專利名稱：利用磷礦尾礦生產復合肥填充料的方法
技術領域：
本發明涉及化工領域，具體來說涉及一種以中低品位磷礦尾礦為原料生產復合肥填充料的方法。
背景技術：
磷礦是一種重要的化工礦物原料。用它可以制取磷肥，也可以用來制造黃磷、磷酸、磷化物及其他磷酸鹽類，以用于醫藥、食品、火柴、染料、制糖、陶瓷、國防等工業部門。磷礦在工業上的應用已有一百多年的歷史。隨著磷礦的開采和利用，磷礦資源日趨貧化，已被國土資源部列入2010年后不能滿足國民經濟發展需求的20種礦種之一，列為不可再生的戰略資源。我國80%的磷礦為中低品位磷礦，為了滿足濕法磷酸對原料礦石的質量要求， 目前我國主要通過各種選礦技術獲得適合生產磷酸的磷精礦，每生產1噸磷精礦，將產生 0. 44噸的尾礦，每年將產生700萬噸以上的磷礦尾礦。磷尾礦由于P2O5含量低，有害雜質含量高，遠遠不能滿足濕法磷酸和酸法磷肥對礦石品位及質量的要求，近幾年雖然有一些磷尾礦綜合利用的技術出現，但未從根本上解決磷礦選礦尾礦的利用問題。我國磷礦尾礦的綜合利用率僅為7%左右，由于磷礦尾礦的大量堆積不僅會占用大面積的土地和農田資源， 耗費較多的堆場建設和維護費用；而且露天存放，長期受風吹、日曬、雨淋，有害成分會通過大氣、土壤地表或地下水等介質破壞生態環境，降低農作物產量和質量，直接或間接影響當地居民健康；尾礦庫區表面產生的粉塵會惡化周圍地區的衛生條件；尾礦中的有關成分以及殘留的選礦劑也對生態環境造成嚴重的危害。目前，我國因尾礦造成的污染面積達百萬畝，間接污染土地面積1000多萬畝。含磷污水的排放不僅會造成諸如水體富營養化等環境問題，還會極大地浪費的磷資源。例如某磷酸廠生產磷酸時排出大量酸性廢水，每小時達600m3，其中可溶性P2O5質量百分比為m 3%，照此計算，每年由污水中帶出損失的可溶性P2O5超過2萬噸。在我國，復合肥產量已高達5000多萬噸，復合肥生產中需要消耗大量填充材料， 起到調整養分含量或改變物性的作用，目前常見的填充料如凹凸棒土、膨潤土等都需要開采、運輸、破碎、球磨，這一過程需要大量的人力和物力，使得復合肥生產成本變高。

發明內容
本發明的目的在于針對上述磷資源浪費，環境污染嚴重，復合肥生產成本高等現有問題，提供一種利用磷礦尾礦生產復合肥填充料的方法，以實現磷礦尾礦和磷酸廠酸性廢水資源化利用，將磷礦尾礦和磷酸廠酸性廢水中的磷進行回收利用，同時產物作為復合肥填充料，提高復合肥造粒成粒率，改善復合肥物性，降低復合肥生產成本。本發明提供的利用磷礦尾礦生產復合肥填充料的方法，包括如下步驟
(1)將磷礦尾礦烘干、粉碎后與質量濃度93%—98%硫酸和含P205質量濃度2%—5% 的磷酸廠酸性廢水在反應器中混合反應，其中磷礦尾礦硫酸磷酸廠酸性廢水的質量比為100:50— 90:100，控制攪拌速率200— 500r/min，反應時間10 — 30min，反應溫度在30—(2)將得到的產物在80—100°C下烘干到含水量1一3%，堆放至室溫，粉碎加工成粉末狀復合肥填充料，
(3)將粉末狀產物與尿素、磷銨、硫酸鉀或者氯化鉀混合后送入圓盤造粒機加水造粒， 經干燥、篩分使其顆粒為1 一4mm的> 90%，成粒率> 70%顆粒強度> 25N，制得顆粒狀復口肌。上述利用磷礦尾礦生產復合肥填充料的方法，其中烘干粉碎后的粉末狀產物中 P2O5含量為4% —12%，粒度彡100目。上述利用磷礦尾礦生產復合肥填充料的方法，其中磷礦尾礦中的難溶性磷50% 以上轉化為可供植物吸收利用的有效磷。上述的利用磷礦尾礦生產復合肥填充料的方法，其中硫酸既可以用工業硫酸，也可以用廢酸或回收的硫酸。與現有技術相比，其突出特點在于在理論的指導下找到了將磷礦尾礦中難溶性磷大部分轉變成水溶性磷和枸溶性磷的合理工藝路線，此過程反應完全，流程簡單，成本低廉，所用的原料為磷礦尾礦、廢硫酸和磷酸廠酸性廢水，為產品增加了磷、鎂、硫以及多種微量元素。反應完成后不產生廢酸、廢液和廢料，避免了二次污染。由于利用的原料是制約磷化工企業發展的磷礦尾礦和磷酸廠酸性廢水，節約了磷資源的同時，也減少了對環境的污染以及處理廢物的費用和土地。實現了資源的循環利用，變廢為寶，為處理堆積如山的磷礦尾礦開辟了一條新的途徑。反應后的產品可用作復合肥填充料，產品中含有的有效磷能減少復合肥生產中磷原料的消耗，其在復合肥中造粒效果較好，能有效的改善復合肥物性，提高成粒率及顆粒強度。減少了對凹凸棒土、膨潤土等礦物的開采，以及對凹凸棒土等礦物破碎、球磨、運輸等費用，能有效的降低復合肥生產的成本。此技術具有良好的環境和經濟效
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具體實施例方式實施例1
原料
(1)硫酸工業硫酸，W(H2SO4)98%
(2)磷酸廠酸性廢水w(P2O5) 2.0%
(3)磷礦尾礦w(P2O5) 12. 0%
IOOkg磷尾礦粉、IOOkg磷酸廠酸性廢水、70kg硫酸加入帶有攪拌器的反應槽中進行混合反應，反應溫度為30°C，反應時間為lOmin，攪拌速率200r/min，反應后物料在80°C下烘干，堆放至室溫，將物料粉碎加工成粉狀復合肥填充料產品，粉狀產品過100目篩。取 8. 66kg粉料與尿素15. 88kg磷酸一銨46. 5kg、21. 67kg氯化鉀鉀以及7. 388kg微肥等加水在復合肥上造粒，干燥、冷卻再篩分即為養分含量為12-23-13的粒狀復合肥產品，造粒過程中成粒率為76%。顆粒強度四仏產品質量分析結果如下復合肥填充料 s S MU%有效IjA %游離酸 S有效鎂 %粉狀11. 17. 8381,410. IS
實施例2 原料
(4)硫酸工業硫酸，w(H2SO4) 96%
(5)磷酸廠酸性廢水=W(P2O5)2. 5%
(6)磷礦尾礦w(P2O5) 8. 1%
IOOkg磷尾礦粉、IOOkg磷酸廠酸性廢水、60kg硫酸加入帶有攪拌器的反應槽中進行混合反應，反應溫度為40°C，反應時間為20min，攪拌速率300r/min，反應后物料在80°C下烘干，堆放至室溫，將物料粉碎加工成粉狀復合肥填充料產品，粉狀產品過100目篩。取7. 5kg 粉料與尿素26. Okg磷酸一銨30. 5 kg、30. Okg硫酸鉀以及6. 0 kg微肥等加水在復合肥上造粒，干燥、冷卻再篩分即為養分含量為15-15-15的粒狀復合肥產品，造粒過程中成粒率為78%。顆粒強度四仏產品質量分析結果如下
實施例3 原料
(7)硫酸工業硫酸，w(H2SO4) 96%
(8)磷酸廠酸性廢水:w(P2O5) 3. 2%(9)磷礦尾礦w (P2O5) 7. 2%
IOOkg磷尾礦粉、IOOkg磷酸廠酸性廢水、50kg硫酸加入帶有攪拌器的反應槽中進行混合反應，反應溫度為60°C，反應時間為20min，攪拌速率400r/min，反應后物料在90°C下烘干，堆放至室溫，將物料粉碎加工成粉狀復合肥填充料產品，粉狀產品過100目篩。取 11. 8kg粉料與尿素26. 2kg磷酸一銨29. 5 kg、26. 5kg氯化鉀以及6. 0 kg微肥等加水在復合肥上造粒，干燥、冷卻再篩分即為養分含量為15-15-15的粒狀復合肥產品，造粒過程中成粒率為80%。顆粒強度四仏產品質量分析結果如下
實施例4 原料
(10)硫酸工業硫酸，w(H2SO4) 93%
(11)磷酸廠酸性廢水w(P2O5) 5.0%
(12)磷礦尾礦w(P2O5) 4. 0%
IOOkg磷尾礦粉、IOOkg磷酸廠酸性廢水、90kg硫酸加入帶有攪拌器的反應槽中進行混合反應，反應溫度為50°C，反應時間為30min，攪拌速率500r/min，反應后物料在100°C下烘干，堆放至室溫，將物料粉碎加工成粉狀復合肥填充料產品，粉狀產品過100目篩。取9. Okg 粉料與尿素18. Ikg磷酸一銨36. 9 kg、30. Okg硫酸鉀以及6. 0 kg微肥等加水在復合肥上造粒，干燥、冷卻再篩分即為養分含量為12-18-15的粒狀復合肥產品，造粒過程中成粒率為85%。顆粒強度32N。產品質量分析結果如下
權利要求
1.一種利用磷礦尾礦生產復合肥填充料的方法，包括如下步驟(1)將磷礦尾礦烘干、粉碎后與質量濃度93%—98%硫酸和含P205質量濃度2%—5%的磷酸廠酸性廢水在反應器中混合反應，其中磷礦尾礦硫酸磷酸廠酸性廢水的質量比為100:50— 90:100，控制攪拌速率200— 500r/min，反應時間10 — 30min，反應溫度在30—60 0C ；(2)將得到的產物在80—100°C下烘干到含水量1一3%，堆放至室溫，粉碎加工成粉末狀復合肥填充料，(3)將粉末狀產物與尿素、磷銨、硫酸鉀或者氯化鉀混合后送入圓盤造粒機加水造粒，經干燥、篩分使其顆粒為1一4mm的> 90%，成粒率> 70%顆粒強度> 25N，制得顆粒狀復口肌。
2.如權利要求1所述的利用磷礦尾礦生產復合肥填充料的方法，其特征在于烘干粉碎后的粉末狀產物中I32O5含量為4%—12%，粒度彡100目。
3.如權利要求1所述的利用磷礦尾礦生產復合肥填充料的方法，其特征在于硫酸既可以用工業硫酸，也可以用廢酸或回收的硫酸。
全文摘要
本發明公開了一種利用磷礦尾礦生產復合肥填充料的方法，包括步驟如下⑴將磷礦尾礦烘干、粉碎后與硫酸和磷酸廠酸性廢水在反應器中混合反應；⑵將得到的產物在80—100℃下烘干，堆放至室溫，粉碎加工成粉末狀復合肥填充料；⑶將粉末狀產物與尿素、磷銨、硫酸鉀或者氯化鉀混合后送入圓盤造粒機加水造粒，經干燥、篩分制得顆粒狀復合肥。本發明既利用了磷尾礦和磷酸廠酸性廢水中的磷，以減少復合肥生產中磷原料的消耗，其產物代替復合肥生產中需要消耗的填充料，降低了復合肥生產的成本，又緩解了磷尾礦堆積用地難的壓力，同時減輕磷尾礦和廢水對環境的危害，減少尾礦庫維護費用及磷酸廠酸性廢水的處理費用，具有明顯的環境和經濟意義。
文檔編號C05G3/00GK102557834SQ20121005116
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月1日 優先權日2012年3月1日
發明者倪國強, 劉旭, 夏循峰, 胡宏, 解田, 郭舉 申請人:甕福(集團)有限責任公司