[发明专利]由制盐母液制取复合肥的方法

说明书

技术领域

本发明属于无机化工领域，以海水制盐母液(苦卤)、氨气、酸(磷酸、盐酸、硫酸等)为原料，通过反应、蒸发、冷却及固液分离等方式对制盐母液(苦卤)进行处理，将制盐母液(苦卤)中的钾、硫、氯等有效成分进行分离、提取，制备农用氮、磷、钾、镁、硫复合肥和副产品氢氧化镁及氯化钠。是制盐母液(苦卤)综合利用、制取复合肥的新工艺，可用于制盐母液的处理。

背景技术

我国目前以海水为基本原料制盐的生产能力超过4,000万吨，每产一吨盐，大约会排出一吨制盐母液(苦卤)，制盐母液(苦卤)中含有MgSO₄ 65～95g/L，MgCl₂ 95～190g/L，KCl18～27g/L，NaCl 70～120g/L。自20世纪五十年代末，我国开始对制盐母液(苦卤)的利用进行研究开发，至七十年代基本形成了以冷冻法制备MgSO₄工艺和兑卤法制备KCl、Br₂和卤块工艺。但由于兑卤法生产氯化钾工艺过程沉长、能耗高、产品附加值和提取率低，制盐母液(苦卤)中氯化钾总利用率不足70％。因此对制盐母液(苦卤)资源的利用率很低；近些年来又有一些新的制盐母液(苦卤)综合利用工艺问世(CN 200610048119.1，CN97103901.1等)，大多是对原有兑卤法的一些改进。专利02135647.5提出了和本专利类似的工艺路线，对制盐母液(苦卤)的综合利用提出了一个新的路线，但该专利工艺路线复杂，需要添加KCl等原料。对于我们这个钾资源匮乏的国家，很难推广应用。在本发明以前，尚没有使用制盐母液(苦卤)，直接制取复合肥的工艺路线。纵观海水体系，其含有化肥的主要成分钾。同时，含有大量的复合肥组分、硫酸根和氯根。如将海水体系的钾、氯、硫充分利用，可节省大量的资源。同时，制备复合肥，不需要对化学物质进行单物质分离，因此使得过程简单，消耗低。尤其是我国是农业大国，化肥市场需求量巨大，若将制盐母液(苦卤)中的各种有效成分转为化学肥料，是根治制盐母液(苦卤)污染，变废为宝、提高资源利用率的根本途径。

发明内容

发明目的：

本发明的目的在于充分利用海水制盐母液(苦卤)中的化学成分，针对化学肥料需求巨大的现状，提出了由海水制盐母液(主要成分包括Mg²⁺、K⁺、Na⁺、Cl^-、SO₄²⁺)制取氮、磷、钾、镁复合肥为主要产品、副产氢氧化镁、氯化钠的工艺方法。

本发明是通过如下技术措施实现的：

一种以制盐母液(苦卤)、氨气和酸(磷酸、硫酸、盐酸等)为原料制取以氮、磷、钾、为主要元素，同时包含少量硫、镁等元素的复合肥的制备方法。其包括如下步骤：

(1)对制盐母液进行搅拌，并通入氨气，制盐母液中的Mg²⁺将与氨气发生反应、生成氢氧化镁晶体，并将复合肥的有效成分氮引入体系：

Mg²⁺+2NH₃+2H₂O→Mg(OH)₂↓+2NH₄⁺

控制反应结晶过程，使得此反应过程的镁离子提取率优选地为75-85％，其中陈化时间优选地大于1小时，经固液分离得氢氧化镁和第一脱镁母液(I)；

(2)搅拌由步骤(1)得到的第一脱镁母液(1)，并加入磷酸，在搅拌的状态下，发生下列反应过程

Mg²⁺+H₃PO₄+3NH₃+nH₂O→NH₄MgPO₄·nH₂O↓+2NH₄⁺

控制反应过程，使镁离子的提取率达到90％以上，使第一脱镁母液(1)中残余的游离氨NH₃进一步转化，优选地陈化时间大于2小时，经固液分离得到磷酸镁铵晶体和第二脱镁母液(II)；磷酸镁铵固体作为复合肥的组成之一。本领域技术人员公知的是，此处可以加入磷酸以外的其他酸，如硫酸、盐酸，则分别发生下列反应：