[发明专利]非常规硝酸分解磷矿生产方法及其应用

说明书

本发明属于磷矿分解制备肥料技术领域，具体涉及非常规硝酸分解磷矿生产方法及其应用。本发明提供一种非常规硝酸分解磷矿生产方法，本发明对酸解、酸不溶物分离、中和浓缩、脱钙、石膏粉生产等过程进行了一系列的技术创新和集成，成功的开发了一条硝酸分解磷矿的新工艺。该方法同时综合利用磷矿资源、水资源，能耗低，在生产高品质硝基肥的同时副产有机无机复混肥和高附加值的石膏。

技术领域

本发明属于磷矿分解制备肥料技术领域，具体涉及非常规硝酸分解磷矿生产方法及其应用。

背景技术

目前我国磷矿产量的77％用于加工生产磷肥。磷矿的加工方式可分为热法和湿法。湿法生产是用无机酸分解磷矿粉，分离出粗磷酸，再经净化后制得磷酸产品，以硫酸分解磷矿为主，该方法生产成本低，技术成熟，一直处于磷酸生产的主导地位。但硫酸分解磷矿产生大量的磷石膏，磷石膏在堆存中，不仅占用大量土地，其中所含的水溶性氟和五氧化二磷会随雨水而浸出，产生酸性废水，会造成严重的环境污染，同时又浪费了宝贵的硫资源。

传统磷化工将占磷矿资源40％～50％的钙当做废弃物处理，不仅浪费了资源，还对环境造成了污染。而利用硝酸分解磷矿在生产过程中不像传统磷铵工艺需要消耗硫酸和处理大量的磷石膏，且硝酸根本身也是植物养份被留在肥料产品–硝酸磷肥中，在硫资源缺乏的地区具有很好的发展前途。

按对钙资源的不同处理方式，目前国内外已经实现工业化的方法主要有以下几种：

1、冷冻法

该工艺不消耗硫酸，不产生磷石膏，氟排放量少，对环境污染小，可在一定范围内调整产品中P₂O₅的水溶率，如CN201110199681.5提供一种硝酸分解磷矿硝酸钙冷冻法生产高水溶性硝酸磷肥的方法；但冷冻法的工艺流程长，能耗高，设备要求高，并且对原料磷矿和硝酸浓度要求苛刻。

2、硝酸－磷酸法

该工艺对原料矿和原料酸的浓度要求不高，有效成分可达到50％以上，产品水溶性好，磷的水溶率可以达到75％。但该法需要消耗磷酸，对于没有磷酸生产的厂家有很大的限制。

我国磷矿资源虽然丰富，但质量较差，85％以上的磷矿为难选的中低品位磷矿或难以解决磷石膏问题等现状，国外引入工艺无法顺利实施，仅有小部分扩大到中试阶段。此在，在反应过程中中间产物的利用上存在很大浪费，在现有磷矿加工产业化基础上，亟需开发了一条硝酸分解磷矿资源综合利用新途径。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种非常规硝酸分解磷矿生产方法，本发明对酸解、酸不溶物分离、中和浓缩、脱钙、石膏粉生产等过程进行了一系列的技术创新和集成，成功的开发了一条硝酸分解磷矿的新工艺。该方法同时综合利用磷矿资源、水资源，能耗低，在生产高品质硝基肥的同时副产有机无机复混肥和高附加值的石膏。

一方面，本发明提供一种非常规硝酸分解磷矿生产方法，包括以下步骤：

(1)磷矿破碎后与硝酸进行酸解反应；

(2)向步骤1反应液加入助滤剂，搅拌均匀后过滤，得到滤饼与精酸解液；滤饼破碎后与气氨反应，然后造粒，造粒尾气用少量脱钙后的酸解液洗涤后排放，所得洗涤液达到一定浓度后加入造粒机作为造粒粘结剂；造粒后的物料经干燥、筛分、冷却、包装得到有机无机复混肥；

(3)精酸解液加入硫酸铵母液，生成半水石膏，再向其中加入晶种和水，得到二水石膏，滤液一部分返回半水石膏生成过程作为溶解硫酸铵的母液，一部分返回精酸解液做为循环母液，剩余部分可作为成品酸液；二水石膏一部分返回二水石膏生成过程作为晶种，二水石膏的洗涤水返回二水石膏生成过程做补水使用。

进一步的，步骤1中磷矿粒度1mm、硝酸浓度为50％-60％；步骤1酸解反应磷矿中钙离子与硝酸的摩尔比为1:2-2.5，反应时间为1-1.5h。