一种由制盐母液(苦卤)和氨气、酸(磷酸、硫酸、盐酸)为原料制取氮、磷、钾、硫、镁复合肥的方法。技术的特点是以海水制盐母液为基础原料，充分利用海水中的化学资源，通过不同物质溶解度的变化，在过程中分别引进复合肥中的有效成分氮和磷，将杂质离子去除，结合海水中的钾，生产复合肥，是海水综合利用的专项技术。此过程主要包括不同阶段的反应结晶、分步蒸发和不同阶段的固液分离的方式制备氮、磷、钾、硫、镁复合肥，并副产高品位氢氧化镁。该工艺流程简单，即消除了对环境的污染，又变废为宝、为农业生产提供所需的化学肥料；该工艺对制盐母液中的Mg2+、K+、和Cl-、SO42-全部提取，从而节约能源，降低成本，具有广阔的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无机化工领域，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。
技术介绍
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，KCl 18 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MgSO4I艺和兑卤法制备KC1、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。在本专利技术以前，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。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术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。本专利技术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+2H20 — Mg (OH) 2 J, +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++H3P04+3NH3+nH20 — NH4MgPO4 · nH20 I +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NH3+HCl NH;+Cl-2NH3 +H2SO4 — 2NH； +SOt(3)对由步骤(2)得到的第二脱镁母液(II)进行蒸发，利用体系的相平衡关系，将体系中的大部分氯化钠结晶析出，本步骤中的蒸发水量占总水量的50-75%，固液分离后得到第三母液(III)和作为副产品的NaCl ；(4)对由步骤C3)得到的第三母液(III)进行进一步的蒸发浓缩，本步骤中的蒸发水量占总水量的5-12%，对体系进行冷却，冷却终点温度低于35°C，使(NH4) 2S04，NH4Cl, KCl析出，固液分离得到复合肥和第四母液(IV)。其中，步骤(1)中所用制盐母液体系中含有Mg2+、K+、Na+、S02-、Cr和水；在搅拌、控制通氨速率的条件下，使镁与NH3反应，控制镁离子提取率优选地为78%。卤水体系改变为Mg2+、K+、Na+、NH4+、S02_、Cr，以及部分溶解的游离氨(NH3)优选地，步骤O)中，为将游离氨转化为铵离子，可向体系加入酸(磷酸、硫酸、盐酸等)。不同的酸将生成对应的铵盐。加入磷酸，生成带有n(l或6)个结晶水磷酸镁铵固体；镁离子提取率增至原料镁的92%左右，陈化时间大于池；优选地，步骤(3)中蒸发水量占总水量的65% -71. 8% ；使大部分NaCl析出。在高温下分离，获得以NH4+, K+、S042—、Cl—为主要成分的第三母液(III)和副产品NaCl。优选地，步骤(4)中蒸发水量占总水量的6%-10%，使部分(NH4) 2S04，NH4Cl析出， 进而冷却，使绝大部分(NH4)2S04，NH4Cl, KCl析出，分离可得到复合肥产品。优选地，在步骤(4)中，冷却终点温度低于25°C。优选地，还包括步骤(5)，将由步骤(4)得到的第四母液(IV)循环利用，与制盐母液混合一同作为步骤(1)的反应原料，第四母液(IV)与制盐母液混合比例为0.3 1至 0.6 1，混合比例优选地为0.5 1。根据上述各步可以看出，本专利技术可以从制盐母液(苦卤)中制取两种肥料磷酸镁铵复合肥和氮、钾混合肥。本专利技术与已有技术相比，具有如下优点工艺简单，产品为复合月巴，副产品为氢氧化镁和NaCl。整体过程对制盐母液中的有效成分全部提取和利用，并不进行单化合物的分离，从而可大大节约能源，降低成本。本工艺有效解决了苦卤污染环境问题，使得苦卤中的各种有效成分充分利用，变废为宝，为农业提供优质肥料。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的工艺流程与物料平衡图；图2是根据本专利技术的另一个实施例的工艺流程与物料平衡图；图3是根据本专利技术的另一个实施例的工艺流程与物料平衡图。具体实施例方式以下所有的实施例所使用的原料制盐母液(苦卤)的组成如表1-1所示。表1-1苦卤组成Table 4-1 The composition of bittern成分MgCl2 MgSO4KClNaClH2O^ 162^9 T53 22^6 ΓΚ3 892.3 %_12.86_539_h78_8,94_70.43(注Be，/°C= 30. 4/16)实施例1此实例是使用本专利技术技术，以海水制盐后的制盐母液(苦卤)和氨气为原料，生产氮、钾、镁、硫四元复合肥的一个实例，是此专利技术的一种实际技术过程。此过程主要经过反应-分离、蒸发-分离、蒸发-冷却-分离、母液循环几个关键步骤。第一步反应结晶-固液分离过程。此步反应依据NH3水溶液呈碱性、镁离子可与氢氧根形成难容的氢氧化镁的基本原理。通过向苦卤中通入氨，形成氢氧根和铵离子，进而与卤水中的镁离子形成氢氧化镁。将复合肥的有效成分氮引入系统。反应在常温下进行， 控制卤水的PH在11-12，使镁的转化氯约75-80%。经固液分离后，得到具有本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：沙作良，李祯祥，王学魁，袁建军，丁吉生，任杰，刘立平，王彦飞，朱亮，
申请(专利权)人：天津科技大学，天津长芦汉沽盐场有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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