一种利用磷矿尾矿生产过磷酸钙的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用磷矿尾矿与磷酸二铵废料为原料制备普通过磷酸钙的方法，其特征是用P2O5有效成分为1.25%-1.52%、水含量为22%-25%的磷矿尾矿100份与P2O5有效成分为44.5-46.0%的磷酸二铵废料95-100份充分混合，加入90-100份浓H2SO4在搅拌状态下反应1小时；并转入堆肥库熟化5-7天，使其成为P2O5有效成分为14%以上，P2O5水溶解成分为9.8%以上的合格普通过磷酸钙磷肥产品。本发明方法为磷矿尾矿的综合应用找到了新的渠道，并利用加入磷酸二铵废料的方法在一定程度上提高了尾矿的分解率和磷的利用率。
【专利说明】一种利用磷矿尾矿生产过磷酸钙的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于磷肥制备【技术领域】，具体涉及一种过磷酸钙的制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前世界磷资源日渐枯竭，中国中、低品位磷矿居多，相对于高品位的磷矿，在对 中、低品位磷矿进行处理提取磷精矿时，会产生大量的尾渣，俗称尾矿，这些尾矿属于工业 固体废弃物中的矿业固体废弃物。据有关数据显示，我国磷矿尾矿的综合利用率仅为7%左 右，大量的尾矿只能长期堆放，长此以往，将会对大气和周边水土造成严重的污染，并导致 土地退化植被破坏甚至直接威胁到人畜的生存。因此，如何加强磷矿尾矿的综合利用，扩展 磷矿资源的可利用范围，已成为磷资源匮乏的当务之急。
[0003] 传统的普通过磷酸钙生产方法是以磷矿和硫酸为原料，通过两步化学反应生产出 P2O5有效成分在12%以上的产品，此生产方法的生产周期一般是12-15天。而以磷矿尾矿为 原料生产普通过磷酸钙，由于中、低品位磷矿尾矿的P 2O5有效成分在〇. 90%-1. 52%，较磷矿 低，因此导致以其为原料生产出的普通过磷酸钙产品P2O5有效成分无法达到GB20413-2006 的要求，需要加入辅料提高P 2O5有效成分的含量。而在磷铵生产、储存或销售过程中会出现 部分外观或质量不合格的产品，这部分产品被称为磷酸二铵废料，通常情况下，这些废料会 有一部分返回生产系统经过破碎与原料一起重新生产出合格的产品，其他部分则堆放等待 处理。
[0004]
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的缺点而提供一种利用磷矿尾矿与磷 酸二铵废料为原料制备普通过磷酸钙的方法。
[0005] 为解决本发明的技术问题采用如下技术方案： 一种利用磷矿尾矿生产过磷酸钙的方法，按以下步骤进行： 一种利用磷矿尾矿生产过磷酸钙的方法，按下述步骤进行： (1) 按重量份数物料配比 磷矿尾矿100份，磷矿尾矿水含量为22%-25%、P205有效成分为I. 25%-1. 52%，其中 P205有效成分以干磷矿尾矿计量； 质量分数> 93%的浓H2S04 80-100份； 磷酸二铵废料95-100份，磷酸二铵废料P205有效成分为I. 25%-1· 52%，其中P205有效 成分以干磷酸二铵废料计量； (2) 操作步骤 a. 按照（1)中所述的物料配比，将磷矿尾矿与磷酸二铵废料投入反应器中充分混合； b. 将浓H2S04在搅拌的条件下均匀缓慢地加入到混合物料中，反应0. 8-1小时，待反应 物料降至室温后，停止搅拌； c. 将上述混合料转入堆肥库进行熟化，时间为5-7天，得到P205有效成分为14%以 上，P205水溶解成分为9. 8%以上的普通过磷酸钙产品。
[0006] 所述步骤c中可在此熟化期间通过翻堆使混合料成为P205有效成分为14%以上， P205水溶解成分为9. 8%以上的普通过磷酸钙产品。
[0007] 所述物料配比为磷矿尾矿：磷酸二铵废料：质量分数> 93%的浓H2S04为1:1: 1， 按重量份数计。
[0008] 本发明方法的反应机理如下： 磷矿尾矿分解： 7Ca5F (PO4) 3 + 35H2S04 + 17 H20===21H3P04 + 35CaS04 · H2O + 7HF 反应为放热反应，反应物料温度能很快升高到l〇〇°C以上。
[0009] 磷酸二铵废料与硫酸产生磷酸： (NH4) 2HP04+H2S04=== (NH4) 2S04+H3P〇4 反应为复分解反应，反应速度很快，可瞬间完成。传统的普通过磷酸钙反应中，只有磷 矿与硫酸第一阶段的放热反应完成以后，产生的磷酸才会和剩下的磷矿进行第二阶段生成 磷酸一钙的反应。而在本发明方法中，在尾矿与硫酸反应的同时，磷酸二铵废料与硫酸的反 应已完成，生成的磷酸会直接与尾矿进行反应生成磷酸一钙： Ca5F (PO4) 3 + 7H3P〇4 + 5H20===5Ca (H2PO4) 2 · H2O + HF 由于磷酸与尾矿的反应持续时间较长，在反应器中搅拌停止后，还会在堆肥库中反应 一段时间，就是后续的熟化过程。
[0010] 本发明利用磷矿尾矿与磷酸二铵废料为原料通过混合搅拌、熟化等工序制备P2O 5 有效成分为14%以上，P2O5水溶解成分为9. 8%以上的合格普通过磷酸钙产品。添加的磷酸 二铵废料一方面通过增加 H+提高了磷矿尾矿的分解率，另一方面提高了通过磷酸钙产品中 的P2O5有效成分。表1为普钙国家标准（GB20143-2006)过磷酸钙的指标，本发明制备的 过磷酸钙有效磷含量在14%_18%，水溶磷含量在12. 4%-16. 5%，水溶性磷比重占有效磷含量 的80%以上，符合普钙国家标准（GB20143-2006)的指标，同时也符合目前水溶磷比重占有 效磷含量的70%以上的新指标。本发明整个反应过程简单，易于操作，反应条件温和，可大 量的消耗公司选矿工艺中产生的磷矿尾矿，减少磷矿尾矿与磷酸二铵废料堆放，合理运用 资源，从而使化工废料得到有效利用，极大地提高了化工原料的利用率，节约生产成本，提 高企业经济效益、减少污染。
[0011] 表〗普钙国家标准（GB2〇143_ 2〇〇6)
【权利要求】
1. 一种利用磷矿尾矿生产过磷酸钙的方法，其特征在于按下述步骤进行： (1) 按重量份数物料配比 磷矿尾矿100份，磷矿尾矿水含量为22%-25%、P205有效成分为1. 25%-L 52%，其中P205有效成分以干磷矿尾矿计量； 质量分数> 93%的浓H2S04 80-100份； 磷酸二铵废料95-100份，磷酸二铵废料P205有效成分为1. 25%-1. 52%，其中P205有效 成分以干磷酸二铵废料计量； (2) 操作步骤 a. 按照（1)中所述的物料配比，将磷矿尾矿与磷酸二铵废料投入反应器中充分混合； b. 将浓H2S04在搅拌的条件下均匀缓慢地加入到混合物料中，反应0. 8-1小时，待反应 物料降至室温后，停止搅拌； c. 将上述混合料转入堆肥库进行熟化，时间为5-7天，得到P205有效成分为14%以上， P2〇5水溶解成分为9. 8%以上的普通过磷酸钙产品。
2. 根据权利要求1所述的一种利用磷矿尾矿生产过磷酸钙的方法，其特征在于：所述 步骤c中可在此熟化期间通过翻堆使混合料成为P205有效成分为14%以上，P20 5水溶解成 分为9. 8%以上的普通过磷酸钙产品。
3. 根据权利要求1或2所述的一种利用磷矿尾矿生产过磷酸钙的方法，其特征在于： 所述物料配比为磷矿尾矿：磷酸二铵废料：质量分数> 93%的浓H2S04为1:1: 1，按重量份数 计。
【文档编号】C05B1/02GK104446673SQ201410731316
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月5日 优先权日:2014年12月5日
【发明者】贾燕燕, 王世文 申请人:甘肃瓮福化工有限责任公司