[发明专利]一种硝酸分解磷矿粉生产硫基复合肥料的方法及其系统

说明书

技术领域

本发明特别涉及一种硫基复合肥料的方法及其系统，特别涉及一种硝酸分解磷矿粉生产硫基复合肥料的方法及其系统。属于肥料领域。

背景技术

目前生产硝基-硫基复合肥的方法中，最具代表性的是管式反应器-回转鼓氨化粒化工艺。其主要工艺特点为：硫酸钾，硝酸铵与造粒机管式反应器中喷出的磷铵料浆在转鼓造粒机中混合，粘结成粒。粒子经干燥，筛分，包裹后即为成品。

该制备方法使用硫酸钾和硝酸铵等成品肥料作为原料。原料硝酸铵主要是由稀硝酸与氨中和制得。原料硫酸钾主要由曼海姆法转化制得。该制备方法的缺点在于使用了本来可以作为成品肥出售的硝铵和硫酸钾为原料，做了二次加工，工序繁杂，中间运输，包装物等损耗大。生产硫酸钾的曼海姆工艺，基建、设备投资大，反应温度在600～700℃，能耗高，腐蚀严重。

二十世纪九十年代，为了降低硫基肥成本，有人开发了低温转化的硫酸氢钾工艺，将反应温度由曼海姆法的600～700℃降低至110～130℃，缓解了腐蚀，基建、设备投资大幅降低。该工艺主要技术特点：浓硫酸与氯化钾在内衬耐酸瓷砖的混凝土反应槽中反应，直接通入蒸汽加热保温，反应生成硫酸氢钾和氯化氢，氯化氢被水吸收生成盐酸。脱氯转化后的硫酸氢钾料浆与稀磷酸混合，制得混酸，混酸在中和槽或造粒机管式反应器中氨化，生成氨化料浆。根据氨化形式不同，氨化料浆或者直接喷入造粒机，转鼓粘结成粒，或者将在预中和槽中氨化好的料浆用泵运输送至造粒-干燥一体机中，低压蒸汽雾化后涂布造粒。该工艺降低了转化脱氯温度，但是迫于工艺的水、热平衡，硝态氮很难大量加入。

因此，本发明提供一种硝酸直接分解磷矿，同时结合了浓硫酸氯化钾低温脱氯工艺生产硫基复合肥的工艺及其方法，该工艺比以上工艺简单直接，能耗低，腐蚀少，减少了基建、设备的数量和投资。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种工艺简单直接，能耗低，腐蚀小，基建、设备投资少的硝酸直接分解磷矿，同时结合浓硫酸氯化钾低温脱氯工艺生产硫基复合肥的方法。

本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的：

一种硝酸分解磷矿粉生产硫基复合肥料的方法，其步骤如下：

(1)硫酸氢钾制备

将硫酸和氯化钾加入混凝土反应槽，维持硫酸过量20％～100％，槽底通蒸汽加热，反应温度维持在110～130℃，停留时间控制在5～10小时，反应生成的氯化氢被风机抽入盐酸吸收系统，依次通过换热器、降膜吸收器、填料塔等3～5级吸收，最后生成浓度30％左右盐酸，反应产物为混酸I；

主要化学反应：KCI+H₂SO₄＝KHSO₄+HCl↑

(2)硝酸分解磷矿粉

从硝酸装置出来的40％～60％稀硝酸经流量计计量后加入混凝土反应槽，磷矿粉由皮带计量称计量后加入反应槽，维持硝酸与磷矿粉的摩尔比在10：1～2：1之间，反应温度为40～100℃；同时通入少量蒸汽维持反应温度；反应产物为混酸II；

根据不同的硝酸加入量，主要化学反应有：

3Ca₃(PO₄)₂·CaF₂+7HNO₃＝6CaHPO₄+3.5Ca(NO₃)₂+HF+0.5CaF₂

3Ca₃(PO₄)₂·CaF₂+14HNO₃＝3Ca(H₂PO₄)₂+7Ca(NO₃)₂+2HF

3Ca₃(PO₄)₂·CaF₂+20HNO₃＝6H₃PO₄+10Ca(NO₃)₂+2HF

4HF+SiO₂＝SiF₄↑+2H₂O

(3)混酸I与混酸II混合

将步骤(1)所得混酸I与步骤(2)所得混酸II经溢流管溢流，进入硫酸钙结晶槽(4#或7#)，混合反应，混合物为混酸III；

(4)将步骤(3)所得混酸III与液氨或气氨反应，得硫基复合肥料。