一种混酸分解磷矿联产磷酸二氢钾、磷酸氢钙和复肥的方法，其特征是包括下列步骤：取硫酸和氯化钾制备氯化氢和硫酸氢钾，磷矿浆吸收氯化氢进行酸解反应，酸解滤液与氧化钙和硫酸钾反应制备磷酸二氢钾，酸解滤液与磷酸二氢钾结晶母液的混合料用石灰乳搅拌进行中和制备磷酸氢钙；还包括酸解滤液与硫酸反应制备循环酸，以及循环酸与硫酸氢钾溶液和碳酸氢铵或氨反应制备全水溶性复合肥料等。采用本发明专利技术方法，不但能够顺利解决使用中低品位磷矿生产磷酸盐的杂质干扰问题，而且能够把五氧化二磷的回收率提高到接近１００％，充分利用资源，简化工艺和设备，减少腐蚀，节能、降低酸耗和成本，消除污染，收到良好的技术经济效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于处理磷酸盐矿制备磷的化合物、钙的化合物以及无机肥料 的方法，涉及一种使用混酸分解磷矿联产磷酸二氢钾(或磷酸二氢钠)、 磷酸氢钙和复肥的生产方法。适用于使用硫酸和盐酸分解磷矿、特别是中 低品位磷矿直接生产精细磷酸盐(磷酸二氢钾、磷酸二氢钠等)、磷酸氢 钙和全水溶性硫基复合肥料。
技术介绍
现有技术中，精细磷酸盐的生产一般采用热法磷酸或湿法磷酸。目前，精细磷酸盐的生产技术普遍使用的是热法磷酸；因为，我国的磷矿普遍含 有比较多的铁、铝、钙、镁等等杂质，湿法磷酸中不可避免地含有各种杂 质，例如氧化铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁等等，这些杂质，在制造磷酸 盐的操作条件下，生成A1P04 、 FeP04 、 CaHP04、 MgHP04、 MgNH4P04、 Ca3 (P04) 2、 Mg3 (P04) 2等等沉淀物，这些磷酸盐沉淀，普遍具有胶态 性质，很难加以利用，并造成五氧化二磷的大量损失并且严重恶化分离过 程和产品质量，因此，使用含杂质比较多的湿法磷酸制造精细磷酸盐，很 难收到比较好的经济效益。由于这些杂质造成的五氧化二磷的大量损失，不得不精选磷矿，大量 的低品位磷矿无法利用，造成资源的严重浪费。由于以上原因，使得使用湿法磷酸生产精细磷酸盐的过程复杂化，显 著增加了生产成本。此外，，由于上述湿法磷酸杂质的影响，在使用湿法磷酸或者湿法磷酸 盐生产复合肥料的时候，只能得到部分水溶性的产品，这带来两个方面的 缺陷 一方面是这种肥料不适合喷施和滴灌，限制了它们的使用效果和应 用范围，另一方面是由于含有大量胶态沉淀物，给浓缩、干燥等加工过程 带来困难； 一般只能使用料浆浓縮和喷桨造粒，不但设备复杂，而且增加 生产的能耗。由于这些原因，使用湿法磷酸生产磷酸盐和硫基复合肥料的工艺和设 备变得复杂，产品收率低，质量差，阻碍了磷酸盐工业和化肥工业的发展。另外一个方面，饲料级磷酸氢钙的生产，由于需要把氟控制在严格的 范围之内，因此，在现有的生产饲料级磷酸氢钙的方法中，在使用湿法磷 酸生产饲料级磷酸氢钙时，不得不采用二段中和法，其中一段中和得到的含氟比较高的磷酸氢钙(占总P20s的重量百分含量的40-60%)，只能作为 价值很低的粗肥处理，大大增加了饲料磷酸氢钙的生产成本，并且大量的 粗肥销售困难，实用性差。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在克服上述现有技术中的不足，提供一种混酸分解磷 矿联产磷酸二氢钾、磷酸氢钙和复肥的方法。采用本专利技术方法，不但能够 顺利解决使用中低品位磷矿生产磷酸盐的杂质干扰问题，而且能够把五氧 化二磷的回收率提高到接近100%,充分利用各种资源，同时简化工艺，减少腐蚀，简化设备，收到良好的技术经济效果。本专利技术在分解磷矿时使用硫酸和盐酸(外购或者自产)的理由是① 先用盐酸(外购或者系统内部循环)处理磷矿，可以得到比较纯净的硅渣，有利于解决废渣处理问题；②处理磷矿后的溶液再与硫酸反应，再生了盐 酸同时得到纯净石膏，可彻底解决令人头痛的磷石膏问题；③硫酸参与循 环，能够把磷酸浓度提得很高，解决盐酸分解磷矿磷酸浓度低的问题，为 直接生产磷酸二氢钾和饲料级磷酸氢钙创造了良好条件。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是 一种混酸分解磷矿联产磷酸二氢钾、磷酸氢钙和复肥的方法，其特征是包括下列步骤 a、制备氯化氢和硫酸氢钾按摩尔比为1: 1的比例取硫酸和氯化钾；在硫酸氢钾反应槽中，将 水与氯化钾混合配制成氯化钾的重量百分含量为40-70%的料浆并搅拌均 匀，再投加入硫酸、搅拌反应卜4小时，制得氯化氢气体和硫酸氢钾的水 溶液；该步骤的化学反应方程式为貼04 + KC1 二 KHS04 + HC1b、 磷矿吸收氯化氢进行酸解反应按磷矿粉水=1: 1-3的质量比取磷矿粉和水，在盐酸分解反应槽中， 将磷矿粉与水混合搅拌成料浆，吸收氯化氢气体、并搅拌反应1-4小时、 到料浆滤渣中P205、的重量百分含量《1%时停止；反应后的料浆经盐酸分 解过滤机过滤，得到酸解滤液(或称为含钙酸)，滤渣(滤渣可洗涤1—3 次，第一次洗涤水并入滤液)(滤渣是硅渣，主要含二氧化硅)弃去；该步骤的主要化学反应方程式为8HC1 + Ca5F(P04) 3 二 4CaCl2 + H3P04 + HF + Ca(H2P04) 2 步骤b反应温度常温，由于反应热，料浆温度会自然升高到40-60°C，但是不必刻意保持这个温度；酸解滤液由于含有钙，称为"含钙酸"，以便与后续不含钙的"循环酸"相区别；c、 制备磷酸二氢钾将酸解滤液(或称为含钙酸)置于KH2P04反应槽中，按物料中氧化 钙硫酸根=1: 1的摩尔比添加入氧化钙和硫酸钾(即按酸解滤液、氧 化转和硫酸钾的整体物料中氧化药硫酸根=1: 1的摩尔比添加入氧化钙和硫酸钾，物料中的含钙物质均转换成氧化f丐计算)，在40-9(TC的温度下、 搅拌反应1-4小时，控制反应终点pH为3.0-4.5;过滤，滤渣(石膏) 弃去；滤液经冷却、在20-3(TC温度下结晶，再经离心过滤、固体物即制 得磷酸二氢钾成品，结晶母液(即离心过滤得到的滤液)转入中和反应槽 中待用；该步骤的化学反应方程式为H3P04 + Ca (H2P04) 2 + KHS04 + K2S04 + CaO = 2CaS04 + 3KH2P04d、 制备磷酸氢钙将氧化钙与水混合配制成浓度为Ca0=80-200g/l的石灰乳，在中和反 应槽中，按步骤b所述酸解滤液(或称为含钙酸)中的氯化钙与步骤c所 述结晶母液中的磷酸二氢钾的摩尔比为0.5: 1的比例取酸解滤液、加入 结晶母液中，再在30-60。C的温度下、加入石灰乳搅拌进行中和反应至 pH=4-5，过滤，固体物经干燥、即制得磷酸氢钙成品(饲料级)，滤液待用(返回步骤a用于调制氯化钾料浆)；该步骤的化学反应方程式为-H3P04+ Ca (OH) 2二 CaHP04 + 2H202KH2P04+ Ca (OH) 2 二 CaHP04 + K2HP04+ 2H20K2HP04+ Ca(H2P04)2+ CaCl2 + Ca (OH) 2二 3CaHP04 + 2KC1 + 2H20 其中Ca(H2P04)2 、 CaCl2和113 04来自配料时添加的含钙酸； 分离磷酸氢钙后的滤液，含有氯化钾，可以返回步骤a的硫酸与氯化钾反应工段，用于配制氯化钾料浆，这样，不但不会损失氯化钾，而且实现了水资源的循环利用，不排放废水。本专利技术技术方案中还可以包括下列步骤e、 制备循环酸(或称为无钙酸)将步骤b中所述酸解滤液(或称为 含钙酸)与硫酸按Ca0 (即酸解滤液中含钙物质转换成Ca0的形式计 算)S04=1: 1的摩尔比取量配料，在硫酸转化槽中，搅拌混合反应，反 应温度常温，过滤，固体物即纯净石膏，制得滤液——循环酸。该步骤的化学反应方程式为H2S04 + CaCl2= 2CaS04 + 2HC1循环酸控制的浓度较好的是HCl=80-200g/l、 P205=200-350g/l;该循环酸中不含钙，可循环回到磷矿酸解工段去吸收氯化氢和分解磷 矿，也可以根据生产需要取出部分循环酸生产全水溶性复合肥料；该步骤解决了分离出纯净石膏和再生盐酸的问题，由于再生氯化氢存 在于原来的磷矿浸取溶液之中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种混酸分解磷矿联产磷酸二氢钾、磷酸氢钙和复肥的方法，其特征是包括下列步骤： ａ、制备氯化氢和硫酸氢钾： 按摩尔比为１∶１的比例取硫酸和氯化钾；在硫酸氢钾反应槽中，将水与氯化钾混合配制成氯化钾的重量百分含量为４０－７０％的料浆并搅拌均匀，再投加入硫酸、搅拌反应１－４小时，制得氯化氢气体和硫酸氢钾的水溶液； ｂ、磷矿吸收氯化氢进行酸解反应： 按磷矿粉∶水＝１∶１－３的质量比取磷矿粉和水，在盐酸分解反应槽中，将磷矿粉与水混合搅拌成料浆，吸收氯化氢气体、并搅拌反应１－４小时、到料浆滤渣中Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］、的重量百分含量≤１％时停止；反应后的料浆经盐酸分解过滤机过滤，得到酸解滤液，滤渣弃去； ｃ、制备磷酸二氢钾： 将酸解滤液置于ＫＨ↓［２］ＰＯ↓［４］反应槽中，按物料中氧化钙∶硫酸根＝１∶１的摩尔比添加入氧化钙和硫酸钾，在４０－９０℃的温度下、搅拌反应１－４小时，控制反应终点ｐＨ为３．０－４．５；过滤，滤渣弃去；滤液经冷却、在２０－３０℃温度下结晶，再经离心过滤、固体物即制得磷酸二氢钾成品，结晶母液转入中和反应槽中待用； ｄ、制备磷酸氢钙： 将氧化钙与水混合配制成浓度为ＣａＯ＝８０－２００ｇ／ｌ的石灰乳，在中和反应槽中，按步骤ｂ所述酸解滤液中的氯化钙与步骤ｃ所述结晶母液中的磷酸二氢钾的摩尔比为０．５∶１的比例取酸解滤液、加入结晶母液中，再在３０－６０℃的温度下、加入石灰乳搅拌进行中和反应至ｐＨ＝４－５，过滤，固体物经干燥、即制得磷酸氢钙，滤液待用。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄尚勋，黄明科，
申请(专利权)人：黄明科，黄尚勋，
类型：发明
国别省市：51[]
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