一種全水溶脫氟硝基氮磷鉀多元肥的生產方法技術

本發明專利技術公開了一種全水溶脫氟硝基氮磷鉀多元肥的生產方法，它是基于冷凍法硝酸磷肥的工藝流程，在硝酸鈣過濾與母液中和步驟之間增加了母液脫氟和母液深度除鈣，母液脫氟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，反應后的料漿經過濾分離出副產品氟硅酸鉀；母液深度除鈣通過向母液添加硫酸鉀，母液的鈣離子和硫酸根離子生成硫酸鈣結晶，經固液分離得到不含鈣的中和母液，在中和過程添加硝酸鉀、硝酸銨、微量元素等，經后續步驟處理即制得全水溶脫氟硝基氮磷鉀多元肥。本發明專利技術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，并且避免了中和過程磷酸鹽沉淀的生成，確保了全水溶肥的產品品質。

【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
市場上硝基復合肥一般是以硝酸銨為氮源，添加磷、鉀等復肥原料，以生產出N、P、K高濃度復合肥料。隨著現代農業的迅速發展和人們物質文化水平的不斷提高，全水溶性肥料因為使用方法簡單，使用方便等特點，在全世界得到了廣泛的應用，例如在國外廣泛用于溫室中的蔬菜和花卉、各種果樹以及大田作物的灌溉施肥，園林景觀綠化植物的養護，高爾夫球場，甚至于家庭綠化植物的養護等；在中國特別是近年來中國花卉業和觀賞園藝的飛速發展，全水溶氮磷鉀復合肥也逐漸被廣大專業種植者所接受，用于花卉、瓜果、葉類植物、綠地、景觀等，滿足了現代農業節水噴灌、滴灌對肥料的要求。采用冷凍法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。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。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%。如果在現有裝置基礎上生產全水溶肥料，就需要開發新型工藝路線，一是要消除氟污染的問題，二是要對中和母液進行深度除鈣，才能解決硝基全水溶復合肥的技術難題。
技術實現思路
本專利技術的目 的旨在克服上述缺點，提供一種工藝簡單、減少環境污染、所得產品總養分高、物化性能良好的全水溶脫氟硝基氮磷鉀多元肥的生產方法。為達到上述目的，本專利技術采用如下解決方案:，是基于現有硝酸磷肥生產的工藝路線，包括下述步驟: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:在硝酸鈣過濾與母液中和兩個步驟之間增加了母液脫氟和母液深度除鈣兩個步驟。上述的，其特征在于:所述的母液脫氟步驟包括下述過程: 1)脫氟過程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，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。上述的，其特征在于:所述的母液深度除鈣步驟包括下述過程:1)母液深度除鈣通過向脫氟母液添加硫酸鉀，使母液中的鈣離子和硫酸根離子反應生成硫酸鈣結晶，過程反應條件為反應溫度40— 85°C，反應時間0.5—2小時，硫酸鉀的加入量按脫氟母液中的鈣離子含量而定，即硫酸根離子與鈣離子的摩爾比為1.0 —1.1:1 ; 2)固液分離過程除鈣反應后的母液經過濾分離出固體產品硫酸鈣，濾液即為不含鈣的中和母液，送往下一步中和工序。上述的，其特征在于: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0.3—1.5，硝酸銨的添加量與磷礦質量比為0.05—0.70。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:在母液中和過程添加微量元素，如鑰、鋅、錳等的硝酸鹽，形成養分全面的全水溶硝基氮磷鉀多元肥，以適應肥料產品不同的施用對象。上述的，其特征在于:在磷礦加硝酸酸解過程中，所述的磷礦為高品位磷礦，其中P2O5 31%— 36wt%、F ^ 4.0wt%、Fe2 (Al2O) 3 ^ 2.5wt %、Al ^ 6.0wt%。 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，以消除肥料中的氟污染及回收氟資源，依據硝酸鉀與母液中的氟硅酸生成氟硅酸鉀結晶的方法(SiF62_+2K+=K2SIF6丨)，向母液添加硝酸鉀從母液中分離出氟資源；通過對母液添加硫酸鉀，使母液中的鈣離子與硫酸根離子作用生成硫酸鈣結晶(Ca2+ + SO42- =CaSO4丨)，避免了因中和過程磷酸鹽沉淀的生成而造成磷養分退化的現象；通過在中和過程或者造粒過程加入硝酸鉀養分及微量營養元素生產出所需的全水溶硝基氮磷鉀多元肥。本專利技術具有如下優點: (1)利用現有冷凍法硝酸磷肥裝置生產全水溶脫氟硝基氮磷鉀多元肥； (2)所增母液脫氟、母液深度除鈣工序方法簡單，相對獨立、自成一體，很容易在現有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)母液深度除鈣過程設置的有益效果:避免了中和過程磷酸鹽沉淀的生成，確保了全水溶肥的廣品品質，所得副廣品為硫Ifef丐; (5)通過在中和過程或造粒過程添加硝酸鉀和微量營養元素，方便、簡單、靈活地實現了氮磷鉀多元肥的生產，能根據作物生理需求，科學調配養分比例； (6)所得產品含有磷酸銨、硝酸銨、硝酸鉀、微量元素，產品中總養分高，N+P205+K20 彡 55%，其他養分 2%，其中 NI2-35%, P2O5 12-25%，K2012_25% ； (7)所得產品物化性能好，呈顆粒狀，全水溶，不含氯、鈉離子，適應范圍廣，能方便作物的沖施、滴灌、追肥、無土栽培等，也能滿足忌氯作物的需求。附圖說明圖1、本專利技術一種全水溶脫氟硝基氮磷鉀多元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 6—冷凍結晶7—硝酸鈣過濾 8—硝酸鈣 9 一母液 10—母液脫氟 11一硝酸鉀12 —固液分尚 13一氟娃酸鉀 14 一脫氟母液 15—母液深度除鈣16—硫酸鉀 17—固液分離 18—硫酸鈣19 一無鈣母液20—母液中和 21—硝酸鉀 22—硝酸銨23—氨氣24—微量兀素 25—料衆蒸發 26—造粒27—干燥 28—冷卻 29—硝基氮磷鉀多元肥具體實施例方式下面結合實施例及其附圖對本專利技術的具體實施方式進行詳細的說明，但它們不是對本專利技術的限定。本專利技術工藝流程說明: 本實施例是在公知的冷凍法硝酸磷肥生產的工藝流程基礎上，在硝酸鈣過濾7與母液中和20兩個步驟之間增加了母液脫氟10和母液深度除鈣15兩個步驟，其工藝流程見圖1。硝酸2和磷礦I按化學計量加到酸解槽中進行酸解反應3，酸解液中的酸不溶物5經沉淀分離4進行分離，然后將分離了酸不溶物5的酸解液送入冷凍結晶6，經冷凍結晶硝酸鈣8從酸解液中析出并進入硝酸鈣過濾7進行固液分離，所得液體即為母液9 ;母液9用氨氣23中和之前要經母液脫氟10工序和母液深度除鈣15工序，將來自硝酸鈣過濾7的母液9送到母液脫氟槽中，通過添加硝酸鉀11進行母液脫氟，使母液9中的氟硅酸離子與鉀離子反應生成氟硅酸鉀結晶13，后經固液分離12將氟硅酸鉀13排出體系，所得脫氟母液14送入母液深度除鈣15中，通過添加硫酸鉀16使脫氟母液14中的鈣離子與硫酸根離子作用生成硫酸鈣結晶18，經固液分離17與無鈣母液19分離；按照冷凍法硝酸磷肥的工藝在中和過程加入氨氣23和硝酸銨22對無鈣母液19進行中和，為了得到全水溶脫氟氮磷鉀本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種全水溶脫氟硝基氮磷鉀多元肥的生產方法，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：在硝酸鈣過濾與母液中和步驟之間增加了母液脫氟和母液深度除鈣兩個步驟。

【技術特征摘要】
1.一種全水溶脫氟硝基氮磷鉀多元肥的生產方法，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:在硝酸鈣過濾與母液中和步驟之間增加了母液脫氟和母液深度除鈣兩個步驟。2.根據權利要求1所述的一種全水溶脫氟硝基氮磷鉀多元肥的生產方法，其特征在于:所述的母液脫氟步驟包括下述過程: 1)脫氟過程: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，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。3.根據權利要求1所述的一種全水溶脫氟硝基氮磷鉀多元肥的生產方法，其特征在于:所述的母液深度除鈣步驟包括下述過程: 1)母液深度除鈣:通過向脫氟母液添加硫酸鉀，使母液中的鈣離子和硫酸根離子反應生成硫酸鈣結晶，過程反應條件為反應溫度40— 85°C，反應時間0...

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