反应的磷酸可用含杂质较高的萃余磷酸、淤渣磷酸和生产磷酸脲后的母液，硫酸为废的或回收的硫酸。