[发明专利]一种以高镁磷矿粉浸提废液生产磷酸铵镁的方法

说明书

技术领域

本发明属于多元素复合肥生产技术领域，具体涉及一种以高镁磷矿粉浸提废液生产磷酸铵镁的方法。

技术背景

磷酸铵镁是一种主要由氮、磷和镁元素组成的多元素复合肥，在水中土壤湿环境中仅仅微溶于水，其养分与其它可溶肥相比释放速率相对要慢，所以可以作缓释肥。其枸溶性，对肥料起到缓释作用，防止肥料淋失，显著增强肥效，提高肥料的利用率，减轻了肥料对土壤理化性状的不良影响，特别适用于缺镁多雨的地区，在作基肥、追肥同时，还可作缓控释肥的包膜材料。

低品位磷矿通过浸提转化为高品位磷矿，过程中会产生含大量镁（Mg）、磷（P）及其他金属离子的浸提废液，如果直接排放将对环境造成严重危害，亦浪费其中的镁（Mg）、磷（P）资源。因此解决磷矿脱镁废液中镁（Mg）、磷（P）的回收利用问题对磷化工的发展具有重要意义。

一种以用于湿法磷酸生产的原料磷矿预处理得到的脱镁液为原料，加入适量的中和沉淀剂，以制备磷酸铵镁缓释肥的方法。但该方法最终处理后液体pH为7.5～9.0，呈碱性，因此不论是回用还是再处理，都会造成资源的再次浪费。

一种利用磷酸铵盐处理含镁废液以制备磷酸铵镁的方法，该方法反应温度为30～70℃，资源消耗大，此外最终处理后液pH为7～10呈碱性，回用不便，且反应时间为0.5～2h，耗时长。

一种以含CO₂ 10%以上，MgO 4%～6%且P₂O₅在25%以下的磷矿为原料，用流程中制得的萃取磷酸与硫酸混合脱镁，所得清液可直接在合金钢浓缩器中凝缩然后通入氨气制固体磷酸铵镁磷肥的方法，亦可用氨气二次中和制得产品。但该工艺脱镁清液中的金属杂质直接混入最终结晶产物，不但影响磷酸铵镁肥产品纯度，同时造成了氨气的浪费。

发明内容

 为了解决磷矿粉脱镁废液的回收中存在的问题，提高循环经济效益，本发明提供一种以高镁磷矿粉浸提废液生产磷酸铵镁的方法。

以高镁磷矿粉浸提废液生产磷酸铵镁的操作步骤如下：

（1）共沉淀除杂

以碳酸钠固体或者饱和碳酸钠溶液作为沉淀剂，酸性条件下去除高镁磷矿粉浸提废液中的钙Ca、铁Fe、铝Al高含量金属杂质离子，得到除杂清液；

（2）选择性沉淀

向除杂清液中加入酸度调节剂，控制体系pH在弱酸性条件下进行磷酸铵镁定向沉淀反应，反应完全得到反应液，所述酸度调节剂为氨气或氨水或铵盐；

将反应液固液分离，固体部分主要含磷酸铵镁，烘干后得到的产品为磷酸铵镁，含量可达95%以上；

所述高镁磷矿粉浸提废液中，镁离子浓度高于1000 mg·L^-1，钙、铁、铝等金属杂质离子总浓度不低于500 mg·L^-1，磷镁原子比不高于4.0:1，废液pH值不高于2.5。

本发明采用的浸提废液中杂质金属离子种类复杂且含量多，若直接用于生产磷酸铵镁产品，随着pH值增加会导致多种金属离子形成磷酸盐和氢氧化物沉淀，降低产品纯度，因此需要通过预除杂去除杂质金属离子。预除杂过程选择Na₂CO₃作为沉淀剂，随着Na₂CO₃的加入量增加，其水解不断促进水的电离，溶液中OHˉ 离子增多体系pH逐渐升高，当pH达到3时，Al³⁺、Fe³⁺以AlPO₄、FePO₄˙2H₂O形式沉淀；当pH达到4时，Ca²⁺以Ca(H₂PO₄)₂˙H₂O形式沉淀，主要化学反应式如下：

2H₂O?H₃O⁺+ OHˉ

OHˉ+H₂PO₄ ˉ→HPO₄²ˉ-+H₂O

HPO₄²ˉ+OHˉ→PO₄³ˉ+H₂O

Al³⁺+PO₄³ˉ→AlPO₄↓