專利名稱：一種利用磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀肥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及肥料生產(chǎn)方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用磷石膏 生產(chǎn)硫酸鉀肥的方法。
背景技術(shù)：
磷石膏是磷肥工業(yè)的固體廢棄物，而磷酸是磷肥工業(yè)的基礎(chǔ)。 濕法磷酸生產(chǎn)工藝都是通過硫酸分配磷礦粉生產(chǎn)萃取料漿，然后過 濾洗滌制得磷酸，過濾洗滌的過程中生產(chǎn)磷石膏廢棄物。 一般每生 產(chǎn)1噸磷酸約產(chǎn)生5-6噸磷石膏，每生產(chǎn)1噸磷酸二銨排放2.5-5噸 磷石膏。我國濕法磷酸產(chǎn)量約為100多萬噸，而隨著我國近幾年來 高濃度復(fù)合肥工業(yè)的迅猛發(fā)展，每年由磷肥類化工企業(yè)排出的磷石 膏超過1000萬噸，而其它企業(yè)每年也要排出近1000萬噸磷石膏。 隨著我國高濃度磷復(fù)肥產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展、高濃度磷復(fù)肥產(chǎn)量的不斷 提高，被看作是"工業(yè)廢棄物"的磷石膏的產(chǎn)排量也隨之增大。據(jù)統(tǒng) 計(jì)，目前全國磷肥企業(yè)年排放磷石膏量已達(dá)到近5000萬噸。
磷石膏一般呈粉狀，外觀是灰白、灰、灰黃、淺黃、淺綠等色， 還含有少量的有機(jī)磷、硫、氟類化合物，相對密度為2.22 2.3f，容 重0.733 0.88g/cm3，顆粒直徑為5 15um，其主要成分為二水硫 酸鈣(CaS04'2H20)，其含量可達(dá)到70 90%左右，其中所含的次 要成分隨磷礦石產(chǎn)地不同而各異，成分較為復(fù)雜， 一般都含有巖石成分Ca、 Mg的磷酸鹽及硅酸鹽。
近年來，國家一系列產(chǎn)業(yè)政策逐漸傾向于環(huán)境保護(hù)和資源循環(huán)
利用，外部壓力的增大使磷肥工業(yè)的磷石膏治理問題尤為突出；累 計(jì)排量近億噸，是石膏廢渣中排量最大的一種，排出的磷石膏渣占 用大量土地，形成渣山，嚴(yán)重污染環(huán)境，污染水源；與此同時(shí)，日 益增大的磷石膏排放量不僅需占用大量的土地，而且每年支付高額 的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，也迫使企業(yè)增強(qiáng)磷石膏綜合利用的愿望?？梢哉f， 當(dāng)前磷石膏的資源化利用是我們磷肥行業(yè)當(dāng)前節(jié)能減排的重要任 務(wù)，事關(guān)磷肥行業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為了實(shí)現(xiàn)磷肥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和磷石 膏的高度利用。人們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兩個(gè)方面 一、在水泥工業(yè)中的應(yīng)用，通常 用來制備水泥緩凝劑和石膏板材和石膏砌塊；二、在化肥工業(yè)中的 應(yīng)用，主要是利用磷石膏制備硫酸銨和硫酸鉀；其中，用磷石膏生 產(chǎn)無氯鉀肥一硫酸鉀的方法分為一步法和兩步法；日本的木浦善德、 英國諾丁漢大學(xué)化工系、印度CSFC研究中心對一步法作了大量工 作，優(yōu)化了利用磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀的工藝，具體工藝過程磷石膏 先經(jīng)漂洗去除部分雜質(zhì)，使CaS04 *2H20質(zhì)量分?jǐn)?shù)從87%左右提高 至92% 94%。在低溫條件下將磷石膏與碳酸氫銨混合，生成硫酸 銨、碳酸鈣并排出C02。低溫條件下氨揮發(fā)較少，C02氣較純，可 用于制液體co2。反應(yīng)后的料漿分離碳酸鈣后，得到硫酸銨溶液， 再與氯化鉀反應(yīng)生成硫酸鉀和氯化銨。經(jīng)分離、洗滌、干燥得硫酸鉀產(chǎn)品；濾液經(jīng)蒸發(fā)、分離副產(chǎn)氯化銨。采用此法時(shí)，磷石膏利用 率雖然可達(dá)65% 70%，產(chǎn)品可作為優(yōu)質(zhì)硫酸鉀肥料使用；但是此 法工藝復(fù)雜，流程長，所用設(shè)備較為復(fù)雜；且副產(chǎn)氯化鈣和少量殘 留的磷酸難以處理，在加壓或低溫條件下操作，工業(yè)放大有一定困 難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而公開一種可實(shí)現(xiàn)工 業(yè)化的利用磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀肥的方法。
本發(fā)明的目的是通過以下方法得以實(shí)現(xiàn)的
一種利用磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀肥的方法；該方法是將包括百分重 量比為20% 80%的磷石膏與20% 80%的鉀層石粉充分混合后進(jìn) 行煅燒，煅燒溫度為80(TC 180(TC，煅燒時(shí)間為2 120分鐘。
其中，該方法是將重量百分比為20% 60%的磷石膏與40。％ 80%的鉀層石粉充分混合后進(jìn)行煅燒。
所述的磷石膏包含有以下重量百分比的物質(zhì)
二水硫酸鈣 20°/。 35% —
五氧化二磷 0.5% 1%
三氧化硫 40% 65%
二氧化硅 10% 20%
氧化鎂 1% 10%。
所述的鉀層石粉為200目以下。
所述的煅燒溫度為800°C 1500°C。所述的煅燒溫度為800°C 1200°C。
本發(fā)明的原理為將天然的鉀層石磨成粉末，與磷石膏充分混合 均勻，然后煅燒；主要是利用鉀的活潑性質(zhì)，與磷石膏中含有大量 的硫進(jìn)行反應(yīng)，生產(chǎn)植物所需的硫酸鉀肥料。
本發(fā)明的有益效果是，將磷石膏與鉀層石粉充分混合后進(jìn)行煅 燒，制備成硫酸鉀；本發(fā)明所需原料為廢料，不但容易獲得，且不 用破碎，原料價(jià)格低，大大降低了制備硫酸鉀肥料的成本，使其具 有很強(qiáng)的市場競爭力；而且整個(gè)工藝流程流暢、簡單易行，非常適 于工業(yè)化生產(chǎn)；尤其是利用廢渣不僅僅起到了變費(fèi)為寶作用，同時(shí) 也為環(huán)保和宏觀的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展做了很大貢獻(xiàn)。本發(fā)明突出的特 點(diǎn)在于
1) 采用煅燒的工藝方法，擺脫了采用水洗法后再炒制利用的工 藝路線，(一般水洗1噸磷石膏需5噸水)，避免了二次污染，同 時(shí)節(jié)約寶貴的水資源，產(chǎn)量大，能耗低，不用粉碎， 一次完成干燥、 煅燒、粉碎全過程，克服了傳統(tǒng)工藝的弊端，適合工業(yè)化大規(guī)模生 產(chǎn)，解決了磷石膏工業(yè)廢渣，保護(hù)環(huán)境問題；
2) 采用煅燒的工藝方法，將磷石膏通過高溫瞬間煅燒，將磷石 膏中有害化學(xué)成分揮發(fā)轉(zhuǎn)變成惰性物質(zhì)，磷石膏中主要有害成分是 有機(jī)磷和磷酸銨，利用五氧化二磷在高溫狀態(tài)下分解成氣體或部分 轉(zhuǎn)變成惰性的、穩(wěn)定的難溶性磷酸類化合物如焦磷酸鈣的特點(diǎn)，從 而將其對產(chǎn)品性能的危害降低到最低點(diǎn)。少量有機(jī)磷經(jīng)過高溫轉(zhuǎn)變 氣體排出，無機(jī)磷在高溫狀態(tài)下與鈣結(jié)合成惰性的焦磷酸鈣，從而消除了有機(jī)磷和無機(jī)磷等雜質(zhì)對石膏的危害。保證了產(chǎn)品質(zhì)量性能
的穩(wěn)定。為磷石膏大量有效利用走出一條新路；
3) 采用煅燒的工藝方法，生產(chǎn)的產(chǎn)品有良好的經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)能、 免稅、原材料價(jià)格低，具有很強(qiáng)的市場競爭力；
4) 工藝過程簡單，連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)，易于工業(yè)化生產(chǎn);無粉塵 泄漏，無污染，環(huán)保達(dá)標(biāo)，利用廢渣生產(chǎn)，成本低；本發(fā)明填補(bǔ)了 我國利用磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀肥這一項(xiàng)空白，解決工業(yè)廢渣堆放和污 染問題，變廢為寶，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，下面的實(shí)施例可以用 來使本專業(yè)技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本 發(fā)明。
實(shí)施例1
一種利用磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀肥的方法；該方法是將重量百分比 為20%的磷石膏與80%的鉀層石粉充分混合后進(jìn)行煅燒，煅燒溫度 為1800°C，煅燒時(shí)間為2分鐘。
實(shí)施例2
一種利用磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀肥的方法；該方法是將重量百分比 為30%的磷石膏與70%的鉀層石粉充分混合后進(jìn)行煅燒，煅燒溫度 為1500°C，煅燒時(shí)間為30分鐘。
實(shí)施例3
一種利用磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀肥的方法；該方法是將重量百分比為40%的磷石膏與60%的鉀層石粉充分混合后進(jìn)行煅燒，煅燒溫度 為1200°C ，煅燒時(shí)間為40分鐘。 實(shí)施例4
一種利用磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀肥的方法；該方法是將重量百分比 為50%的磷石膏與50%的鉀層石粉充分混合后進(jìn)行煅燒，煅燒溫度 為1500°C，煅燒時(shí)間為5分鐘。
實(shí)施例5
一種利用磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀肥的方法；該方法是將重量百分比 為60%的磷石膏與40%的鉀層石粉充分混合后進(jìn)行煅燒，煅燒溫度 為120(TC，煅燒時(shí)間為10分鐘。
實(shí)施例6
一種利用磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀肥的方法；該方法是將重量百分比 為70%的磷石膏與30%的鉀層石粉充分混合后進(jìn)行煅燒，煅燒溫度 為1500°C，煅燒時(shí)間為15分鐘。
實(shí)施例7
一種利用磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀肥的方法；該方法是將重量百分比 為80%的磷石膏與20%的鉀層石粉充分混合后進(jìn)行煅燒，煅燒溫度 為1200°C，煅燒時(shí)間為5分鐘。
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權(quán)利要求
1、一種利用磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀肥的方法；其特征在于該方法是將重量百分比為20％～80％的磷石膏與20％～80％的鉀層石粉充分混合后進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為800℃～1800℃，煅燒時(shí)間為2～120分鐘。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀肥的方法，其特征在于將重量百分比為20% 60%的磷石膏與40% 80%的鉀層石粉充分混合后進(jìn)行煅燒。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1-2中任意一項(xiàng)所述的一種利用磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀肥的方法，其特征在于所述的磷石膏包含有以下重量百分比的物質(zhì)二水硫酸鈣 20% 35%五氧化二磷 0.5°/。 1%三氧化硫 40% 65%二氧化硅 10% 20%氧化鎂 1% 10%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1-2中任意一項(xiàng)所述的一種利用磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀肥的方法，其特征在于所述的鉀層石粉為IOO目以下。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1-2中任意一項(xiàng)所述的一種利用磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀肥的方法，其特征在于所述的煅燒溫度為80(TC 150(rC。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀肥的方法，其特征在于所述的煅燒溫度為80(TC 120(r。
全文摘要
本發(fā)明涉及肥料生產(chǎn)方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀肥的方法；該方法是將包括重量百分比為20％～80％的磷石膏與20％～80％的鉀層石粉充分混合后進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為800℃～1800℃，煅燒時(shí)間為2～120分鐘；本發(fā)明不但原料容易獲得、成本低廉；而且整個(gè)工藝流程流暢、簡單易行，非常適于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C05D1/00GK101580409SQ200810218830
公開日2009年11月18日 申請日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者林小明 申請人:東莞市大眾農(nóng)業(yè)科技有限公司