[发明专利]一种用磷石膏和钾长石生产高活性土壤调理剂联产硫酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用磷石膏和钾长石生产高活性土壤调理剂联产硫酸的方法，属于环境保护治理和化工生产技术领域。

背景技术

磷石膏是磷肥生产的必然产物，因此，磷石膏的堆放不仅污染环境，占用大量土地资源，而且带给企业很重的经济负担，将废渣合理利用，变废为宝，让磷石膏产生最优的经济效益，是磷化肥企业一直努力的方向。

目前国内外企业对磷石膏的处置方式是在高温条件下用焦炭将石膏中的S6+还原到S4+得到二氧化硫，通过窑气排出再经吸收得到硫酸，烧渣作熟料主要制成水泥。这些方法硫溢出率低，进入硫酸系统气体浓度偏低，二氧化硫转化率低，硫酸产品质量低。而且水泥市场价格低，市场收益小，不能为企业获得最优效益。

磷肥企业主要生产易于植物生长的各种复合复混肥料，将磷石膏制酸所产生的烧渣制成碱性肥料，是磷肥企业处理烧渣的最佳方案。市面上的碱性肥料，主要有钙镁磷肥、硅钙镁磷肥、钾钙肥、硅钙钾肥等，这些碱性肥料具有植物需要的养分，是缓释性的长效土壤调理剂，具有提高作物产量和品质的功效，加之中国地大物博，很多地区的土壤对这类土壤调理剂的需求量大，生产的土壤调理剂早已供不应求，市场前景开阔。

中国专利文件CN101428769A公开了一种用不溶性含钾岩石和磷石膏生产钾钙肥联产硫酸的方法，将不溶性含钾岩石、磷石膏和无烟煤按质量比为1：0.7～2.2：0.05～0.25配比混合，粉磨至80～120目，经制成小球或相应的块后在回转窑，立窑或隧道窑内1000～1200℃焙烧20～150分钟，烧结熟料经破碎，粉磨后包装即为钾肥产品，尾气送硫酸制备系统。配料中，磷石膏以CaSO₄含量计、煤以固定碳量计。该方法焙烧温度高，能源消耗多，而且只提供了简单的工艺方法，产品钾钙肥中的养分在土壤中缓释时间久、不易被作物吸收，活性低。

中国专利文件CN102659462A公开了一种利用低品位红土矿炉渣生产的钙镁磷肥及其生产工艺，通过吸热设备高于400℃的热能返回到烧结烘干中使用，然后对冷却后的炉渣成分进行化验分析，根据国标或市场要求，配以磷矿粉90％～130％，经粉碎、拌匀后包装入库。该生产工艺合理利用热能，节约能源消耗，但是该生产工艺制得钙镁磷肥活化性低，直接配以磷矿粉，不易被土壤中农作物直接吸收，另外该肥料养分种类少，不能满足农作物对肥料多养分的需求。

发明内容

针对现有技术中生产的土壤调理剂养分活性低，不易被土壤中农作物吸收，而且生产土壤调理剂耗能高等不足，本发明提供一种用磷矿石制酸的残渣废料磷石膏和钾长石生产高活性土壤调理剂联产硫酸的方法。

术语说明

磷石膏：磷石膏主要是磷酸厂生产磷酸的副产品，也可以用天然石膏、脱硫石膏、氟石膏等其它含硫酸钙为主要成分的石膏代替。

钾长石：指含钾硅酸盐类钾矿资源。

本发明的技术方案如下：

一种用磷石膏和钾长石生产高活性土壤调理剂联产硫酸的方法，包括以下步骤：

(1)将磷石膏经自然风干后在40～55℃条件下干燥1～2小时后进行粉碎、过100目筛；将钾长石粉碎、粉磨后过100目筛；将硫酸钠磨后过100目筛，备用；

(2)将步骤(1)过筛后的磷石膏、钾长石和硫酸钠按质量比(2.0～2.4)：1：(0.01～0.13)混合；再加入磷石膏、钾长石和硫酸钠三者总质量10％～15％的煤炭，混合均匀，得到混合物料；

(3)将步骤(2)制得的混合物料加水制成球状物料或块状物料；

(4)将步骤(3)制得的球状物料或块状物料于900℃～1100℃温度下烧结1～3小时，制得烧结熟料；

(5)将步骤(4)制得的烧结熟料进行破碎、粉磨、过筛，然后在过筛后的烧结熟料中添加占烧结熟料质量1～8％的生化黄腐酸钾粉末，混合均匀，即得高活性土壤调理剂；将步骤(4)中的尾气经降温除尘后通入硫酸制备系统制备硫酸。

根据本发明优选的，步骤(1)中所述的磷石膏为磷矿石制酸工艺中的残渣废料磷石膏。

根据本发明优选的，步骤(2)中磷石膏与钾长石、硫酸钠的优选配比按质量比为(2.2～2.4)：1：(0.02～0.10)，配比中磷石膏以不含结晶水的CaSO₄计重。

根据本发明优选的，步骤(2)中的硫酸钠，为工业级产品。

根据本发明优选的，步骤(2)中的煤炭为还原剂，优选无烟煤，其固定碳质量含量为65～70％。