[发明专利]用硫酸氢铵分解磷矿生产硫磷铵的方法

说明书

技术领域

本发明涉及磷肥，进一步来说，涉及用磷矿通过复分解制备的肥料，具体来说，属于用硫酸氢铵分解磷矿生产硫磷铵肥料的方法。

背景技术

目前世界上磷肥的生产绝大多数都是由湿法磷酸加工的，而每生产1吨湿法磷酸(P₂O₅)要消耗约2.75吨硫酸，并产生近5吨磷石膏，其利用难度较大，堆存则需占用大量场地，增加对环境污染的风险。

近年来，由于石油、矿产等资源类产品涨势惊人，近期虽有所回落，但从中、长期看，资源类产品将维持上升态势。中国属缺硫国家，硫资源需大量进口，由于受磷肥工业迅速发展及环境压力的影响，近期磷肥生产配套新建硫酸装置均是硫磺制酸，引发国际市场硫磺价格大涨，从2005年的60～90美元/吨上升到2008年的775美元/吨，国内市场最高价一度高达6000元/吨，相应的硫酸价格达2000元/吨，这使磷肥生产成本大幅度增长。因此，不耗或少耗硫酸的磷肥生产工艺将会越来越受重视。

国内安徽采石化肥厂和四川德阳化肥厂曾生产过硫磷铵，其生产工艺基本还是典型的磷铵生产工艺，只不过是将湿法磷酸产生的磷石膏转化成硫铵添加到磷铵中，并没有起到节省硫酸的效果。迄今为止，尚无用硫酸氢铵分解磷矿生产硫磷铵肥料的报道。

发明内容

本发明的目的就是提供一种硫酸氢铵分解磷矿生产硫磷铵的方法，它不消耗硫资源，就能将磷矿转化为含有氮、磷、硫等营养元素的肥料。

为达到上述发明目的，发明人经过试验研究，探索出以下的工艺路线：

第一步，热解

将硫酸铵连续加入热解器，在热解器内用热炉气进行热解：

(NH₄)₂SO₄→NH₄HSO₄+NH₃

热解过程产生的氨气用于碳铵液制备；热解得到的硫酸氢铵用萃取洗液溶解后加入萃取槽；

第二步，萃取

将磷矿粉、硫酸氢铵总量的60％及返酸加入第一萃取槽，在搅拌下进行一次萃取：

Ca₅F(PO₄)₃+10NH₄HSO₄→5CaSO₄·2H₂O+5(NH₄)₂SO₄+3H₃PO₄+HF↑

将反应生成的料浆流入第二萃取槽；

将硫酸氢铵总量的40％加入第二萃取槽，在搅拌下进行二次萃取，将反应生成的二水石膏滤出，用清水洗涤，滤液作送去中和工序，洗液返回第一萃取槽；

第三步，中和

将上一步的滤液用氨气中和：

5(NH₄)₂SO₄+3H₃PO₄+3NH₃→5(NH₄)₂SO₄+3NH₄H₂PO₄

第四步，浓缩、干燥

将上一步的中和液进行蒸发浓缩，喷雾干燥或喷浆造粒即可制得硫磷铵肥料，也可加入钾盐以制取氮磷钾三元复合肥；

第五步复分解

将第二步滤出的二水石膏按常规工艺用碳铵进行复分解：

CaSO₄·2H₂O+(NH₄)₂CO₄→(NH₄)₂SO₄+CaCO₂+2H₂O

将碳酸钙滤出，烘干后用作复合肥料的填料，也可作水泥生产原料；硫酸铵滤液送去蒸发结晶；

第六步蒸发结晶

将上一步滤液送入常规双效蒸发器进行蒸发浓缩，然后送入结晶器进行冷却结晶，得到硫酸铵品浆；最后将硫酸铵晶浆用离心机分离得到硫酸铵。

上述工艺的第一步中，所用硫酸铵的热解是常规的热解方法。

上述工艺的第二步中，所述第一次萃取时间为1～6h，第二次萃取时间为1～6h；所述硫酸氢铵总量的60％～80％加入第一萃取槽，硫酸氢铵总量的20％～40％加入第二萃取槽。

上述工艺的第三步中，所述中和过程至pH4～5为止。