一種脫氟高濃度硝基氮磷鉀復合肥的生產方法技術

本發明專利技術公開了一種脫氟高濃度硝基氮磷鉀復合肥的生產方法，它是基于現有硝酸磷肥生產的工藝路線，在酸不溶物沉淀分離步驟增加了酸不溶物深度脫除步驟，以對酸不溶物進行徹底分離；在硝酸鈣過濾與母液中和之間增加了母液脫氟步驟，通過向母液添加硝酸鉀，使母液中的氟硅酸離子和鉀離子反應生成氟硅酸鉀結晶，脫氟反應后的料漿經過濾分離出氟硅酸鉀，所得脫氟母液經添加硝酸鉀、硝酸銨、進行氨中和、蒸發、造粒、干燥與冷卻處理，即制高濃度硝基氮磷鉀復合肥。本發明專利技術是利用中低品位磷礦制備復合肥，既回收利用了氟資源，得到了副產品氟硅酸鉀，也減少了氟對環境的污染，所得產品物化性能好，不含氯，適用范圍廣，不易結塊，具有很強的市場競爭力。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于化工生產
，具體涉及。
技術介紹
目前，市場上硝基復合肥，一般是以硝酸銨為氮源，通過添加磷、鉀等復肥原料，生產出的N、P、K高濃度復合肥料。以硝酸分解磷礦、冷凍法除鈣工藝生產氮磷復合肥料，工藝路線先進，肥料品種良好，農用效果明顯，在國民經濟中發揮著重要作用。從當前化肥銷售價格情況看，硝酸磷肥單位養分的售價在各種復合肥中是最低的，具有很強的競爭優勢，在硝酸磷肥裝置基礎上開發硝基多元復合肥的生產，有必要且優勢明顯。但目前面臨的形勢是，磷礦資源緊缺、品位不斷下降，中國P2O5 >30%的富礦資源僅能利用至IJ 2014年(張衛峰，馬文奇，張福鎖等，自然資源學報，2005，20 (3): 378-386 ;魯如坤，土壤，2004，36(1): 1-4)。隨著優質磷礦貯量的不斷減少，無論是國內還是國外，磷復肥企業都將面臨著使用低品位磷礦生產的困境，特別是從事高濃度硝酸磷肥生產的企業。另一方面，隨著農村整體知識、科技水平的不斷提高，多種養分結構的復合肥及測土施肥越來越受農民朋友的關注，提供作物養分全面、協同吸收的N、P、K復合肥已成為現代化肥發展的必然趨勢，也是化肥企業的責任之一。并且，隨著環保要求和人們意識的提高，隨磷礦帶入肥料體系中氟的污染問題需要解決。冷凍法硝酸磷肥的主要工藝流程為磷礦加硝酸進行酸解、酸解液中的酸不溶物沉淀分離、硝酸鈣從酸解液中冷凍結晶析出、硝酸鈣過濾、從硝酸鈣過濾分離出的母液進行氨中和、中和料漿蒸發，然后造粒、干燥、冷卻即得硝酸磷肥產品，其中磷礦中的氟化物80%轉移到母液中，最終進入硝酸磷肥產品。硝酸磷肥產品總養分大于38%，其中含P2Of 12.5%，曠25%，其他養分 2%。該工藝原設計要求原料磷礦品位較高，磷礦質量指標必須滿足P2O5彡31%、MgO (1.0%、Al ( 10%。但是，現實情況是磷礦的品位和品質在逐年下降，企業必須面臨著使用中低品位磷礦。如果用中低品位磷礦組織生產，必須在現有裝置基礎上，開發新型工藝路線，消除氟污染問題，才能解決低品位磷礦生產高濃度硝酸磷肥、硝基氮磷鉀復合肥的技術難題，也才能適應我國磷礦資源的市場結構。我國化學肥料養分結構以氮為主，缺磷少鉀現象還比較嚴重，據檢測，我國肥料中N、P、K的平均需求量以N:P205:K20=1:0.6:0.35(中國專利CN1182085C)為最佳，實際上作物的生長需求還是以氮肥為主。硝酸磷肥產品中N =P2O5比例為1:0.5，接近需求的最佳氮磷比例，通過向體系添加相容性、適配性均好的硝酸鉀，實現硝基氮磷鉀復合肥生產的同時消除氟污染并回收氟資源。因此，在現有硝酸磷肥裝置基礎上開發利用中低品位磷礦石生產高濃度脫氟硝基氮磷鉀復合肥的工藝技術具有 戰略意義。
技術實現思路
本專利技術目的旨在克服現有生產高濃度硝基氮磷鉀復合肥工藝方法的不足，提供一種工藝簡單、減少污染、用中低品位磷礦生產脫氟高濃度硝基氮磷鉀復合肥的生產方法，即用中低品位磷礦生產總養分大于40%的硝基氮磷鉀復合肥的生產方法。為達到上述目的，本專利技術采用如下解決方案:，是基于現有生產硝酸磷肥的工藝路線，包括下述依次的步驟:磷礦加硝酸酸解、酸不溶物沉淀分離、硝酸鈣冷凍結晶、硝酸鈣過濾、母液中和、蒸發、造粒與干燥，其特征在于:在酸不溶物沉淀分離步驟增加了酸不溶物深度脫除過程，在硝酸鈣過濾與母液中和兩個步驟之間增加了母液脫氟步驟。上述的，其特征在于:所述的酸不溶物深度脫除過程為: 1)沉淀分離過程:對酸解液進行沉淀、過濾，使酸解液中的酸不溶物進行初步的分離； 2)酸不溶物深度脫除過程:對初步分離了酸不溶物的酸解液添加絮凝劑，絮凝沉淀0.5-1小時，然后進行過濾處理，脫除了酸不溶物的酸解液送往硝酸鈣冷凍結晶。上述的，其特征在于:所述的母液脫氟步驟包括下述過程: O脫氟過程:向母液添加硝酸鉀，使母液中的氟硅酸離子和鉀離子反應生成氟硅酸鉀結晶，過程反應條件為反應溫度10 — 50°C，反應時間0.5—1小時，硝酸鉀的加入量按母液中的氟硅酸含量而定，即硝酸鉀與氟硅酸的摩爾比為:2 — 4 ； 2)固液分離過程:脫氟反應后的料漿經過濾分離出固體產品氟硅酸鉀，濾液即為脫氟母液’送往下一步中和工序。上述的一種脫氟高濃 度硝基氮磷鉀復合肥的生產方法，其特征在于:依據肥料產品對氮磷鉀含量的要求，在母液中和過程添加硝酸鉀和硝酸銨以調整肥料產品的氮磷鉀比例，硝酸鉀的添加量與磷礦質量比為0.2一0.4,硝酸銨的添加量與磷礦質量比為0.12一0.20。 上述的，其特征在于:為了調整肥料產品中的鉀含量，所添加的硝酸鉀也可在造粒過程加入。上述的，其特征在于:在磷礦加硝酸酸解過程中，所述的磷礦為中低品位磷礦，其中P2O5 21%— 30wt%、MgO ^ 2.0wt%、Fe2 (Al2O) 3 ^ 3.5wt %、F ^ 3.0wt%> Al ^ 20wt%。本專利技術的構思主要是在冷凍法硝酸磷肥工藝流程基礎上，即在磷礦加硝酸酸解、酸不溶物沉淀分離、硝酸鈣冷凍結晶、硝酸鈣過濾、母液中和、蒸發、造粒、干燥、冷卻等工序的基礎上，在酸不溶物沉淀分離步驟上增加了酸不溶物深度脫除過程，通過向酸解液添加絮凝劑使酸不溶物得到進一步的脫除；為了消除肥料中的氟污染回收氟資源，在硝酸鈣過濾與母液中和兩個步驟之間增加了母液脫氟步驟，依據硝酸鉀與母液中的氟硅酸生成氟硅酸鉀結晶的方法，從母液中分離出氟資源；通過在中和過程或者造粒過程中加入硝酸鉀養分生產出所需的硝基氮磷鉀復合肥。本專利技術實現中低品位磷礦生產硝酸磷肥的過程是:磷礦和硝酸加入到酸解槽進行磷礦酸解，然后從酸解液中沉淀分離出酸不溶物后，再對酸解液添加絮凝劑進行酸不溶物的深度脫除，徹底分離了酸不溶物的酸解液進行冷凍結晶使硝酸鈣從酸解液中結晶析出，之后進行硝酸鈣過濾，對硝酸鈣過濾所得母液進行添加硝酸鉀脫氟(SiF62> 2K+=K2SiF6丨)，經脫氟后的母液進行氨氣中和，之后中和料漿經蒸發、造粒、干燥即得總養分大于40%的硝基氮磷鉀復合肥產品，氮磷鉀復合肥所需的硝酸鉀養分在中和過程或者造粒過程加入。本專利技術具有如下優點: (1)可用中低品位磷礦生產高濃度的硝基氮磷鉀復合肥； (2)所增酸不溶物深度脫除、母液脫氟工序方法簡單，相對獨立、自成一體，很容易在原冷凍法硝酸磷肥裝置上實現技術改造； (3)脫氟過程設置的有益效果:一方面回收利用了氟資源，得到了副產品氟硅酸鉀，另一方面減少了氟對環境的污染； (4)在原冷凍法硝酸磷肥生產裝置 上，通過在中和過程或造粒過程添加硝酸鉀，方便、簡單、靈活地實現了氮磷鉀復合肥的生產，體現在硝酸鉀與硝酸磷肥工藝過程的相容性好，硝基復合肥中氮磷鉀的比例按需可調； (5)所得產品物化性能好，不含氯，適用范圍廣，形狀呈顆粒狀不易結塊，具有很強的市場競爭力。 利用中低品位磷礦生產氮磷鉀復合肥是我國發展硝酸磷肥的必然趨勢，且發展低品位磷礦生產優質氮磷鉀復合肥的時機已經成熟，本專利技術高濃度脫氟硝基氮磷鉀復合肥生產方法的實施可為硝酸磷肥產業長遠發展奠定良好的基礎。附圖說明圖1、本專利技術高濃度脫氟硝基氮磷鉀復合肥的實施方式的工藝流程示意圖。上述圖中: I 一磷礦 2—硝酸 3—酸解反應4一沉淀分離5—酸不溶物 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種脫氟高濃度硝基氮磷鉀復合肥的生產方法，是基于現有硝酸磷肥生產的工藝路線，包括下述的依次步驟：磷礦加硝酸酸解、酸不溶物沉淀分離、硝酸鈣冷凍結晶、硝酸鈣過濾、母液中和、蒸發、造粒、干燥與冷卻，其特征在于：在酸不溶物沉淀分離步驟增加了酸不溶物深度脫除步驟，在硝酸鈣過濾與母液中和兩個步驟之間增加了母液脫氟步驟。

【技術特征摘要】
1.一種脫氟高濃度硝基氮磷鉀復合肥的生產方法，是基于現有硝酸磷肥生產的工藝路線，包括下述的依次步驟:磷礦加硝酸酸解、酸不溶物沉淀分離、硝酸鈣冷凍結晶、硝酸鈣過濾、母液中和、蒸發、造粒、干燥與冷卻，其特征在于:在酸不溶物沉淀分離步驟增加了酸不溶物深度脫除步驟，在硝酸鈣過濾與母液中和兩個步驟之間增加了母液脫氟步驟。2.根據權利要求1所述的一種脫氟高濃度硝基氮磷鉀復合肥的生產方法，其特征在于:所述的酸不溶物深度脫除步驟包括下述過程: 1)沉淀分離過程:對酸解液進行沉淀、過濾，使酸解液中的酸不溶物進行初步的分離； 2)酸不溶物深度脫除過程:對初步分離了酸不溶物的酸解液添加絮凝劑，絮凝沉淀0.5-1小時，然后進行過濾處理，脫除了酸不溶物的酸解液送往硝酸鈣冷凍結晶。3.根據權利要求1所述的一種脫氟高濃度硝基氮磷鉀復合肥的生產方法，其特征在于:所述的母液脫氟步驟包括下述過程: O脫氟過程:向母液添加硝酸鉀，使母液中的氟硅酸離子和鉀離子反應生成氟硅酸鉀結晶，過程反應條件為反...

【專利技術屬性】
技術研發人員：荊宏健，樊彩梅，馮軍強，暢學華，王志華，魏安根，劉金亮，李瑞，高海生，李雙志，
申請(專利權)人：天脊煤化工集團股份有限公司，太原理工大學，
類型：發明
國別省市：