[发明专利]一种利用磷石膏制备含氮复合肥原料的方法

说明书

本发明提供了一种利用磷石膏制备含氮复合肥原料的方法，其以磷石膏为原料，控制水分为10%‑15%；加入碳铵和粘结剂，充分混合；最后将混合物料进行陈化得到的用于含氮复合肥原料。可直接用于替代肥料生产过程中的膨润土生产含氮复合肥。本发明提供的方法实现了对磷石膏的综合利用，其省去了分离提纯的步骤，既利用了磷石膏中硫元素，又利用了碳铵中氮元素，同时通过加入用粘结剂，使该原料含有氮、硫、钙，并具备粘性，有利于资源的合理利用，该工艺方法流程顺畅，符合循环经济的要求，适用于磷化工和复合肥生产企业。

技术领域

本发明涉及磷石膏技术领域，具体为一种利用磷石膏制备含氮复合肥原料的方法。

背景技术

磷石膏是指在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣，制取1吨磷酸(以100％P₂0₅计)会产生4.8～5.0吨磷石膏。我国目前每年排放磷石膏约2000万吨,累计排量近亿吨，是石膏废渣中排量最大的一种,排出的磷石膏渣占用大量土地,形成渣山。

巨量磷石膏的堆积占用了大量的土地资源，磷石膏中含有游离磷酸、P₂0₅、磷酸盐等杂质,其不仅会导致磷石膏在堆存过程中造成环境污染的问题，而且磷石膏在遇雨水冲刷后,带走部分可溶性杂质到地下对土壤、水质造成污染。迫切需要从消除磷石膏堆积量的源头出发进行综合利用，减少其堆积数量，从根本上解决占用土地资源及污染的问题。

近年来磷石膏的堆存与综合利用问题受到国内外的重视，以用定产更是加快了对磷石膏研究的步伐，除了控制磷石膏存放标准，关键的是要提高磷石膏利用。

历来利用磷石膏生产硫酸铵或硫酸钾技术，核心是硫酸钙与碳铵反应。现有的工艺均是通过分离提纯然后得到硫酸铵和碳酸钙或者氢氧化钙等，朱鹏程等在反应温度50℃，时间2h，物料比1.11，液固比2.2，搅拌速度200r/min条件下，硫的转化率为99.66％，硫的回收率为97.89％，氮的回收率为89.47％，综合回收率为93.68％；许春凤等在二水硫酸钙与碳铵的摩尔比0.55,球磨时间15min，球料比3∶1，球磨机转速600rimin条件下，反应的平均转化率达98.02％。该反应从技术角度可行，但是存在过滤和浓缩的问题，处理磷石膏的成本较高。

发明内容

本发明提供一种利用磷石膏制备含氮复合肥原料的方法，采用“固相反应”体系通过陈化实现磷石膏转化为含有氮、硫元素，且具有粘性的复合肥原料。

本发明的技术方案是，一种利用磷石膏制备含氮复合肥原料的方法，具体步骤为：

以鲜磷石膏为原料，控制水分为10％-15％；加入碳铵和粘结剂，充分混合；最后将混合物料进行陈化，得到的用于含氮复合肥原料。

进一步地，鲜磷石膏通过风干处理控制水分。

进一步地，磷石膏干基中二水硫酸钙含量84-92％，硫含量为15-17％。

进一步地，碳铵的加入量按磷石膏中二水硫酸钙的含量确定，控制二水硫酸钙与碳铵摩尔比为1：2。

进一步地，所述的粘结剂为膨润土、凹凸棒、海泡石、脲醛树脂中的一种或几种组合。优选的方案中，粘结剂为粉状。更优选地，粒径控制在150μm占比70～85％。

进一步地，所述粘结剂的加入量为磷石膏与碳铵总质量的1-2‰。

进一步地，所述陈化温度为30-50℃，陈化时间为6～10天。

上述利用磷石膏制备的含氮复合肥原料的应用，其可用于替代肥料生产过程中的部分膨润土，同时减少氮肥的使用。

进一步地，利用磷石膏制备的含氮复合肥原料对膨润土的替代率为原配方中膨润土质量的20～60％。

该种含氮复合肥原料中含有硫，生成的碳酸钙在酸性条件下会转化为有效钙。