[发明专利]一种由磷矿制备磷酸和硅钙钾镁肥的系统及方法

说明书

本发明提供了一种由磷矿制备磷酸和硅钙钾镁肥的系统及方法，所述系统包括酸浸单元、固液分离装置、萃取装置、造粒单元、焙烧装置、盐酸吸收单元和尾气净化装置；其中，酸浸单元分别与固液分离装置和盐酸吸收单元相连，固液分离装置的液体出口与萃取装置相连，萃取装置的萃余液出口和固液分离装置的固体出口均与造粒单元相连，造粒单元、焙烧装置与盐酸吸收单元依次相连，盐酸吸收单元的液体出口与酸浸单元相连。本发明利用盐酸处理磷矿粉生产磷酸和硅钙钾镁肥，所得磷酸净化提纯后纯度高达85％以上，盐酸可再生循环利用；本发明无固液废弃物产生，为湿法磷酸清洁生产工艺，为磷矿的综合利用提供了一条新途径。

技术领域

本发明属于磷化工生产技术领域，涉及一种由磷矿制备磷酸和硅钙钾镁肥的系统及方法。

背景技术

无机磷化学工业包括磷酸盐等无机磷化物的生产，是重要的化学工业系列产品之一。目前，我国已建立起较为完善的磷化工生产体系，基本能够满足经济增长和生产水平提高的需求，并有大量产品出口，成为世界上第一大磷化工生产国、消费国和出口国。

然而，磷化工的生产仍存在着严重的环境问题，据统计，每生产1吨含100％P₂O₅的磷酸将产生5-6吨磷石膏，磷石膏中除含有CaSO₄外，还含有未分解的磷矿，未洗涤脱除的磷酸、氟化钙、铁铝化合物、酸不溶物、有机质等多种杂质，这些杂质严重制约了磷石膏的利用。目前，绝大部分磷石膏被当作废物丢弃，不仅占用大量土地，而且堆场投资大、运营费高，更浪费了宝贵的硫资源，特别是严重污染环境。目前，全国湿法磷酸生产能力约546万吨，每年的磷石膏废渣量达2500-3000万吨，占地达2000公顷，仅渣场投资估算达10亿元。从环保和技术安全角度看，磷石膏废渣处理和减排已迫在眉睫。

鉴于目前湿法磷酸副产磷石膏的环境问题，行业研究者一直在寻求湿法磷酸源头减排清洁技术。CN 101456545 A公开了一种用中低品位磷矿生产重过磷酸钙联产氯化钙的方法，该方法包括两部分，其一分别为磷矿粉1用盐酸酸解、酸解液部分萃取、萃取有机相反萃制备磷酸、萃余水相与石灰乳反应得到磷酸氢钙和氯化钙；其二为磷矿粉2与上述所得磷酸酸解，再加入上述所得磷酸氢钙，反应得到重过磷酸钙；虽然上述方法可以得到重过磷酸钙和氯化钙，但制备过程较为复杂，所得产品纯度不足，且盐酸利用率低。CN 101774556A公开了一种盐酸分解中低品位磷矿制备工业级和食品级磷酸的方法，该方法依次包括盐酸酸解磷矿粉、萃取除铁、制备稀磷酸、制备工业级磷酸和制备食品级磷酸，其中，由稀磷酸制备工业级磷酸步骤包括浓缩、脱砷脱重金属、脱色、过滤、深脱色和调节浓度等，制备食品级磷酸时还包括深脱氟的步骤；该方法能够得到高纯磷酸，但该方法制备过程较为复杂，仍有有害固体废弃物产生，未能充分利用磷矿资源。

综上所述，磷矿资源的高效利用和磷化工的清洁生产还需寻求新的工艺过程，提高原料利用率，从源头上消减废弃物的排放。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种由磷矿制备磷酸和硅钙钾镁肥的系统及方法，本发明利用盐酸对磷矿粉进行分解，得到磷酸等高值化产品，再通过中间产物与钾长石的煅烧，得到硅钙钾镁肥和含HCl气体，通过吸收实现盐酸的循环，整体实现了磷矿资源的综合利用；所述方法不产生固体废弃物，为磷酸生产的清洁技术，为磷矿的综合利用提供了一条新途径。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种由磷矿制备磷酸和硅钙钾镁肥的系统，所述系统包括酸浸单元、固液分离装置、萃取装置、造粒单元、焙烧装置、盐酸吸收单元和尾气净化装置；