專利名稱：低溫熔融分解法制造無氯磷鉀復(fù)合肥的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低溫熔融分解法制造無氯磷鉀復(fù)合肥的系統(tǒng)及方法，具體地說是 一種由熔融硫酸氫鉀液分解磷礦粉制造無氯磷鉀復(fù)合肥的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
在磷肥生產(chǎn)過程中，將磷礦粉中的無效磷轉(zhuǎn)化為有效磷有兩種途徑， 一是熱法，
一是濕法。熱法是將磷礦粉硅石和焦炭等混合后，在145(TC左右發(fā)生磷的還原反應(yīng)， 生成黃磷，黃磷進一步氧化水合后生成磷酸。濕法是將磷礦粉與硫酸、硝酸或鹽酸等 無機酸混合后，發(fā)生強酸置換弱酸的反應(yīng)，生成磷酸。這兩種工藝一直是磷肥生產(chǎn)的 主要工藝。
但熱法因能耗高，污染重，已逐步被淘汰。濕法工藝一般會副產(chǎn)大量磷石膏，目 前仍是磷肥和磷酸生產(chǎn)的主要工藝。但是濕法工藝裝置建設(shè)投資大，工藝流程復(fù)雜， 生產(chǎn)費用高。
因此，開發(fā)一種工藝流程短、投資小、生產(chǎn)費用低、生產(chǎn)靈活、適合于小規(guī)模建 廠的制造無氯磷鉀復(fù)合肥的系統(tǒng)和方法，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種工藝流程簡單直接、裝置建設(shè)投資少的由熔融硫酸 氫鉀液分解磷礦粉制造無氯磷鉀復(fù)合肥的系統(tǒng)。
本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案達到的
一種低溫熔融分解法制造無氯磷鉀復(fù)合肥的系統(tǒng)，其特征在于包括脫氯反應(yīng)槽， 與之相連接的磷礦分解槽，所得產(chǎn)品通過輸送裝置冷卻、輸送至粉碎裝置。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述脫氯反應(yīng)槽與鹽酸吸收裝置相連接；所述 磷礦分解槽與氟化氫吸收裝置相連接。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述的輸送裝置為鋼帶冷卻固化輸送機。
本發(fā)明的另一目的是提供一種工藝流程簡單直接、裝置建設(shè)投資少的由熔融硫酸 氫鉀液分解磷礦粉制造無氯磷鉀復(fù)合肥的方法。
本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種低溫熔融分解法制造無氯磷鉀復(fù)合肥的方法，其主要步驟包括 (1)氯化鉀和濃硫酸在脫氯反應(yīng)槽中混合、反應(yīng)，低溫脫氯，得熔融料漿；(2) 步驟(1)所得熔融料漿與磷礦粉在磷礦分解槽中混合，進行分解反應(yīng)，得
料漿；
(3) 步驟(2)所得料漿經(jīng)冷卻后輸送至粉碎裝置，粉碎后，得無氯磷鉀復(fù)合肥。 一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述脫氯反應(yīng)槽產(chǎn)生的尾氣進入鹽酸吸收裝置，
被水吸收后得到副產(chǎn)鹽酸；磷礦分解槽產(chǎn)生的尾氣進入氟化氫吸收裝置，被水吸收后 得到副產(chǎn)氫氟酸。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述步驟(1)中所述的氯化鉀與濃硫酸的摩 爾配比為1 : 1 1 : 2.8，反應(yīng)溫度為120 250°C，反應(yīng)時間為1 3小時。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述步驟(2)中所述的磷礦粉加入量與所述 熔融料漿重量比為O. 15 0.85,分解反應(yīng)溫度為160°C 620°C，反應(yīng)時間為0.5 6 小時。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述步驟(3)的具體步驟如下所述的料漿
進入鋼帶冷卻固化輸送機冷卻固化，通過在鋼帶背面噴水冷卻，進一步冷卻固化鋼帶
上的料漿，冷卻水經(jīng)集水槽收集后回收；固化料漿輸送至粉碎裝置入口，被刮刀從鋼 帶刮下進入粉碎裝置破碎，破碎物料包裝即為成品無氯磷鉀復(fù)合肥。 本發(fā)明的主要反應(yīng)方程式有
KC1+H2S04—KHS04+HC1 KHS04+H2S04+Ca3(P04)2.CaF2— CaS04+KH2P04+HF 在熔融的硫酸氫鉀和硫酸混合液中，因為沒有水存在，磷礦粉的分解過程不存在 鈍化現(xiàn)象，因此分解迅速，完全、徹底。 有益效果
本發(fā)明提供一種介于熱法和濕法之間的系統(tǒng)和方法，將無氯鉀肥生產(chǎn)與磷礦粉的 分解過程結(jié)合起來，生產(chǎn)無氯磷鉀肥。該系統(tǒng)和方法較其他的磷肥生產(chǎn)工藝流程更簡 單直接，裝置建設(shè)投資少，生產(chǎn)費用低，生產(chǎn)靈活，可生產(chǎn)無氯磷鉀復(fù)合肥，較適合 于小規(guī)模的復(fù)合肥建廠生產(chǎn)。所得磷鉀復(fù)合肥中的磷鉀均有緩釋效果，施入土壤不易 流失，為作物提供較持久均衡的營養(yǎng)供應(yīng)。
下面通過附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明，但并不意味著對本發(fā)明保 護范圍的限制。


圖l為本發(fā)明的流程示意圖。 圖2為本發(fā)明中鋼帶冷卻固化輸送機的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例1
如圖1所示，為本發(fā)明的流程示意圖，其中l(wèi)為氯化鉀，2為濃硫酸，3為脫氯 反應(yīng)槽，4為熔融料漿，5為磷礦分解槽，6為料漿，7為鋼帶冷卻固化輸送機，8為 固化料，9為粉碎機，IO為無氯磷鉀復(fù)合肥，ll為包裝裝置，12為脫氯反應(yīng)槽3產(chǎn) 生的尾氣，13為磷礦分解槽5產(chǎn)生的尾氣，14為鹽酸吸收裝置，15為磷礦粉，16為 氟化氫吸收裝置，17為氫氟酸，18為鹽酸。
氯化鉀1以2. 88t/h， 93%濃硫酸2以6. 31t/h速度同時加入脫氯反應(yīng)槽3中， 反應(yīng)溫度為150°C，停留時間為2小時，得到熔融料漿4(為硫酸氫鉀和硫酸熔融液)； 所得熔融料漿4經(jīng)溢流(速度為8. 02t/h)進入磷礦分解槽5，磷礦粉15以6. 49t/h 同時加入，混合進行分解反應(yīng)，反應(yīng)溫度為36(TC，反應(yīng)時間為3小時。反應(yīng)后，料 漿6經(jīng)鋼帶冷卻固化輸送機7固化得到固化料8，輸送至粉碎機9，粉碎后即為無氯磷 鉀復(fù)合肥10，所得無氯磷鉀復(fù)合肥10進入包裝裝置11。該復(fù)合肥含有效磷為16. 2%， 鉀為12. 3%。
所述脫氯反應(yīng)槽3產(chǎn)生的尾氣12進入鹽酸吸收裝置14，水吸收后為副產(chǎn)鹽酸18; 磷礦分解槽5產(chǎn)生的尾氣13進入氟化氫吸收裝置16，水吸收后為副產(chǎn)氫氟酸17。
如圖2所示，為本發(fā)明中鋼帶冷卻固化輸送機7的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，A為鋼帶， B為驅(qū)動滾輪，C為冷卻水噴嘴，D為集水槽，E為刮刀。與磷礦粉混合分解后的料漿 進入鋼帶冷卻固化輸送機7冷卻固化，同時輸送至粉碎機9;在鋼帶A背面通過冷卻 水噴嘴C噴水冷卻鋼帶，進一步冷卻固化鋼帶上的料漿，冷卻水經(jīng)集水槽D收集后回 收利用；固化料輸送至粉碎機9入口，被刮刀E從鋼帶刮下進入粉碎機9破碎，破碎 物料包裝即為成品無氯磷鉀肥。
實施例2
氯化鉀1以2. 88t/h加入脫氯反應(yīng)槽3， 93%濃硫酸2以4. 07t/h同時加入，反 應(yīng)溫度為250'C，時間為3小時，反應(yīng)后熔融料漿4經(jīng)溢流(速度為5.59t/h)至磷 礦分解槽5，磷礦粉以0.80t/h速度加入，反應(yīng)溫度為26(TC，反應(yīng)時間為0.5小時。 反應(yīng)后的料漿經(jīng)鋼帶冷卻固化輸送機7，冷卻固化后進入粉碎機，粉碎后即為成品無 氯磷鉀肥。該復(fù)合肥含有效磷為5. 5%，鉀為27.8%。其它同實施例l。
實施例3
氯化鉀1以2. Ot/h速度加入脫氯反應(yīng)槽3， 95%濃硫酸2以7. 9t/h同時加入， 反應(yīng)溫度為12(TC，時間為2小時，反應(yīng)后的熔融料漿4經(jīng)溢流(速度為8.95t/h)至磷礦分解槽5，磷礦粉以7. 7t/h同時加入，反應(yīng)溫度為28(TC，時間為2小時。反 應(yīng)后料漿經(jīng)鋼帶冷卻固化輸送機固化輸送至粉碎機，粉碎后即為無氯磷鉀復(fù)合肥。該 復(fù)合肥含有效磷為16. 5%,鉀為7. 3%。其它同實施例1。 實施例4
氯化鉀1以2. 88t/h， 98%濃硫酸2以3. 8t/h速度同時加入脫氯反應(yīng)槽3中，在 此生成熔融料漿4，反應(yīng)溫度為22(TC，停留時間為l小時。熔融料漿4經(jīng)溢流(速 度為5.32t/h)進入磷礦分解槽5，磷礦粉以6.0t/h同時加入，混合反應(yīng)，反應(yīng)溫度 為160°C，反應(yīng)時間為6小時。反應(yīng)后料漿經(jīng)鋼帶冷卻固化輸送機固化輸送至粉碎機， 粉碎后即為無氯磷鉀復(fù)合肥。該復(fù)合肥含有效磷為18.6%，鉀為15.3%。其它同實施 例l。
實施例5
氯化鉀1以2. 88t/h， 97%濃硫酸2以6. 31t/h速度同時加入脫氯反應(yīng)槽3中， 在此生成熔融料漿4，反應(yīng)溫度為130'C，停留時間為2小時。熔融料漿4經(jīng)溢流(速 度為8.05t/h)進入磷礦分解槽5，磷礦粉以4.5t/h同時加入，混合反應(yīng)，反應(yīng)溫度 為260'C，反應(yīng)時間為2.5小時。反應(yīng)后料漿經(jīng)鋼帶冷卻固化輸送機固化輸送至粉碎 機，粉碎后即為無氯磷鉀復(fù)合肥。該復(fù)合肥含有效磷為12.6%，鉀為13.8%。其它同 實施例l。
實施例6
氯化鉀1以2. 88t/h， 95%濃硫酸2以3. 82t/h速度同時加入脫氯反應(yīng)槽3中， 在此生成熔融料漿4，反應(yīng)溫度為240°C，停留時間為2. 5小時。熔融料漿4經(jīng)溢流 (速度為8.05t/h)進入磷礦分解槽5，磷礦粉以6.84t/h同時加入，混合反應(yīng)，反 應(yīng)溫度為62(TC，反應(yīng)時間為6小時。反應(yīng)后料漿經(jīng)鋼帶冷卻固化輸送機固化輸送至 粉碎機，粉碎后即為無氯磷鉀復(fù)合肥。該復(fù)合肥含有效磷為16.5%，鉀為11.8%。其 它同實施例1。
權(quán)利要求
1、一種低溫熔融分解法制造無氯磷鉀復(fù)合肥的系統(tǒng)，其特征在于包括脫氯反應(yīng)槽，與之相連接的磷礦分解槽，所得產(chǎn)品通過輸送裝置冷卻、輸送至粉碎裝置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫熔融分解法制造無氯磷鉀復(fù)合肥的系統(tǒng)，其特征 在于所述脫氯反應(yīng)槽與鹽酸吸收裝置相連接；所述磷礦分解槽與氟化氫吸收裝置相 連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫熔融分解法制造無氯磷鉀復(fù)合肥的系統(tǒng)，其特征 在于所述的輸送裝置為鋼帶冷卻固化輸送機。
4、 一種低溫熔融分解法制造無氯磷鉀復(fù)合肥的方法，其主要步驟包括(1) 氯化鉀和濃硫酸在脫氯反應(yīng)槽中混合、反應(yīng)，低溫脫氯，得熔融料漿；(2) 步驟(1)所得熔融料漿與磷礦粉在磷礦分解槽中混合，進行分解反應(yīng)，得料漿；(3) 步驟(2)所得料漿經(jīng)冷卻后輸送至粉碎裝置，粉碎后，得無氯磷鉀復(fù)合肥。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低溫熔融分解法制造無氯磷鉀復(fù)合肥的方法，其特征 在于所述脫氯反應(yīng)槽產(chǎn)生的尾氣進入鹽酸吸收裝置，被水吸收后得到鹽酸；磷礦分 解槽產(chǎn)生的尾氣進入氟化氫吸收裝置，被水吸收后得到氫氟酸。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低溫熔融分解法制造無氯磷鉀復(fù)合肥的方法，其特征 在于所述氯化鉀與濃硫酸的摩爾配比為1 : 1 1 : 2.8，所述步驟(1)的反應(yīng)溫度 120 250°C，反應(yīng)時間1 3小時。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低溫熔融分解法制造無氯磷鉀復(fù)合肥的方法，其特征 在于所述磷礦粉的加入量與所述熔融料漿重量比為0.15 0.85;所述步驟(2)的 分解反應(yīng)溫度為16(TC 620'C;反應(yīng)時間為0. 5 6小時。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4-7中任一項所述的低溫熔融分解法制造無氯磷鉀復(fù)合肥的方 法，其特征在于所述的步驟(3)為所述的料漿進入鋼帶冷卻固化輸送機冷卻固化， 通過在鋼帶背面噴水冷卻，冷卻固化鋼帶上的料漿，冷卻水經(jīng)集水槽收集后回收；固 化料漿輸送至粉碎裝置入口，被刮刀從鋼帶刮下進入粉碎裝置破碎，包裝即得到無氯 磷鉀復(fù)合肥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低溫熔融分解法制造無氯磷鉀復(fù)合肥的系統(tǒng)及方法，其主要步驟包括氯化鉀和濃硫酸在脫氯反應(yīng)槽中混合、反應(yīng)，低溫脫氯，得熔融料漿；熔融料漿與磷礦粉在磷礦分解槽中混合，進行分解反應(yīng)，得料漿；所得料漿經(jīng)冷卻后輸送至粉碎裝置，粉碎后，得無氯磷鉀復(fù)合肥。在無水熔融狀態(tài)下磷礦粉的分解不存在鈍化現(xiàn)象，磷礦粉分解徹底，所得產(chǎn)品磷鉀均有緩釋效果，施入土壤不易流失，為作物提供較持久均衡的營養(yǎng)供應(yīng)。本發(fā)明生產(chǎn)工藝流程更簡單直接，裝置建設(shè)投資少。
文檔編號C05G1/00GK101618985SQ200910162820
公開日2010年1月6日 申請日期2009年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月7日
發(fā)明者賁艷英, 凱 馬, 馬培華 申請人:中國-阿拉伯化肥有限公司