[发明专利]一种利用磷石膏生产富氮硫酸盐肥料并回收稀土的方法

权利要求书

1.一种利用磷石膏生产富氮硫酸盐肥料并回收稀土的方法，其特征在于是以100～110份磷石膏、120～140份硝酸、450～600份氨气、240～300份二氧化碳、50～70份土壤改良剂、25～40份EM菌剂、36～44份氯化钾、15～28份硫酸钾为原料，按照如下步骤制备：

(1)碳酸铵溶液制备：

将所述氨气与二氧化碳各取一半，通入水中，反应温度控制在40～70℃，溶液中碳酸铵含量控制在50～60％，得到碳酸铵溶液一；再将剩余一半氨气与二氧化碳通入水中，反应温度控制在40～70℃，溶液中碳酸铵含量控制在30～40％，得到碳酸铵溶液二；

(2)磷石膏溶解活化及稀土的一次回收：

磷石膏进行预处理：取含游离水20％的粗磷石膏，用70～90℃热水洗涤去除其中的水溶性磷、三氧化硫、氟化物以及钾、钠、镁、铝的可溶性盐；再置于反应槽中，再加入其量5～8％的助溶剂，恒温搅拌0.5～4小时，室温下过滤得可溶性钙离子溶液，滤渣用于回收稀土；可溶性钙离子溶液中再加入其量1～4％的活化剂，再经活化搅拌机进行活化搅拌，得到活化的可溶性钙离子溶液；所述活化剂为明矾石；

(3)碳酸钙沉积及稀土二次回收：

将上述活化后的可溶性钙离子溶液置于反应器中，把碳酸铵溶液一用泵缓慢打进反应器，直至混合溶液中铵离子的浓度等于3.0～6.0％，反应温度控制在60～70℃，反应时间为4～8小时，把反应料浆用泵打到过滤机，在真空下进行过滤，分离出硫酸铵滤液和碳酸钙沉淀物；硫酸铵滤液加入其量0.05～0.12％的净化剂，再次过滤；碳酸钙经多级逆流洗涤，洗涤后的沉淀物用压滤机压滤分离，滤渣用于进一步回收稀土；所述净化剂为阳离子聚丙烯酰胺；

(4)碳酸钙再溶解：

将上述步骤(3)压滤过的沉淀物中加入硝酸，将碳酸钙以及不溶性的镁、铝、铁氧化物溶解，生成硝酸钙以及硝酸镁、硝酸铝、硝酸铁；

(5)碳酸钙二次沉积：

往步骤(4)的硝酸钙溶液中加入碳酸铵溶液二，直至混合溶液中铵离子的浓度等于0.3～0.8％，温度保持在40～45℃，反应时间为1～2小时，过滤掉碳酸钙沉淀，以及碳酸镁、氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，得到硝酸铵溶液；

(6)硝酸铵与硫酸铵的混合：

蒸发混合物，将步骤(3)中过滤后的硫酸铵滤液与步骤(5)得到的硝酸铵溶液混合，对该混合溶液进行减压浓缩得到含硫酸铵与硝酸铵的晶浆液，然后进行离心分离，分离得到的母液进行循环浓缩，合并离心分离得到的结晶与循环浓缩后的结晶，送入干燥塔干燥得到硫酸铵与硝酸铵产品；

(7)混合制富氮硫酸盐肥料：

将上述步骤(6)所制得的硫酸铵与硝酸铵产品与氯化钾、硫酸钾混合，经造粒、筛分、缓释包膜制得半成品一；再将土壤改良剂粉碎、造粒、烘干、冷却、筛分，EM菌剂与合并混匀，制得半成品二；根据各种农作物生长特性按半成品一70～95％与半成品二30～5％的比例进行计量混合包装制得成品，即为富氮硫酸盐肥料；

(8)稀土再富集:

将步骤(2)和步骤(3)的滤渣合并，再与相对所得混合物总量128～140％的碳酸钠混合，投入转窑内高温煅烧,煅烧温度控制在1020℃～1060℃，煅烧时间为1.5～1.8h,冷却后投入5～25℃的水中,浸取30～50分钟，然后再改用25～35％的硝酸浸取,分离浸出渣，即得到富集稀土；

所述氨气的质量分数为≥99％；

所述步骤(2)的助溶剂为次氮基三乙酸钠、柠檬酸、草酸中的任意一种；

所述步骤(3)的洗涤级数为4，依洗涤液浓度由高到低顺序称之为1级、2级、3级直到4级，冷凝水从最末级加入、逐级逆流洗涤使碳酸钙固体含硫酸铵浓度逐级下降至最末级低于0.05％；

所述土壤改良剂为腐殖酸类、纤维素类、沼渣、聚丙烯腈按任意比例的混合物。