专利名称：一种利用磷石膏生产硫酸钾肥的方法
技术领域：
本发明涉及肥料生产方法技术领域，尤其涉及一种利用磷石膏 生产硫酸钾肥的方法。
背景技术：
磷石膏是磷肥工业的固体废弃物，而磷酸是磷肥工业的基础。 湿法磷酸生产工艺都是通过硫酸分配磷矿粉生产萃取料浆，然后过 滤洗涤制得磷酸，过滤洗涤的过程中生产磷石膏废弃物。 一般每生 产1吨磷酸约产生5-6吨磷石膏，每生产1吨磷酸二铵排放2.5-5吨 磷石膏。我国湿法磷酸产量约为100多万吨，而随着我国近几年来 高浓度复合肥工业的迅猛发展，每年由磷肥类化工企业排出的磷石 膏超过1000万吨，而其它企业每年也要排出近1000万吨磷石膏。 随着我国高浓度磷复肥产业的不断发展、高浓度磷复肥产量的不断 提高，被看作是"工业废弃物"的磷石膏的产排量也随之增大。据统 计，目前全国磷肥企业年排放磷石膏量已达到近5000万吨。
磷石膏一般呈粉状，外观是灰白、灰、灰黄、浅黄、浅绿等色， 还含有少量的有机磷、硫、氟类化合物，相对密度为2.22 2.3f，容 重0.733 0.88g/cm3，颗粒直径为5 15um，其主要成分为二水硫 酸钙(CaS04'2H20)，其含量可达到70 90%左右，其中所含的次 要成分随磷矿石产地不同而各异，成分较为复杂， 一般都含有岩石成分Ca、 Mg的磷酸盐及硅酸盐。
近年来，国家一系列产业政策逐渐倾向于环境保护和资源循环
利用，外部压力的增大使磷肥工业的磷石膏治理问题尤为突出；累 计排量近亿吨，是石膏废渣中排量最大的一种，排出的磷石膏渣占 用大量土地，形成渣山，严重污染环境，污染水源；与此同时，日 益增大的磷石膏排放量不仅需占用大量的土地，而且每年支付高额 的运行维护费用，也迫使企业增强磷石膏综合利用的愿望。可以说， 当前磷石膏的资源化利用是我们磷肥行业当前节能减排的重要任 务，事关磷肥行业的健康、可持续发展。
随着科学技术的发展，为了实现磷肥工业的可持续发展和磷石 膏的高度利用。人们在磷石膏利用方面也做了大量的研究，目前， 磷石膏利用主要是以下两个方面 一、在水泥工业中的应用，通常 用来制备水泥缓凝剂和石膏板材和石膏砌块；二、在化肥工业中的 应用，主要是利用磷石膏制备硫酸铵和硫酸钾；其中，用磷石膏生 产无氯钾肥一硫酸钾的方法分为一步法和两步法；日本的木浦善德、 英国诺丁汉大学化工系、印度CSFC研究中心对一步法作了大量工 作，优化了利用磷石膏生产硫酸钾的工艺，具体工艺过程磷石膏 先经漂洗去除部分杂质，使CaS04 *2H20质量分数从87%左右提高 至92% 94%。在低温条件下将磷石膏与碳酸氢铵混合，生成硫酸 铵、碳酸钙并排出C02。低温条件下氨挥发较少，C02气较纯，可 用于制液体co2。反应后的料浆分离碳酸钙后，得到硫酸铵溶液， 再与氯化钾反应生成硫酸钾和氯化铵。经分离、洗涤、干燥得硫酸钾产品；滤液经蒸发、分离副产氯化铵。采用此法时，磷石膏利用 率虽然可达65% 70%，产品可作为优质硫酸钾肥料使用；但是此 法工艺复杂，流程长，所用设备较为复杂；且副产氯化钙和少量残 留的磷酸难以处理，在加压或低温条件下操作，工业放大有一定困 难。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，而公开一种可实现工 业化的利用磷石膏生产硫酸钾肥的方法。
本发明的目的是通过以下方法得以实现的
一种利用磷石膏生产硫酸钾肥的方法；该方法是将包括百分重 量比为20% 80%的磷石膏与20% 80%的钾层石粉充分混合后进 行煅烧，煅烧温度为80(TC 180(TC，煅烧时间为2 120分钟。
其中，该方法是将重量百分比为20% 60%的磷石膏与40。％ 80%的钾层石粉充分混合后进行煅烧。
所述的磷石膏包含有以下重量百分比的物质
二水硫酸钙 20°/。 35% —
五氧化二磷 0.5% 1%
三氧化硫 40% 65%
二氧化硅 10% 20%
氧化镁 1% 10%。
所述的钾层石粉为200目以下。
所述的煅烧温度为800°C 1500°C。所述的煅烧温度为800°C 1200°C。
本发明的原理为将天然的钾层石磨成粉末，与磷石膏充分混合 均匀，然后煅烧；主要是利用钾的活泼性质，与磷石膏中含有大量 的硫进行反应，生产植物所需的硫酸钾肥料。
本发明的有益效果是，将磷石膏与钾层石粉充分混合后进行煅 烧，制备成硫酸钾；本发明所需原料为废料，不但容易获得，且不 用破碎，原料价格低，大大降低了制备硫酸钾肥料的成本，使其具 有很强的市场竞争力；而且整个工艺流程流畅、简单易行，非常适 于工业化生产；尤其是利用废渣不仅仅起到了变费为宝作用，同时 也为环保和宏观的经济可持续发展做了很大贡献。本发明突出的特 点在于
1) 采用煅烧的工艺方法，摆脱了采用水洗法后再炒制利用的工 艺路线，(一般水洗1吨磷石膏需5吨水)，避免了二次污染，同 时节约宝贵的水资源，产量大，能耗低，不用粉碎， 一次完成干燥、 煅烧、粉碎全过程，克服了传统工艺的弊端，适合工业化大规模生 产，解决了磷石膏工业废渣，保护环境问题；
2) 采用煅烧的工艺方法，将磷石膏通过高温瞬间煅烧，将磷石 膏中有害化学成分挥发转变成惰性物质，磷石膏中主要有害成分是 有机磷和磷酸铵，利用五氧化二磷在高温状态下分解成气体或部分 转变成惰性的、稳定的难溶性磷酸类化合物如焦磷酸钙的特点，从 而将其对产品性能的危害降低到最低点。少量有机磷经过高温转变 气体排出，无机磷在高温状态下与钙结合成惰性的焦磷酸钙，从而消除了有机磷和无机磷等杂质对石膏的危害。保证了产品质量性能
的稳定。为磷石膏大量有效利用走出一条新路；
3) 采用煅烧的工艺方法，生产的产品有良好的经济效益，节能、 免税、原材料价格低，具有很强的市场竞争力；
4) 工艺过程简单，连续自动化生产，易于工业化生产;无粉尘 泄漏，无污染，环保达标，利用废渣生产，成本低；本发明填补了 我国利用磷石膏生产硫酸钾肥这一项空白，解决工业废渣堆放和污 染问题，变废为宝，经济和社会效益显著。
具体实施例方式
下面结合实例对本发明作进一步的描述，下面的实施例可以用 来使本专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本 发明。
实施例1
一种利用磷石膏生产硫酸钾肥的方法；该方法是将重量百分比 为20%的磷石膏与80%的钾层石粉充分混合后进行煅烧，煅烧温度 为1800°C，煅烧时间为2分钟。
实施例2
一种利用磷石膏生产硫酸钾肥的方法；该方法是将重量百分比 为30%的磷石膏与70%的钾层石粉充分混合后进行煅烧，煅烧温度 为1500°C，煅烧时间为30分钟。
实施例3
一种利用磷石膏生产硫酸钾肥的方法；该方法是将重量百分比为40%的磷石膏与60%的钾层石粉充分混合后进行煅烧，煅烧温度 为1200°C ，煅烧时间为40分钟。 实施例4
一种利用磷石膏生产硫酸钾肥的方法；该方法是将重量百分比 为50%的磷石膏与50%的钾层石粉充分混合后进行煅烧，煅烧温度 为1500°C，煅烧时间为5分钟。
实施例5
一种利用磷石膏生产硫酸钾肥的方法；该方法是将重量百分比 为60%的磷石膏与40%的钾层石粉充分混合后进行煅烧，煅烧温度 为120(TC，煅烧时间为10分钟。
实施例6
一种利用磷石膏生产硫酸钾肥的方法；该方法是将重量百分比 为70%的磷石膏与30%的钾层石粉充分混合后进行煅烧，煅烧温度 为1500°C，煅烧时间为15分钟。
实施例7
一种利用磷石膏生产硫酸钾肥的方法；该方法是将重量百分比 为80%的磷石膏与20%的钾层石粉充分混合后进行煅烧，煅烧温度 为1200°C，煅烧时间为5分钟。
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权利要求
1、一种利用磷石膏生产硫酸钾肥的方法；其特征在于该方法是将重量百分比为20％～80％的磷石膏与20％～80％的钾层石粉充分混合后进行煅烧，煅烧温度为800℃～1800℃，煅烧时间为2～120分钟。
2、 根据权利要求1所述的一种利用磷石膏生产硫酸钾肥的方法，其特征在于将重量百分比为20% 60%的磷石膏与40% 80%的钾层石粉充分混合后进行煅烧。
3、 根据权利要求1-2中任意一项所述的一种利用磷石膏生产硫酸钾肥的方法，其特征在于所述的磷石膏包含有以下重量百分比的物质二水硫酸钙 20% 35%五氧化二磷 0.5°/。 1%三氧化硫 40% 65%二氧化硅 10% 20%氧化镁 1% 10%。
4、 根据权利要求1-2中任意一项所述的一种利用磷石膏生产硫酸钾肥的方法，其特征在于所述的钾层石粉为IOO目以下。
5、 根据权利要求1-2中任意一项所述的一种利用磷石膏生产硫酸钾肥的方法，其特征在于所述的煅烧温度为80(TC 150(rC。
6、 根据权利要求5所述的一种利用磷石膏生产硫酸钾肥的方法，其特征在于所述的煅烧温度为80(TC 120(r。
全文摘要
本发明涉及肥料生产方法技术领域，尤其涉及一种利用磷石膏生产硫酸钾肥的方法；该方法是将包括重量百分比为20％～80％的磷石膏与20％～80％的钾层石粉充分混合后进行煅烧，煅烧温度为800℃～1800℃，煅烧时间为2～120分钟；本发明不但原料容易获得、成本低廉；而且整个工艺流程流畅、简单易行，非常适于工业化生产。
文档编号C05D1/00GK101580409SQ200810218830
公开日2009年11月18日 申请日期2008年10月31日 优先权日2008年10月31日
发明者林小明 申请人:东莞市大众农业科技有限公司