[发明专利]一种水不溶磷转化制造水溶性肥料和精细磷酸盐的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不溶性磷转化制造水溶性肥料和精细磷酸盐的方法，属于磷酸盐生产的技术领域。

本发明所指的不溶性磷包括磷矿石、磷酸盐加工过程中产生的水不溶性废渣以及一切难溶于水的磷酸盐化合物。

背景技术

目前，公知的磷酸盐生产方法中的湿法磷酸法，是用硫酸(或者盐酸、硝酸等等)分解磷矿制造磷酸，然后用碱性物质中和磷酸制造各种磷酸盐，存在以下一些严重问题。

1、制造磷酸过程中产生大量磷石膏，形成固体废弃物污染，同时产生大量含氟废气，形成气相污染。

2、湿法磷酸中不可避免地含有各种杂质，例如氧化铝、氧化铁、氧化镁等，它们在中和制造磷酸盐的时候，生成AlPO₄、FePO₄以及(Mg)₃(PO₄₎)₂等等沉淀物，造成五氧化二磷的大量损失，形成难以处理的废渣，不但浪费资源，增加成本，而且严重污染环境。

为了克服以上困难，本发明建议一种使用碳酸氢盐(或者氢氧化物与二氧化碳)处理难溶于水的磷酸盐(包括磷矿)和磷酸盐废渣，使它们转化成为水溶性磷酸盐的方法。这个方法不但能够顺利解决磷矿湿法生产磷酸盐中的污染问题，而且能够排除杂质，提高资源利用率，降低成本，保护环境。

发明内容

(1)难溶于水的磷酸盐与氢氧化物和二氧化碳(或者氢氧化物和碳酸氢盐)，在溶液相中搅拌进行转化反应。

(2)以生产铵盐为例，反应方程式是：

Ca₃(PO₄)₂+4NH₄HCO₃＝2(NH₄)₂HPO₄+3CaCO₃+H₂O+CO₂

Mg₃(PO₄)₂+4NH₄HCO₃＝2(NH₄)₂HPO4+3MgCO₃+H₂O+CO₂

AlPO₄+2NH₄HCO₃＝(NH₄)₂HPO₄+Al(OH)CO₃+CO₂

FePO₄+2NH₄HCO₃＝(NH₄)₂HPO₄+Fe(OH)CO₃+CO₂

生产钾盐，钠盐和其他磷酸盐，具有完全类似的反应方程式。

这些反应的结果是，不溶于水的磷酸盐转化成了水溶性磷酸盐。

(3)以上操作的条件是：

反应温度：0至180℃。

反应压力：0至1.0MPa。

pH＝2-13。

(4)反应完成后，保持0-100℃过滤，滤液一部分取出加工成为需要的产品(水溶性肥料和精细磷酸盐)，一部分添加滤渣洗水作为循环母液返回配料。

本发明的有益效果是：把难溶于水的磷酸盐转化成为水溶性磷酸盐，可以处理废渣，提高资源利用率，降低生产成本，有效保护环境。因此，能够产生很高的经济效益和社会效益。

具体实施方式

实施例：本实施例以湿法磷酸生产化学合成水溶肥为例加以说明。

湿法磷酸在转化反应槽1中与氨和二氧化碳反应(60℃)，保持60-70℃经过过滤机2过滤，分离的滤渣主要含有铁、铝、钙、镁等等的碳酸盐，可以用于生产水泥，或者加工其他产品(采用成熟技术，不在本专利申请范围之内)。滤液进入复肥配料槽3，在这里添加其他配料进行反应，然后进入结晶干燥设备4，冷却结晶或者直接干燥后，得到化学合成水溶肥料。的中和滤渣1吨，含水不溶性P₂O₅220公斤，加入含P₂O₅100g/l的循环溶液0.6立方米中，加碳酸氢钠(98％)270公斤，保持60℃搅拌反应1小时后，过滤。得到滤渣230公斤，含磷2.4％。磷回收率为97.49％。