硝酸分解磷礦綜合利用技術(shù)

1、硝酸分解磷礦綜合利用技術(shù)硝酸分解磷礦綜合利用技術(shù)報告人：報告人： 張欽張欽參與人參與人: 顧春光顧春光 謝渝春謝渝春 張富強張富強 蔡誠蔡誠 盧玉蓮盧玉蓮 張瀾曦張瀾曦 韓瑜韓瑜 貴州省化工研究院貴州省化工研究院貴州理工學院貴州理工學院主要內(nèi)容主要內(nèi)容1.1.傳統(tǒng)硫酸分解磷礦現(xiàn)狀傳統(tǒng)硫酸分解磷礦現(xiàn)狀2.2.硝酸磷肥工藝存在問題分析硝酸磷肥工藝存在問題分析3.3.改進的硝酸磷肥工藝改進的硝酸磷肥工藝一、傳統(tǒng)硫酸分解磷礦現(xiàn)狀一、傳統(tǒng)硫酸分解磷礦現(xiàn)狀目前70%以上是采用硫酸分解磷礦使鈣生成硫酸鈣（石膏），然后將石膏通過過濾與磷酸分離。此法排出大量磷石膏處置方法主要有三種。213排放：排放：將磷石膏排

2、入河流或海洋中。堆置堆置：將磷石膏輸送至防滲處理的磷石膏渣場堆存。綜合利用綜合利用：生產(chǎn)石膏制品（水泥輔料，石膏板及砌塊，生產(chǎn)硫酸銨及碳酸 鈣，分解制硫酸等）硝酸分解磷礦生產(chǎn)硝酸磷肥的優(yōu)勢硝酸分解磷礦生產(chǎn)硝酸磷肥的優(yōu)勢1、不消耗硫資源（進口硫磺價格較高）；2、其副產(chǎn)硝酸鈣易于利用，硝態(tài)氮的利用率高等優(yōu)點，使用與尿素復肥同養(yǎng)分的硝基復肥不僅能使作物增產(chǎn)825%，產(chǎn)品品質(zhì)還有所提高，因此上世紀6070年代在歐州得到較快發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，俄羅斯、波蘭、法國、巴西、美國等，硝基肥占氮肥的比例分別為39.7%、30.9%、27.5%、16.1%、和12.6%，而我國僅約5%；3、硫酸法磷石膏對環(huán)境的影響壓力

3、越來越大； 用硝酸分解磷礦減少了磷化工對硫磺（硫鐵礦）資源的過度依賴，避免了磷石膏的排放，提高磷礦資源利用率，促進企業(yè)清潔生產(chǎn)，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。二、硝酸磷肥工藝存在問題分析二、硝酸磷肥工藝存在問題分析 目前成熟的應用最多的硝酸分解磷礦生產(chǎn)硝酸磷肥工藝主要有冷凍法冷凍法、硫銨循環(huán)法硫銨循環(huán)法。1、冷凍法、冷凍法流程簡述：流程簡述：1，將磷礦粉（2mm）、硝酸（5055%）及酸解渣洗液加入酸解槽，反應溫度5060，停留時間12小時，硝酸用量為理論酸耗的105110%。將酸解料漿采用沉降（自然或離心沉降）的方法使酸不溶物分離，清液（酸解液）送去結(jié)晶；排出的稠漿經(jīng)再漿后用真空過濾機過濾并

4、用水洗滌，酸解渣排棄。1、冷凍法、冷凍法2，將酸解濾液冷卻至-5-10，使四水硝酸鈣結(jié)晶，分離并用硝酸洗滌，分離出6080%的硝酸鈣，可用于生產(chǎn)硝酸銨鈣等系列產(chǎn)品；1、冷凍法、冷凍法3，分離了硝酸鈣結(jié)晶后的酸解母液用氨中和，氨中和后料漿濃縮至9599%，然后用雙軸造粒機造?；蛴糜趪娏茉炝＃缮a(chǎn)水溶率6080%，（28-28-0）氮磷比為1：1的產(chǎn)品，但大多加入鉀鹽以生產(chǎn)（15-15-15）或（17-17-17）等系列品種。冷凍法缺陷冷凍法缺陷 在冷凍法工藝流程中，由于酸解工序采用沉降或離心分離的方法不能充分除去未分解雜質(zhì)，四水硝酸鈣結(jié)晶除夾帶部分硝酸外，還有部分磷酸以及未分離干凈的雜質(zhì)，致轉(zhuǎn)

5、化生成的碳酸鈣雜質(zhì)較多，含量僅93%左右，白度7585%，達不到工業(yè)碳酸鈣的質(zhì)量要求，其應用范圍有限。2、硫銨循環(huán)法、硫銨循環(huán)法將磷礦粉與硝酸及硫銨液加入酸解槽反應，將料漿過濾以除去石膏，濾液用氨中和后濃縮造粒，可生產(chǎn)水溶率大于90%，氮磷比為2：1的產(chǎn)品。石膏可用碳銨進行復分解反應使之生成硫酸銨、碳酸鈣。硫銨循環(huán)法缺陷硫銨循環(huán)法缺陷 采用常規(guī)硫銨循環(huán)法工藝，由于酸解和石膏的生成反應均在酸解槽中完成（類同硫酸法工藝），磷礦中酸不溶物未加分離，最終所產(chǎn)碳酸鈣質(zhì)量更差，僅能用于生產(chǎn)水泥。三、改進的硝酸磷肥工藝三、改進的硝酸磷肥工藝2，將酸解濾液冷卻至-5-10，使四水硝酸鈣結(jié)晶，分離并用硝酸洗滌，

6、分離出6080%的硝酸鈣，可用于生產(chǎn)硝酸銨鈣等系列產(chǎn)品；改進的硫銨循環(huán)法工藝流程示意圖改進的硫銨循環(huán)法（冷凍法與硫銨循環(huán)法相結(jié)合）工藝有以下幾個特點：1、將酸解與石膏沉淀反應分開進行，即先在酸解槽用硝酸分解磷礦，將酸解料漿用壓濾或真空過濾的方式，使酸不溶物得到比較徹底的分離，然后在沉淀槽用硫酸銨使鈣沉淀，得到高純度的石膏。2、在石膏與碳銨進行復分解反應的過程中，采用適宜的工藝條件控制碳酸鈣的粒徑、轉(zhuǎn)化率以及充分的洗滌，從而可獲得符合工業(yè)碳酸鈣的質(zhì)量要求的產(chǎn)品。3、采用深度脫鈣技術(shù)使在酸解液中鈣充分沉淀，可降低中和料漿粘度（適用含鎂及倍半氧化物較高雜質(zhì)磷礦），利于濃縮造粒，可得到水溶率90%的硝

7、酸磷肥。改進的冷凍法與硫銨循環(huán)法相結(jié)合工藝流程改進的冷凍法與硫銨循環(huán)法相結(jié)合工藝流程三、改進的硝酸磷肥工藝三、改進的硝酸磷肥工藝三、改進的硝酸磷肥工藝三、改進的硝酸磷肥工藝改進的硫銨循環(huán)法工藝流程示意圖改進的冷凍法與硫銨循環(huán)法相結(jié)合工藝流程示意圖改進的冷凍法與硫銨循環(huán)法相結(jié)合工藝流程示意圖改進的冷凍法與硫銨循環(huán)法相結(jié)合工藝流程示意圖改進的硫銨循環(huán)法工藝流程示意圖改進的硫銨循環(huán)法工藝流程示意圖硝酸磷肥(28-14-0)蒸汽酸解液氨中和槽排空脫鈣槽脫鈣液槽真空泵石膏蒸汽工藝水38%硫銨液冷卻水酸解槽45-65%硝酸酸解壓濾機磷礦二氧化碳真空泵轉(zhuǎn)化槽排空酸解渣再漿槽酸解渣排空真空泵風機布袋除塵器碳酸

8、鈣(96%)酸解過濾機洗液槽酸解液槽石膏過濾機碳酸鈣過濾機碳酸鈣碳酸鈣再漿槽離心機旋風除塵器熱管熱風爐粉碎干燥機旋風除塵器布袋除塵器風機熱風爐噴漿造粒機高壓泵工藝水收集池蒸汽噴射器冷凝器循環(huán)泵循環(huán)泵一效蒸發(fā)器二效蒸發(fā)器濃縮液槽中間液槽洗液氨碳銨制備塔將磷礦粉（2mm）、硝酸（4565%）與酸解渣洗液起加入酸解槽，酸解溫度5060，停留時間分別為12小時，硝酸用量為理論酸耗105110%。將酸解料漿先用壓濾機分離除去酸不溶物、濾餅再漿后用真空過濾機（轉(zhuǎn)鼓或帶式）過濾并用水洗滌酸解渣。將酸解濾液及石膏洗液加入硫酸銨（38%濃度水溶液）進行復分解反應使鈣生成二水石膏（CaSO42H2O）析出，硫酸銨

9、添加的比例以鈣計為95110%，反應溫度6080，停留時間為12小時，過濾并用水洗滌以分離出生成的二水石膏，由于其純度、白度高，經(jīng)脫水后可用作建筑石膏（半水石膏）。洗液返回用于稀釋酸解濾液。工藝流程簡介工藝流程簡介將上工序濾出的二水石膏（生產(chǎn)中需少量補充石膏或硫銨）及過量2.55%碳銨液加入復分解槽，使之生成硫酸銨、碳酸鈣，反應溫度5055，停留時間為23小時，過濾并用水洗滌以分離出生成的碳酸鈣。碳酸鈣送去再漿、干燥工序。濾液送去前工序用以脫鈣。洗液用于吸收氨和二氧化碳制備碳銨液。生產(chǎn)粒徑小于20m的碳酸鈣時，從真空過濾機排出的碳酸鈣濾餅含水高達4055%，此外尚含少量硫酸銨等水溶性鹽，因此，

10、要將其通過再漿、離心分離得到含水小于35%，水溶性鹽小于0.1%的碳酸鈣濾餅，再經(jīng)打散用氣流干燥機（強力干燥機）烘干至水份0.5%后計量包裝，得到符合輕質(zhì)碳酸鈣質(zhì)量標準（HG2226-2000）產(chǎn)品。經(jīng)復分解脫鈣的濾液用氨中和至pH66.5，再濃縮至9598%，然后噴漿造粒，得到（28-14-0）的硝酸磷肥產(chǎn)品。也可添加鉀鹽，制取系列產(chǎn)品。工藝流程簡介工藝流程簡介1、新工藝僅在硫銨循環(huán)法硝酸磷肥工藝的基礎(chǔ)上將酸解液與渣的分離過程和石膏轉(zhuǎn)化過程及碳酸鈣洗滌進行了強化，其余均系現(xiàn)有成熟技術(shù)，因此，工程上不存在太多的不確定性，易于實施。 改進后的工藝會增加運行費用，但可使碳酸鈣的利用價值提高，可減少磷肥生產(chǎn)對硫資源的依賴，避免了產(chǎn)品與磷銨的同質(zhì)化競爭，生產(chǎn)過程中基本無廢渣排出，經(jīng)濟效益是非常明顯的，值得嘗試值得嘗試。2、我們采用上述工藝原理進行了硝酸分解伴生稀土磷礦綜合利用技術(shù)研究，硝酸磷肥聯(lián)產(chǎn)磷酸及工業(yè)碳酸