專利名稱：一種利用副產氟硅酸生產活性磷肥的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用磷肥工業副產氟硅酸生產活性磷肥的方法，屬于肥料加工與制造領域。
背景技術：
傳統磷肥生產可分為兩類技術體系，一個是以酸分解技術生產水溶性磷肥，如過磷酸鈣、重過磷酸鈣、硝酸磷肥、磷酸銨等，其產量占磷肥總產量的90%以上；另一個是以熱分解技術生產枸溶性磷肥，如鈣鎂磷肥、鋼渣磷肥、脫氟磷肥等。前者施入土壤后很快溶解，隨著雨水進入水體，是成為水體富營養化的主要原因之一，而且生產過程中需要消耗大量硫酸，而國內硫磺主要依靠進口，近年來國際硫磺價格的暴漲對我國磷肥生產企業和農業生產造成了很大沖擊；后者如鈣鎂磷肥等由于水溶性差，肥效慢，并且易與土壤中的鋁、鐵、錳離子結合生成不溶性沉淀物，導致磷肥利用率進一步降低，一般當季利用率僅20%左右。
目前這兩種生產技術不僅耗酸高、耗能高，而且對磷礦品位和雜質的要求較高，生產中還會產生氣、固、液污染。
國內耕地約有2/3嚴重缺磷，我國磷礦資源的80%以上用于磷肥生產，如何高效利用總量占絕大多數的中低品位磷礦資源，關系到我國磷資源戰略全局和農業可持續發展。雖然國內磷礦資源總量居世界第二位，但是以中低品位為主，P2O5平均含量不足17%，其中P2O5含量大于30%的富礦大約僅占總量的8%。據統計測算，我國現有的磷富礦資源僅能維持使用10年左右。在能源供應緊張、環境問題日益受關注的形勢下，開發有效提高磷肥利用率、降低水溶性磷流失風險、防止污染的新型產品，已成為磷肥產業技術革命的重要目標。以磷礦石為原料生產濕法磷酸、磷肥時會排放大量的含氟氣體，經水吸收、處理后得到氟硅酸。據統計，目前，國內濕法磷酸的年產量約為1000萬tP205，副產氟硅酸(以15%質量分數計)約375萬t。因此，回收利用磷肥副產氟硅酸，不僅有利于治理氟污染，而且有利于氟資源的有效利用。目前，我國磷肥工業氟回收仍停留在以生產低附加值的氟硅酸鈉為主，由于眾多廠家都生產氟硅酸鈉，導致產品供大于求，企業經濟效益低下，部分企業放棄了氟硅酸鈉的回收，造成氟資源流失和環境污染。專利ZL00117173. 9提出了一種節酸高效磷肥的生產方法，其生產過程包括磷礦石的粉碎、研磨、混合、硫酸酸化、化成與熟化等過程。在磷礦粉研磨前或后加入活化劑于磷礦粉中，混勻后加入適量液體于研磨機中研磨至漿狀，然后于漿狀物中加制造過磷酸鈣所需硫酸用量的10% 90%的硫酸進行酸化。酸化后的漿料在化成室內成為鮮肥，然后在熟化庫里面熟化3 5天成為成品。該專利的生產也還存在傳統的普鈣生產包括混合、化成和熟化3個階段。而化成是混合后料漿的固化階段，化成后的半成品，需要經過3 5d的堆置熟化并經翻堆、中和等操作，才能成為產品。需要較長時間進行堆置熟化，從而半成品占據了龐大的熟化倉庫；同時，在熟化過程中需要電鏟、抓斗、電動行車來搬運和翻堆，這不僅要花費大量的基建投資和動力消耗，而且半成品在堆置熟化過程中會有大量的含氟氣體無組織排放，污染環境并影響職工健康。由于半成品要經過較長時間才轉化為成品，使工廠的流動資金積壓，資金周轉率降低。另外該技術對磷礦的品位要求依然很高。專利ZL 00117350. 2提出了一種節酸高效有機質磷肥的生產方法，但是其流程和方法依然沒有跳出傳統磷肥的生產，上述專利存在的問題在本專利中依然存在，另外該技術對磷礦的品位要求依然很高。
發明內容
針對上述現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種利用濕法磷酸生產過程中副產的氟硅酸生產活性磷肥的方法，其生產流程簡單、成本低、對磷礦石品位要求低、無污染、且節約資源。本發明的技術方案是一種利用副產氟硅酸生產活性磷肥的方法，其特征在于該方法包括如下步驟
(1)磷礦粉的制備將低品位磷礦在風掃磨中研磨粉碎，制備出粒度為過80 200目的磷礦粉；·
(2)混合將制得的磷礦粉送入碾輪混合機內，邊攪拌研磨邊通過霧化噴頭加入水，水的加入量控制為磷礦粉重量的0. 1% 10% ;然后向增濕的磷礦粉中通過霧化噴頭加入濃度為20%以上的氟硅酸，氟硅酸的加入量控制為磷礦粉重量的1% 30% ;最后通過霧化噴頭加入活化劑，活化劑加入總量為磷礦粉重量的1% 10%;繼續將以上物料在碾輪混合機中碾壓、混合、均化、粉碎即可得到成品。所述的低品位磷礦，其主要成分為磷灰石，要求其礦磷含量彡18%，Mg0含量彡3%。所述的活化劑為活化劑一、活化劑二、活化劑三中的任意一種或兩種或三種混合活化劑，它們分別是采用以下方法得到的(I)活性劑一將木質素與濃度為4. 0%的HNO3,按固液比為1:10，在50°C下反應2 h，即可制的；(2)活性劑二將木質素與濃度為4.0%HNO3,按固液比為I :10，50°C下反應2 h，得活化劑一，然后將活性劑一與4-7mol/ L的氨水按體積比為5 1混合，在室溫下靜置4 h后得到活性劑二 ；(3)活性劑三將250mg的木質素磺酸鈉溶于35-60ml的過氧乙酸溶液中，在過氧乙酸起始濃度為35 60 g/L，溫度為60 90 °C條件下反應10 h，即可制的活化劑三。本發明中，磷礦粉與氟硅酸反應的原理
2H2SiF6+Ca3 (PO4) 2+4H20 一 2CaSiF4 2H20+Ca (H2PO4) 2(I)。本發明的優點是I、以我國大量存在的低品位磷礦為原料，使原來無工業價值或價值不大的的低品位磷礦得到了利用；2、該方法選用了合適的磷礦粉和活化劑的固液t匕，生產過程簡單，投資小、成本低，不需要傳統磷肥生產的熟化過程，生產過程中沒有含氟氣體無組織排放的情況，無污染；3、該活性磷肥中磷的釋放速度適中，控釋效果好，磷的利用率高；4、該方法選用磷肥工業副產的氟硅酸，改變了現有方法需要加入硫酸的弊端，為磷肥工業副產氟硅酸找到了一條很好的出路。
具體實施例方式現結合具體實施例，對發明作進一步描述。實施例一、用含P2O5 19. 87%、MgO 3. 5%、有效磷含量為I. 02%的低品位磷礦，生產活性磷肥的步驟如下(1)將低品位磷礦在風掃磨中研磨粉碎，制備出過80 200目的磷礦粉5噸；
(2)將制得的磷礦粉送入碾輪混合機內，邊攪拌研磨邊加入0.I噸水，水加入輪碾混合機時候通過霧化噴頭噴散均勻；然后向增濕的磷礦粉中通過霧化噴頭加入濃度為22%濃度的氟娃酸0. 5噸；最后加入活化劑一 0. 25噸,加入時和水一樣通過霧化噴頭均勻噴散再連續翻動的磷礦粉上；繼續在碾輪混合機里面將以上物料碾壓、混合、均化、粉碎，10分鐘后即得到5. 8噸左右的活性磷肥；其中活性劑一是通過將木質素與濃度為4. 0%的HNO3,按固液比為I :10，在50°C下反應2 h制得的。此方法獲得的活性磷磷肥指標如下
權利要求
1.一種利用副產氟硅酸生產活性磷肥的方法，其特征在于該方法包括如下步驟 (1)磷礦粉的制備將低品位磷礦在風掃磨中研磨粉碎，制備出粒度為過80 200目的磷礦粉； (2)混合將制得的磷礦粉送入碾輪混合機內，邊攪拌研磨邊通過霧化噴頭加入水，水的加入量控制為磷礦粉重量的0. 1% 10% ;然后向增濕的磷礦粉中通過霧化噴頭加入濃度為20%以上的氟硅酸，氟硅酸的加入量控制為磷礦粉重量的1% 30% ;最后通過霧化噴頭加入活化劑，活化劑加入總量為磷礦粉重量的1% 10%;繼續將以上物料在碾輪混合機中碾壓、混合、均化、粉碎即可得到成品。
2.根據權利要求I所述的一種利用副產氟硅酸生產活性磷肥的方法，其特征在于所述的低品位磷礦，其主要成分為磷灰石，要求其礦磷含量> 18%，MgO含量> 3%。
3.根據權利要求I所述的一種利用副產氟硅酸生產活性磷肥的方法，其特征在于所述的活化劑為活化劑一、活化劑二、活化劑三中的任意一種或兩種混合或三種混合活化劑，它們分別是采用以下方法得到的(1)活性劑一將木質素與濃度為4. 0% HNO3，按固液比為I 10, 50°C下反應2 h，即可制的；(2)活性劑二 將木質素與濃度為4. 0% HNO3,按固液比為1:10，50°C下反應2 h，得活化劑一，然后將活性劑一與4-7mol/ L的氨水按體積比為.5 1混合，在室溫下靜置4 h后得到活性劑二 ；(3)活性劑三將250mg木質素磺酸鈉溶于35-60ml的過氧乙酸溶液中，在過氧乙酸起始濃度為35 60 g/L，溫度為60 90 V條件下反應10 h，即可制的活化劑三。
全文摘要
一種利用副產氟硅酸生產活性磷肥的方法，包括如下步驟(1)磷礦粉的制備將低品位磷礦在風掃磨中研磨粉碎，制備出粒度為過80～200目的磷礦粉；(2)混合將制得的磷礦粉送入碾輪混合機內，邊攪拌研磨邊通過霧化噴頭加入水；然后向增濕的磷礦粉中通過霧化噴頭加入濃度為20%以上的氟硅酸；最后通過霧化噴頭加入活化劑；繼續將以上物料在碾輪混合機中碾壓、混合、均化、粉碎即可得到成品。本發明的優點是1.使原來無工業價值或價值不大的低品位磷礦得到了利用；2.該方法選用了合適的磷礦粉和活化劑的固液比，生產過程簡單，投資小、成本低，不需要傳統磷肥生產的熟化過程，生產過程中沒有含氟氣體無組織排放的情況，無污染。
文檔編號C05G3/00GK102795932SQ201210289419
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月15日 優先權日2012年8月15日
發明者唐遠財, 覃愛平, 候益紅 申請人:湖南合磷化工有限公司