氮磷復合肥及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種氮磷復合肥及其制備方法。本發明專利技術氮磷復合肥的制備方法包括的步驟有：磷礦石的酸解處理、對酸解液的冷凍結晶及過濾和將濾液進行蒸發濃縮、中和造粒。本發明專利技術工藝步驟簡單、易控制，能夠直接使用中低品位磷礦和沉積巖型磷塊巖磷礦為原料，并且能夠制備出高磷含量N/P≥0.6的氮磷復合材料及氮磷鉀二元、三元復合肥，從而有效解決現有冷凍法磷肥工藝中磷礦使用的單一性和高品位的苛刻限制，使國內磷礦的可利用率大大得到提升。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及肥料
，具體涉及一種氮磷復合肥及其制備方法。
技術介紹
硝酸磷肥是一種氮磷復合肥料，以磷礦、硝酸和氨為原料一般采用冷凍法硝酸磷肥生產工藝生產。我國唯一的一套采用冷凍法生產工藝年產90萬噸氮磷復合肥料是天脊牌硝酸磷肥生產裝置，工藝路線先進，肥料品種良好，農用效果明顯，在國民經濟中發揮著重要作用。從當前化肥銷售價格情況看，硝酸磷肥單位養分的售價在各種復合肥中是最低的，具有很強的競爭優勢。當前生產硝酸磷肥都是采用高品位的磷礦作為原料來制備硝酸磷肥，到目前為止，暫時沒有發現利用中低品位磷礦為原料結合冷凍法來制備硝酸磷肥。例如，國外公開的一種包括多磷酸鹽的NPK或NP材料的制備方法，使用磷礦原料均局限于高品位的磷灰石為原料。其中工業價值的磷礦主要有兩大類：巖漿巖型磷灰石、沉積巖型磷塊巖，如果按照其工藝利用國內沉積巖磷礦生產硝酸磷肥，則會由于料漿粘稠，堵塞管道，無法生產合格的硝酸磷肥產品。國內天脊煤化工集團股份有限公司公開的一種生產高濃度硝酸磷肥的工藝方法。該方法主要有以下步驟：磷礦加硝酸酸解、酸不溶物沉淀分離、硝酸鈣過濾、母液中和、蒸發、造粒與干燥，其主要特征是在硝酸鈣過濾與母液中和兩個步驟之間增加了母液深度除鈣步驟(母液中添加硫酸或硫酸銨)。但是該公司70年代引進挪威海德魯冷凍法硝酸磷肥工藝對磷礦品位要求較高(P2O5質量分數32％以上)，利用國內磷礦僅能生產氮磷比大于2:1的產品，而且引入硫酸和硫酸銨深度除鈣，會有硫酸鈣廢渣生成。而且也是先中和后蒸發濃縮，這樣，蒸發濃縮工序時造成料漿粘稠，需通過添加硝酸銨調節氮磷比，使料漿粘稠度降低后再蒸發濃縮，蒸發濃縮后再去造粒。在冷凍法硝酸磷肥的生產過程中，冷凍結晶后的母液中和是非常重要的一個環節。其中和料漿的粘度高低，直接影響著硝酸磷肥的正常生產和最終產品質量的定位。在申請人最初的設計招標中，原西德烏德公司、荷蘭斯塔米卡邦公司均認為中國磷礦中MgO和其它雜質含量高、中和料漿粘度高，如果不對磷礦進行降鎂處理，按照現有硝酸磷肥就不能生產硝酸磷肥。目前，僅有挪威海德羅公司認為可以生產硝酸磷肥，但是通過中間實驗認為僅能生產N/P2O5為2:1的產品。另外，國內中、低品位磷礦多，中國磷礦石P2O5平均質量分數17％，國內質量分數大于30％的富礦僅為11.08億噸。磷礦尾礦的綜合利用率僅為7％左右，導致大量的尾礦長期堆放在尾礦庫中。根據現有開采水平和消費量估算，研究結果表明：世界磷礦可以滿足100年內的需求，但是中國P2O5≥30％的富礦資源僅能利用到2014年(張衛峰，馬文奇，張福鎖等，自然資源學報，2005，20(3):378-386；魯如坤，土壤，2004,36(1):1-4)。隨著優質磷礦貯量的不斷減少，無論是國內還是國外，磷復肥企業都將面臨著使用低品位磷礦生產的困境，特別是從事高濃度硝酸磷肥生產的企業。所以，必須在現有工藝基礎上，通過對現有工藝的改進或者開發新型工藝路線，才能解決低品位磷礦生產合格硝酸磷肥的技術難題，也才能適應我國磷礦資源的市場結構。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種氮磷復合肥及其制備方法，以解決現有硝酸磷肥氮磷復合肥需要以高品位磷礦為原料、沉積巖磷礦無法生產硝酸磷肥和氮磷比高的技術問題。為了實現上述專利技術目的，本專利技術的一方面，提供了一種氮磷復合肥的制備方法。本專利技術制備方法包括如下步驟：將磷礦石采用硝酸溶液酸解處理，后進行第一固液分離處理，獲得酸解液；將所述酸解液進行冷凍結晶處理，進行第一固液分離，收集濾液；將所述濾液進行蒸發濃縮處理，后通入氨氣進行中和反應。本專利技術的另一方面，提供了一種氮磷復合肥。所述氮磷復合肥由本專利技術所述的制備方法制備獲得。本專利技術的又一方面，提供了一種用于制備氮磷復合肥的原料。所述用于制備氮磷復合肥的原料是由包括如下步驟的方法制備獲得：將磷礦石采用硝酸溶液酸解處理，后進行液分離處理，去除酸不溶物，收集酸解液；將所述酸解液進行冷凍結晶處理，收集濾液；將所述濾液進行蒸發濃縮處理。與現有技術相比，本專利技術氮磷復合肥的制備方法通過對工藝步驟的控制，能夠有效解決現有冷凍法磷肥工藝中磷礦使用的單一性和高品位的苛刻限制，可實現利用沉積巖型磷塊巖磷礦和中低品位磷礦均能夠作為磷礦原料生產氮磷復肥產品，使國內磷礦的可利用率大大得到提升。另一方面，通過本專利技術制備方法制備獲得的氮磷復合肥中的磷含量高，如N/P≥0.6。本專利技術氮磷復合肥磷含量高，如N/P≥0.6，而且還含有鈣、鎂、硅、稀土、有機質等有益元素。本專利技術用于制備氮磷復合肥的原料為制備氮磷復合肥提供了一種原材料保障，有效降低了氮磷復合肥的成本。附圖說明下面將結合附圖及實施例對本專利技術作進一步說明，附圖中：圖1為本專利技術實施例1氮磷復合肥制備方法工藝流程示意圖。具體實施方式為了使本專利技術要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。一方面，本專利技術實施例提供一種磷含量高，且能夠利用中低品位磷礦作為磷礦的氮磷復合肥制備方法。本專利技術實施例制備方法包括如下步驟：步驟S01.磷礦石的酸解處理：將磷礦石采用硝酸溶液酸解處理，去除酸不溶物，收集酸解液；步驟S02.對酸解液的冷凍結晶與過濾處理：將所述酸解液進行冷凍結晶處理，收集濾液；步驟S03.將濾液進行蒸發濃縮與中和處理：將所述濾液進行蒸發濃縮處理，后通入氨氣進行中和反應。其中，步驟S01中，酸解處理的過程中，磷礦石中的磷等元素在硝酸溶液中轉化為為磷酸根、磷酸氫根。酸解處理過程中的發生的主要酸解化學反應如下：CaCO3+2HNO3→Ca(NO3)2+H2O+CO2↑MgCO3+2HNO3→Mg(NO3)2+H2O+CO2↑10HNO3+Ca5F(PO4)3+SiO2→3H3PO4+5Ca(NO3)2+H2SiF6同時，磷礦中，如中低品味磷礦原料中，還含有一些本案中在肥料產品中進行利用的微量元素化合物，比如Fe2O3、Al2O3、FeS2等，在酸解的過程中，這些化合物還會發生如下反應：Fe2O3+6HNO3→2Fe(NO3)3+3H2OAl2O3+6HNO3→2Al(NO3)3+3H2OFeS2+HNO3→Fe(NO3)3+NOx↑+SO2↑+H2O由于后續工藝的設置，在本步驟S01中，中低品位磷礦作為原料磷礦，甚至該可以用沉積巖型磷塊巖磷礦作為原料磷礦。硝酸溶液可以用酸解磷礦的常規濃度的硝酸溶液，針對本專利技術實施例制備方法所用的原料磷礦，如中低品位磷礦和沉積巖型磷塊巖磷礦，在一實施例中，該步驟S01中的硝酸溶液的體積濃度控制為50％-60％。在酸解處理過程中，可以被硝酸溶解的成分分解溶解，當然，磷礦中也存在不被酸解的成分即是酸不溶物。待酸解處理完畢后，經過第一固液分離處理后，酸不溶物與酸解液分離，濾渣送至生產土壤調理劑，收集濾液即是酸解液。另外，應當理解的是，本步驟中的硝酸含量是足量的，酸解時間也是充足的。正如上述步驟S01獲得的酸解液中含有硝酸鈣，因此，在上述步驟S02中，將酸解液進行冷凍結晶處理過程中，由于硝酸鈣的特性，該硝酸鈣會在冷凍結晶處理過程中會結晶析出。在一實施例中，所述冷凍結晶處理的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種氮磷復合肥的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：將磷礦石采用硝酸溶液酸解處理，后進行液分離處理，去除酸不溶物，收集酸解液；將所述酸解液進行冷凍結晶處理，收集濾液；將所述濾液進行蒸發濃縮處理，后通入氨進行中和反應。

【技術特征摘要】
1.一種氮磷復合肥的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：將磷礦石采用硝酸溶液酸解處理，后進行液分離處理，去除酸不溶物，收集酸解液；將所述酸解液進行冷凍結晶處理，收集濾液；將所述濾液進行蒸發濃縮處理，后通入氨進行中和反應。2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述蒸發濃縮處理包括預熱濃縮階段和蒸發濃縮階段，其中，所述預熱濃縮階段的工作溫度為120℃～135℃,環境氣壓為0.6～2.0MPa；所述蒸發濃縮階段的工作溫度為150℃～165℃,環境氣壓2.0～2.2MPa。3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：在所述蒸發濃縮階段之后，還包括對經蒸發濃縮階段處理后的濾液進行汽液分離的步驟，使得在所述蒸發濃縮處理所產生的蒸汽和液體進行分離。4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述蒸汽中含有揮發的硝酸，將所述蒸汽引入所述酸解處理中進行重復利用；和/或所述汽液分離的工作溫度為155～175度。5.根據權利要求1-4任一所述的制備方法，其特征在于：所述冷凍結晶處理的冷凍溫...

【專利技術屬性】
技術研發人員：范素民，任光耀，方進，馮軍強，
申請(專利權)人：貴州芭田生態工程有限公司，
類型：發明
國別省市：貴州;52