[发明专利]一种用高镁磷矿石生产的氮磷镁复合肥及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及高镁磷矿石生产氮磷镁复合肥技术领域，尤其是一种用高镁磷矿石生产的氮磷镁复合肥及其生产方法。

背景技术

我国磷矿多以中低品位为主，特别是镁含量普遍较高，一般MgO含量都在1.5％以上，难以直接用于现有的湿法磷酸生产，一般都是利用选矿技术对中低品位磷矿进行富集。而镁在磷矿的富集成矿过程中起着十分重要的作用，由于镁的存在使天然磷在液相中的浓度大为提高。

但是，镁的存在对磷矿的加工特别是湿法加工会带来一系列极为不利的影响，磷矿的镁盐经反应后一般全部溶解并存在于磷酸中，浓缩后也不宜于析出，尤其是酸度极大的Mg(H₂PO4)₂使磷酸粘度剧烈增大，造成酸解过程中离子扩散困难和局部浓度不一致，影响硫酸钙结晶的均匀成长，增加磷矿中的钙离子以及其他杂质物质的去除困难。造成这种技术问题出现的原因为：在磷矿酸解过程中，Mg元素的存在使磷酸中的第一氢离子被部分中和，降低了溶液中氢离子的浓度，严重影响磷矿的反应能力，为了保持一定H⁺离子浓度而加入硫酸用量，又将使溶液中出现过大的SO₄^2-浓度，进而增加了磷矿处理过程中硫酸的消耗，造成了磷矿处理成本增加，而且还造成了硫酸钙的结晶困难，进而难以除去其中钙离子；并且镁盐在反应过程中也会生成一部分枸溶性磷酸盐，并且镁盐对产品的吸湿性影响比铁、铝盐类均大，使得最终磷矿石处理获得的产品的物理性能、水溶率降低，使得磷矿处理获得产品的质量下降。

不仅如此，磷矿中的镁盐的溶解度较大，进而使得磷酸的粘度增大，给磷矿石后续加工工序，如磷酸浓缩或料浆浓缩带来十分不利的影响。因此，在制取湿法磷酸时，磷矿除镁成为了磷矿处理的关键环节，而一般湿法磷酸中对镁盐的要求以氧化镁计为MgO/P₂O₅≤0.013。

在现有技术中，在我国对磷矿石处理工艺主要有擦洗脱泥、重选、浮选、重磁浮联合、光电选矿、煅烧消化法等，而对于直接用高镁磷矿生产湿法磷酸的工艺均还较为不成熟，在磷矿选矿富集过程中产生的废物比采矿现场还多，并且来自原矿的大量矿泥需要进行堆存处理，而矿泥要花10-15年才能达到足够的固化程度，进而严重影响了生态环境。并且，在采用传统选矿方法对低品位磷矿进行处理时，在砂粒从磷矿原矿去除过程中，通常在其表面覆盖有浮选剂，导致矿泥也不能够作为建筑材料。再者，在富集过程处理的设备要求严格，成本较高。虽然浮选可以生产出浓度较高的磷酸盐材料，但进入该过程的P₂O₅有将近50％在处理过程中损失掉，进而造成了大量的磷酸盐被摒弃和损失掉，造成了自然资源的损耗。

在国外，对于直接用高镁磷矿生产湿法磷酸比较成功的是PECD/PCS工艺，该工艺摒弃了浮选过程。该工艺包括未富集的磷矿与磷酸反应产生磷酸一钙/磷酸溶液，其具体的反应式如下：

Ca₃(PO₄)₂+4H₃PO₄→3Ca(H₂PO₄)₂

磷酸一钙再与硫酸溶液反应生成磷石膏和磷酸：

3Ca(H₂PO₄)₂+3H₂SO₄+6H₂O→3CaSO₄.2H₂O+6H₃PO₄

除此之外还有两段反应、多级逆流提取技术，这些技术均是采用一次液固分离，虽然降低了处理设备的要求，进而降低了磷矿处理的成本；但是这些工艺在进行液固分离时，依然会导致大量的P₂O₅的损失，造成大量的自然磷资源的损耗，增大了磷矿石的处理成本。

为此，本研究者通过长期的探索与研究，再结合磷矿石处理生产湿法磷酸的过程中，采用高镁磷矿石生产氮磷镁复合肥，为磷矿石处理生产湿法磷酸提供了一种新选择。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种用高镁磷矿石生产的氮磷镁复合肥，该氧化镁复合肥具有镁盐含量以氧化镁计为1.5-2.5％的特征。