[发明专利]磷石膏球磨制备用作肥料的硫酸铵的方法

说明书

技术领域

本发明属于铵的硫酸盐的制备方法，涉及一种磷石膏球磨制备用作肥料的硫酸铵的方法。特别适于制备农业用作肥料的含可溶性硫和氮的优质二元化肥；也适于硫酸铵产品的制备，产品用作食品催化剂、缓冲剂，皮革脱灰剂，以及染织、医药产业等的原料。 

背景技术

磷石膏是湿法磷酸生产过程中的副产物，其主要成分为CaSO₄·2H₂O。随着磷酸工业的发展，磷石膏的排放量也日益增大，每生产1t磷酸(按100％P₂O₅计)就会产生4.5～5.0t的磷石膏。我国每年磷石膏的排放量超过2000万吨，其利用率很低，目前磷石膏主要用于建材、农业和化工产品的制备，相当一部分企业采取填埋和堆放的方法来处理这一废渣，不仅占用大量土地，而且对周围环境造成不良影响，给生产企业带来很大的负担。因此，磷石膏的处置和利用越来越得到人们的关注，成为磷酸工业实现可持续发展的关键。 

现有技术中，由磷石膏制备硫酸铵的工艺一般为湿法转化法，即：在密封的搅拌反应器中加入碳酸氢铵和水，使碳酸氢铵溶解，并加适量氨水，接着加入适量的磷石膏粉，在一定温度下，搅拌使其发生以下化学反应： 

CaSO₄·2H₂O+2NH₄HCO₃＝(NH₄)₂SO₄+CaCO₃+CO₂+3H₂O 

反应2.0～3.0h后，停止反应，取出料液，抽滤分离，用水洗涤沉淀，将滤液浓缩到过饱和，冷却、结晶、干燥，制得硫酸铵产品。此工艺条件为：反应温度60～70℃，反应时间2.0～3.0h，物料配合比(n_磷石膏∶n_NH4HCO3) ＝1.01～1.20，液固比2.4～15(重量比)。 

采用该方法生产硫酸铵存在下列不足： 

(1)反应要求在较高温度下进行，不仅设备复杂，而且能量消耗大，生产成本较高； 

(2)反应时间较长，物料的处理效率低； 

(3)液固比过大，加水量过多，不但后期的浓缩、结晶、干燥要消耗大量的能量，而且处理的磷石膏和碳酸氢铵物料量小，效率低。 

发明内容

本发明的目的旨在克服上述现有技术中的不足，以磷石膏和碳酸氢铵为原料，通过采用球磨的方式，提供一种速度快、产率高、能耗低、效率高的磷石膏球磨制备用作肥料的硫酸铵的方法。 

本发明的内容是：一种磷石膏球磨制备用作肥料的硫酸铵的方法，其特征之处是包括下列步骤： 

a、配料：取磷石膏、碳酸氢铵和水为原料；根据CaSO₄.2H₂O与NH₄HCO₃反应的化学计量比，将CaSO₄.2H₂O的用量按重量百分比过量1％～20％(即：按CaSO₄.2H₂O的理论用重量的101％～120％取CaSO₄.2H₂O配料)；按磷石膏中的CaSO₄.2H₂O含量折算成所需磷石膏和碳酸氢铵的用量，按水∶(磷石膏+碳酸氢铵)＝0.05～0.25的重量比例加水； 

b、球磨反应：将磷石膏、碳酸氢铵和水投入球磨机中，按球料比(重量比)为3～5投入磨球，在常温下，球磨反应20min～60min后，将其干燥即制得用作肥料的硫酸铵产品。得到的物料中硫酸铵产率达99.99％。 

本发明的化学反应方程式以下： 

CaSO₄·2H₂O+2NH₄HCO₃＝(NH₄)₂SO₄+CaCO₃+CO₂+3H₂O 

 本发明的内容中：所述原料磷石膏与碳酸氢铵配比的计算，例如：如果原料磷石膏中CaSO₄.2H₂O含量为86.285％，磷石膏的用量过量15％，则：