專利名稱：利用高鎂磷尾礦渣生產(chǎn)硫鎂肥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體來說涉及一種生產(chǎn)碌u4美肥的方法。
背景技術(shù)：
磷礦是一種重要的化工礦物原料，主要用來生產(chǎn)磷酸、磷酸鹽、磷肥 及磷復(fù)肥。我國80%的磷礦為中低品位磷礦，為了滿足濕法磷酸工藝對原 料礦石的品位要求，通過各種選礦技術(shù)對磷礦進行富集，每生產(chǎn)一噸磷精 礦，將產(chǎn)生0.44噸的尾礦，每年將產(chǎn)生700萬噸的磷礦尾礦。磷石膏是濕 法磷酸生產(chǎn)時排出的固體廢渣，每生產(chǎn)一噸濕法磷酸(以100。/。P205計)， 將產(chǎn)生磷石膏4-5噸，我國磷化工行業(yè)每年排^:磷石膏約為5000萬噸，并 且正以每年15%的速率增長，目前總的利用率只有10%左右。磷礦尾礦和 磷石膏排放不僅會占用大量土地和農(nóng)田，耗費較多的堆場建設(shè)和維護費用； 而且露天存放，長期受風(fēng)吹、日曬、雨淋，磷石膏中所含的一定量的磷與 氟等有害成分會通過大氣、土壤地表或地下水等介質(zhì)破壞生態(tài)環(huán)境，降低
農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量，直接或間接影響當(dāng)?shù)鼐用窠】?，造成的損失不可估量。 因此，大量磷礦尾礦和磷石膏堆放不僅會占用土地，而且嚴(yán)重污染環(huán)境。 從高鎂磷尾礦看，所含組分為P205 5.1-6.2%, CaO 31-34%, MgO 18.8-21%, Si02 1.2-2%, Fe2O30.25-0.3， Al2O30.26-0.35。另外，磷石膏中含有的S042-為49-52%,水溶P20s 0.8-1.2%。
硫是作物生長發(fā)育不可缺少的營養(yǎng)元素，就需要量而言僅次于氮磷鉀， 被列為第四大營養(yǎng)元素。油菜等十字花科和百合科作物需疏量較多。鎂是 作物必需的營養(yǎng)元素，是葉綠素的組成部分，能促進光合作用；是許多酶 的活化劑，能促進各種物質(zhì)的合成，如維生素A、維生素C等，從而提高 果品和蔬菜品質(zhì)；能促進作物對磷、硅元素的吸收，增強磷的營養(yǎng)代謝， 提高作物抗病能力。磷是促進作物生長、擔(dān)負(fù)作物生命活動的重要元素， 分布于作物體內(nèi)的各個部位，是細(xì)胞核蛋白的組成部分。植物一旦缺磷、
鎂、硫，其生長緩慢、延遲成熟，產(chǎn)量和品質(zhì)也會降低。土壤缺鎂、硫非 常普遍，新西蘭、澳大利亞等地區(qū)的土壤都缺磷、鎂和硫，許多國家鎂肥 和硫肥已成為常規(guī)肥施用。土壤缺肥嚴(yán)重，會出現(xiàn)油菜"花而不實"，棉花 "蕾而不花"，造成嚴(yán)重減產(chǎn)。
目前國內(nèi)外使用最廣泛的硫鎂肥為硫酸鎂。該肥料水溶性高，見效快 但易流失，生產(chǎn)成本高，需耗費大量硫酸，生產(chǎn)原料輕燒氧化鎂由菱鎂礦 燒制，需消耗能源和開采菱鎂礦。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點而提供一種能實現(xiàn)高鎂磷尾礦渣和磷 石膏資源化利用，將高鎂磷尾礦渣中的鎂大部分轉(zhuǎn)化成水溶性鎂，并且含 有磷和硫的復(fù)合肥，且生產(chǎn)成本低的利用高鎂磷尾礦渣生產(chǎn)硫鎂肥的方法。
本發(fā)明的一種利用高鎂磷尾礦渣生產(chǎn)硫鎂肥的方法，包括如下步驟
(1) 經(jīng)烘干、粉碎后的高鎂磷尾礦渣與磷石膏粉以配料質(zhì)量比為 1.538~1.818的比例混合，然后與含？205為36~40%的磷酸和85 92°/。硫酸的 混酸反應(yīng)5 8min,其混酸濃度為53 60%，反應(yīng)溫度控制在55~75°C;
(2) 反應(yīng)物料在IO(TC下烘干堆放至室溫，粉碎后加水造粒，經(jīng)干燥、 篩分，使其顆粒為2 4mm的》90。/。，平均抗壓強度達到35N以上。
上述的利用高鎂磷尾礦渣生產(chǎn)硫鎂肥的方法，其中為了實現(xiàn)產(chǎn)品的 水溶性Mg04.25 5.6。/。的指標(biāo)，可以在高鎂尾礦渣中加入輕燒鎂粉，加入量 為100kg高鎂磷尾礦渣中不超過7kg;
上述的利用高鎂磷尾礦渣生產(chǎn)硫鎂肥的方法，其中烘干、粉碎的高 鎂磷尾礦渣和磷石膏的堆;故物料，其粒度>120目；
上述的利用高鎂磷尾礦渣生產(chǎn)硫鎂肥的方法，其中與高鎂磷尾礦渣 與磷石膏粉混合物料反應(yīng)的磷酸可用含雜質(zhì)較高的萃余磷酸、淤渣磷酸和 生產(chǎn)磷酸脲后的母液，硫酸為廢的或回收的硫酸。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，其突出的特點在于在理論的指導(dǎo)下找到將非水溶性 MgO大部分轉(zhuǎn)變成水溶MgO和枸溶性MgO的合理工藝if各線，在低pH的 條件下與混酸轉(zhuǎn)化，反應(yīng)完全，時間短；所用到的原料為廢磷酸和硫酸， 為產(chǎn)品增加了大量磷和石克；產(chǎn)品含水溶P205、水溶MgO、部分枸溶MgO 和枸溶硫；由于反應(yīng)后成為干料操作，不產(chǎn)生、不排放廢酸和廢液，避免 二次污染；成本較低，經(jīng)濟效益可觀。由于利用的是制約磷化工企業(yè)發(fā)展 的高鎂磷尾礦和磷石膏廢渣，節(jié)約了鎂資源和硫資源，減少了環(huán)境的污染， 實現(xiàn)資源的循環(huán)利用，變廢為寶，為處理堆積如山的高鎂磷尾礦和磷石膏 廢渣找到了一個切實可行的方法。加水造粒(不需要加粘合劑)由于該生 產(chǎn)中，為了有利于反應(yīng)，高鎂礦粉和磷石膏的細(xì)度90%在120目以上，一 般不需要粉碎，也能有利于固液反應(yīng))，可以直接作為磷鎂硫肥施用；也可 以作為混配肥的原料，與含N、 K肥混配。為了實現(xiàn)產(chǎn)品的水溶性 Mg04.25 5.6。/。的指標(biāo)，可以在高鎂尾礦渣中加入輕燒鎂粉，可使產(chǎn)品含有 的有效磷、有效鎂及硫的達到不同客戶的要求。
具體實施方式
實施例1
75kg烘干、粉碎后的高鎂尾礦渣(粒度> 120目)與42kg磷石膏粉(粒 度>120目)混合，加入帶有攪拌器的反應(yīng)槽中與磷、硫混酸進行酸化反應(yīng)，
其中磷、硫混酸的比例為萃余磷酸的質(zhì)量為105.2kg(P2O5的濃度為36%); 硫酸的質(zhì)量為11.2kg、濃度為92%。反應(yīng)過程中控制反應(yīng)溫度為55°C,反 應(yīng)時間為5min,將物料卸出，在100。C下烘干堆;故至室溫。物料干固并硬_ 化，將其粉碎，粉狀產(chǎn)品的粒度應(yīng)能通過80目篩孔。粉料通過加水在圓盤 造粒才幾上進行造粒，送入熱風(fēng)轉(zhuǎn)筒內(nèi)干燥，進口熱風(fēng)為280'C左右，出口為 8(TC左右，冷卻篩分得粒徑2-4mm的產(chǎn)品為93.8%。
經(jīng)才企測顆粒平均抗壓強度為35.5N,含水4%,含水溶P20524.1%, 水溶Mg04.6。/。，總硫為6.04°/。(全部為疏酸根形態(tài)，部分為水溶，部分為 枸溶)。
實施例2
75kg烘干、粉碎后的高鎂尾礦渣(粒度> 120目)與44kg磷石膏粉(粒 度>120目)混合，加入帶有攪拌器的反應(yīng)槽中與磷、硫混酸進行酸化反應(yīng)， 其中磷J?；焖岬谋壤秊橛僭姿岬馁|(zhì)量為100.0kg(P2O5的濃度為38%); 硫酸的質(zhì)量為11.6kg,濃度為90%。反應(yīng)過程中控制反應(yīng)溫度為60°C,反 應(yīng)時間為6min,將物料卸出，在IO(TC下烘干堆放至室溫。物料干固并硬 化，將其粉碎，粉狀產(chǎn)品的粒度應(yīng)能通過80目篩孔。粉料通過加水在圓盤 造粒機上進行造粒，送入熱風(fēng)轉(zhuǎn)筒內(nèi)干燥，進口熱風(fēng)為280。C左右，出口為 80。C左右，冷卻篩分得粒徑2-4mm的產(chǎn)品為91.2%。
經(jīng)檢測顆粒平均抗壓強度為36.8N,含水4%,含水溶P20524.8%, 水溶Mg05.0% ，總硫為6.1 % (全部為硫酸根形態(tài)，部分為水溶，部分為枸 溶)。
實施例3
70kg烘干、粉碎后的高鎂尾礦渣(粒度> 120目)、5kg的輕燒鎂粉(粒 度>120目)與45kg磷石膏粉(粒度>120目)混合，加入帶有攪拌器的 反應(yīng)槽中與磷、硫混酸進行酸化反應(yīng)，其中磷、硫混酸的比例為磷酸脲 母液的質(zhì)量為95.5kg(P205的濃度為40%);硫酸的質(zhì)量為12.4kg,濃度為 87%。反應(yīng)過程中控制反應(yīng)溫度為75°C,反應(yīng)時間為8min,將物料卸出， 在100。C下烘干堆放至室溫。物料干固并硬化，將其粉碎，粉狀產(chǎn)品的粒度 應(yīng)能通過80目篩孔。粉料通過加水在圓盤造粒機上進行造粒，送入熱風(fēng)轉(zhuǎn) 筒內(nèi)千燥，進口熱風(fēng)為28(TC左右，出口為8(TC左右，冷卻篩分得粒徑2-4mm 的產(chǎn)品為92%。
經(jīng)檢測顆粒平均抗壓強度為37.8N,含水4%,含水溶P20525.2%， 水溶Mg05.4。/。，總硫為6.8% (全部為硫酸根形態(tài)，部分為水溶，部分為枸 溶)。
權(quán)利要求
1.一種利用高鎂磷尾礦渣生產(chǎn)硫鎂肥的方法，包括如下步驟(1)經(jīng)烘干、粉碎后的高鎂磷尾礦渣與磷石膏粉以配料質(zhì)量比為1.538～1.818的比例混合，然后與含P2O5為36～40％的磷酸和85～92％硫酸的混酸反應(yīng)5～8min，其混酸濃度為53～60％，反應(yīng)溫度控制在55～75℃；(2)反應(yīng)物料在100℃下烘干堆放至室溫，粉碎后加水造粒，經(jīng)干燥、篩分，使其顆粒為2～4mm的≥90％，平均抗壓強度達到35N以上。
2、 如權(quán)利要求1所述的利用高鎂磷尾礦渣生產(chǎn)硫鎂肥的方法，其特征 在于在高鎂尾礦渣中加入輕燒鎂粉，加入量為100kg高鎂磷尾礦渣中不 超過7kg。
3、 如權(quán)利要求1所述的利用高鎂磷尾礦渣生產(chǎn)硫鎂肥的方法，其特征 在于烘干、粉碎的高鎂磷尾礦渣和磷石膏的堆放物料，其粒度>120目。
4、 如權(quán)利要求l所述的利用高鎂磷尾礦渣生產(chǎn)硫鎂肥的方法，其特征 在于與高鎂磷尾礦渣與磷石膏粉混合物料反應(yīng)的磷酸可用含雜質(zhì)較高的 萃余磷酸、淤渣磷酸和生產(chǎn)磷酸脲后的母液，硫酸為廢的或回收的硫酸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用高鎂磷尾礦渣生產(chǎn)硫鎂肥的方法，包括如下步驟(1)經(jīng)烘干、粉碎后的高鎂磷尾礦渣與磷石膏粉以配料質(zhì)量比為1.538～1.818的比例混合，然后與含P₂O₅為36～40％的磷酸和85～92％硫酸的混酸反應(yīng)5～8min，其混酸濃度為53～60％，反應(yīng)溫度控制在55～75℃；(2)反應(yīng)物料在100℃下烘干堆放至室溫，粉碎后加水造粒，經(jīng)干燥、篩分，使其顆粒為2～4mm的≥90％，平均抗壓強度達到35N以上。本發(fā)明能實現(xiàn)高鎂磷尾礦渣和磷石膏資源化利用，將高鎂磷尾礦渣中的鎂大部分轉(zhuǎn)化成水溶性鎂，并且含有磷和硫的復(fù)合肥，且生產(chǎn)成本低。
文檔編號C05B17/00GK101367674SQ20081006893
公開日2009年2月18日 申請日期2008年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月27日
發(fā)明者濤 周, 艷 李, 李天祥, 楊三可, 楊麗萍, 王景峰, 宏 胡, 田 解 申請人:甕福(集團)有限責(zé)任公司