盐酸萃取磷矿生产复合肥的研究孙维波,陈德清(临沂施可丰肥料研究所,山东临沂276016)[关键词]盐酸;萃取;磷矿;复合肥[摘要]介绍以盐酸、氯化钾、磷矿和氨为原料生产101010NPK复合肥的实验室实验和工业试验情况。该技术可以充分利用硫酸钾和硫酸钾复合肥生产中的副产品盐酸;省却了磷酸过滤、洗涤工序;产品养分全、物性好利用钾固定氟化物,无三废排放。[]10076220(2002)06005402[]TQ444[文献标识码]AManufactureofcompoundfertilizerbydecomposingphosphaterockwithhydrochloricacidSUNWeibo,CHENDeqing(ShikefengReasearchInstituteofFertilizer,Linyi,Shandong276016,China)Keywords:hydrochloricacid;decomposition;phosphaterock;compoundfertilizerAbstract:Thelaboratoryandpilotexperimentsaredescribedfortheproductionof101010compoundfertilizerwithhydrochloricacid,processhassomeadvantanges,potassiumchloride,phosphaterockandammoniaasrawmaterials.Thesuchasmakinguseofthebyproducthydrochloricacidfromtheproductionofpotassiumsulfateandpotassiumsulfatebasedcompoundfertilizer,eliminatingthefilteringandscrubbingsectionsofphosphoricacid,obtainingtheproductwithfullnutrientsandgoodphysicalpropertyandfixingthefluoridebypotassiumwithoutthethreewastes(wastewater,wastegas,andindustrialresidue).红日集团开发的SNPK工艺中,副产品盐酸如RCO3、Fe2O3、MgO、Al2O3、CaF2和SiO2等也参与了反应。2实验室实验根据生产中浓度复合肥(101010)所需的物用来萃取磷矿生产饲料级磷酸氢钙的工艺流程复杂,操作较难控制,且对环境造成极大的污染。针对该问题,成功地开发了利用盐酸萃取磷矿生产中浓度NPK复合肥的新工艺,并已实现工业化生产。1利用盐酸萃取磷矿生产复合肥的可行性过量浓盐酸和KCl与磷矿粉发生如下反应:料配比范围,寻求最佳工艺条件。2·1磷矿转化率条件实验反应过程的固定条件为:(1)(2)(3)(4)搅拌强度不变盐酸加入量G1=1200g,w(HCl)≥32%磷矿粉加入量G2=350g,w(P2O5)≥30%氯化钾加入量G3=167g,w(K2O)≥60%Ca5F(PO4)3+10HCl5CaCl2+HF+3H3PO46Ca5F(PO4)3+58HCl+2KCl+SiO230CaCl2+K2SiF6+2H2O+18H3PO4从上式可以看出,盐酸萃取磷矿后主要生成易溶于水的氯化钙和磷酸,不存在硫酸萃取磷矿时的包裹现象,所以反应能迅速进行。萃取后的料浆与气氨的中和反应可表示如下:H3PO4+NH3NH4H2PO4根据生产情况,确定反应过程的可变条件为:(1)(2)反应时间30～120min反应温度20～60℃反应后,分析萃取料浆中有效磷和全磷,求得磷矿转化率为:K转化=w(P2O5有效)ƒw(P2O5全)H3PO4+2NH3(NH4)2HPO4Ca(H2PO4)2+2NH4Cl2H3PO4+CaCl2+2NH3211反应时间条件实验··实验结果表明:固定反应温度为40℃,反应60min时,磷矿转化率已达97111%,完全符合工业生产要求,反应时间再延长60min时,转化率达99.35%,仅提高了2124%。H3PO4+CaCl2+2NH3CaHPO4+2NH4Cl在酸解反应和中和反应时,磷矿中的一些杂质[收稿日期]20020617[作者简介]孙维波(1970),男,山东临沂人,工程师。2002年第17卷第6期·55·孙维波等盐酸萃取磷矿生产复合肥的研究2·1·2反应温度条件实验实验结果表明:固定反应时间60min,磷矿转化率随反应温度升高而升高,但变化不大,从20℃升高到60℃时,磷矿转化率从95.88%提高到98.10%,只提高了2122%。但高于60℃时,盐酸挥发加剧。综合磷矿转化率条件实验得出:在尽量增大搅拌强度下,控制反应时间在60min以上,温度40℃左右,磷矿转化率可以达到工业生产的要求。2·2中和条件实验保持中和速度、搅拌强度不变,观察中和度对水溶磷退化为枸溶磷的情况。实验结果表明:中和度1106时,水溶率已降到31101%。因此,中和度最好控制在0198～1104之间磷的水溶率在93.19%到49.04%,这不仅有利于提高磷的水溶率,还可以保证中和料浆具有良好的流动性。3工业试验通过工业试验有助于认识萃取料浆和中和料浆的物料性能及喷浆造粒、干燥情况等问题。3·1工艺参数设计液氨w(NH3)≥9915%,0112～0113t3·1·2工艺指标萃取槽中:盐酸与磷矿粉反应温度≤60℃反应时间≥60min萃取料浆密度≥1135gƒml中和槽和喷浆地槽中:料浆中和度01...