[发明专利]一种脱氟高浓度硝基氮磷钾复合肥的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于化工生产技术领域，具体涉及一种脱氟高浓度硝基氮磷钾复合肥的生产方法。

背景技术

目前，市场上硝基复合肥，一般是以硝酸铵为氮源，通过添加磷、钾等复肥原料，生产出的N、P、K高浓度复合肥料。以硝酸分解磷矿、冷冻法除钙工艺生产氮磷复合肥料，工艺路线先进，肥料品种良好，农用效果明显，在国民经济中发挥着重要作用。

从当前化肥销售价格情况看, 硝酸磷肥单位养分的售价在各种复合肥中是最低的，具有很强的竞争优势，在硝酸磷肥装置基础上开发硝基多元复合肥的生产，有必要且优势明显。但目前面临的形势是，磷矿资源紧缺、品位不断下降，中国P₂O₅≥30%的富矿资源仅能利用到2014年(张卫峰，马文奇，张福锁等，自然资源学报，2005，20(3): 378-386；鲁如坤，土壤, 2004，36(1): 1-4)。随着优质磷矿贮量的不断减少，无论是国内还是国外，磷复肥企业都将面临着使用低品位磷矿生产的困境，特别是从事高浓度硝酸磷肥生产的企业。另一方面，随着农村整体知识、科技水平的不断提高，多种养分结构的复合肥及测土施肥越来越受农民朋友的关注，提供作物养分全面、协同吸收的N、P、K复合肥已成为现代化肥发展的必然趋势，也是化肥企业的责任之一。并且，随着环保要求和人们意识的提高，随磷矿带入肥料体系中氟的污染问题需要解决。

冷冻法硝酸磷肥的主要工艺流程为磷矿加硝酸进行酸解、酸解液中的酸不溶物沉淀分离、硝酸钙从酸解液中冷冻结晶析出、硝酸钙过滤、从硝酸钙过滤分离出的母液进行氨中和、中和料浆蒸发，然后造粒、干燥、冷却即得硝酸磷肥产品，其中磷矿中的氟化物80%转移到母液中，最终进入硝酸磷肥产品。硝酸磷肥产品总养分大于38%，其中含P₂O₅~12.5%，N~25%，其他养分~2%。该工艺原设计要求原料磷矿品位较高，磷矿质量指标必须满足P₂O₅≥31%、MgO≤1.0% 、AI≤10%。但是，现实情况是磷矿的品位和品质在逐年下降，企业必须面临着使用中低品位磷矿。如果用中低品位磷矿组织生产，必须在现有装置基础上，开发新型工艺路线，消除氟污染问题，才能解决低品位磷矿生产高浓度硝酸磷肥、硝基氮磷钾复合肥的技术难题，也才能适应我国磷矿资源的市场结构。

我国化学肥料养分结构以氮为主，缺磷少钾现象还比较严重，据检测，我国肥料中N、P、K的平均需求量以N：P₂O₅：K₂O=1：0.6：0.35(中国专利 CN1182085C)为最佳，实际上作物的生长需求还是以氮肥为主。硝酸磷肥产品中N：P₂O₅比例为1：0.5，接近需求的最佳氮磷比例，通过向体系添加相容性、适配性均好的硝酸钾，实现硝基氮磷钾复合肥生产的同时消除氟污染并回收氟资源。因此，在现有硝酸磷肥装置基础上开发利用中低品位磷矿石生产高浓度脱氟硝基氮磷钾复合肥的工艺技术具有战略意义。

发明内容

本发明目的旨在克服现有生产高浓度硝基氮磷钾复合肥工艺方法的不足，提供一种工艺简单、减少污染、用中低品位磷矿生产脱氟高浓度硝基氮磷钾复合肥的生产方法，即用中低品位磷矿生产总养分大于40%的硝基氮磷钾复合肥的生产方法。

为达到上述目的，本发明采用如下解决方案：一种脱氟高浓度硝基氮磷钾复合肥的生产方法，是基于现有生产硝酸磷肥的工艺路线，包括下述依次的步骤：磷矿加硝酸酸解、酸不溶物沉淀分离、硝酸钙冷冻结晶、硝酸钙过滤、母液中和、蒸发、造粒与干燥，其特征在于：在酸不溶物沉淀分离步骤增加了酸不溶物深度脱除过程，在硝酸钙过滤与母液中和两个步骤之间增加了母液脱氟步骤。

上述的一种脱氟高浓度硝基氮磷钾复合肥的生产方法，其特征在于：所述的酸不溶物深度脱除过程为：

1）沉淀分离过程：对酸解液进行沉淀、过滤，使酸解液中的酸不溶物进行初步的分离；

2）酸不溶物深度脱除过程：对初步分离了酸不溶物的酸解液添加絮凝剂，絮凝沉淀0.5—1小时，然后进行过滤处理，脱除了酸不溶物的酸解液送往硝酸钙冷冻结晶。

上述的一种脱氟高浓度硝基氮磷钾复合肥的生产方法，其特征在于：所述的母液脱氟步骤包括下述过程：