[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

摘要

本发明公开了一种利用磷石膏生产富氮硫酸盐肥料并回收稀土的方法，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，按照如下步骤制备而成碳酸铵溶液制备、磷石膏溶解活化及稀土的一次回收、碳酸钙沉积及稀土二次回收、碳酸钙再溶解、碳酸钙二次沉积、硝酸铵与硫酸铵的混合、混合制富氮硫酸盐肥料、稀土再富集。本发明有效去除磷石膏中的有害杂质，对稀土元素的回收率较高，且将磷石膏中的钙经两次沉淀，得到纯度较高的硫酸铵和硝酸铵，并充分利用磷石膏中的硫元素，得到富氮硫酸盐肥料。

主权项

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。