熔炼制备钙镁磷肥的方法及装置 |
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| 申请号 | CN202210629605.1 | 申请日 | 2022-06-06 | 公开(公告)号 | CN115093253B | 公开(公告)日 | 2024-04-09 |
| 申请人 | 中国恩菲工程技术有限公司; | 发明人 | 陈学刚; 汪兴楠; 郭亚光; 王云; 许良; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种熔炼制备 钙 镁磷肥的方法及装置，属于化工技术领域，本发明通过将含磷矿物、含镁 硅 矿物的混料加入熔炼炉的熔池中，利用 喷枪 向熔池中喷入富 氧 空气及 燃料 ，使混料在高温下进行熔炼，获得钙镁磷肥熔体，熔体经 水 淬、沥水、干燥、 粉碎 、过筛，得到钙镁磷肥成品。熔炼制备钙镁磷肥的装置具有环境污染小、生产成本低、生产效率高的特点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种熔炼制备钙镁磷肥的方法，其特征在于，方法包括： |
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| 说明书全文 | 熔炼制备钙镁磷肥的方法及装置技术领域[0001] 本发明涉及化工技术领域，具体说，涉及一种熔炼制备钙镁磷肥的方法及装置。 背景技术[0003] 钙镁磷肥的生产方法有电炉法、高炉法、旋风炉法，将磷矿石与助熔剂在高温(1350℃以上)下熔融，然后经高压水冷、干燥、磨细即得钙镁磷肥成品。国外如日本、韩国、巴西等采用电炉法。由于电炉不使用焦炭或煤作为燃料，故没有燃料灰分对配料的影响，操 作简单，并且对于同样品位的磷矿来说，其产品中的五氧化二磷的含量高于高炉法和旋风 炉法。但我国由于供电紧张，无法采用电炉法，但有大量闲置炼铁高炉可改造用于生产钙镁 磷肥，投资小，见效快，因此，高炉法在我国得到迅速发展，成为钙镁磷肥主要的生产方法。 [0004] 高炉法中存在的粉矿浪费和温度难以控制导致的磷转化率低的弊端以及因磷被还原挥发导致的钙镁磷肥中有效磷含量降低的问题。现有技术中公开了一种钙镁磷肥及其 生产方法(申请号200910042672.8)，将磷铁和磷矿石按比例混合，将混合物置于高温平炉 中，升温至1800～2200℃，使得混合物中的磷氧化燃烧，将该产物出炉水淬，即得钙镁磷肥 的半成品，最后将产成品制成钙镁磷肥成品。通过直接鼓风的方式使得混合物中的磷氧化 燃烧以升高高温平炉内温度。虽然实现了钙镁磷肥的制备，但是仍具有步骤复杂，耗水量 大，能耗大的弊端。 [0005] 现有技术中公开了一种以磷矿浮选尾矿为原料旋风炉法制备钙镁磷肥的方法(申请号200910218354.2)，将浮磷尾矿浆经干燥机干燥后过筛成一定粒度的尾矿料粉；将配烧 的其它原生磷矿、煤、蛇蚊石、硅石计量混合破碎、粉碎至一定粒度；粉状原料与空气混合喷入旋风炉中进行高温熔融；将熔体经水淬，过滤、干燥、粉碎、过筛，得钙镁磷肥成品。虽然对钙镁磷肥中的磷含量有所提高，但是仍然存在成本高，流程长，能耗高的问题。 [0006] 现有技术中公开了一种磷化工尾气制备钙镁磷肥的方法(申请号 201611163084.6)，通过以磷矿石为主要原料，配以硅石、蛇纹石为辅料，混合后进行破碎； 粉碎料加入窑炉中的熔化池，使磷化工尾气在窑炉的一侧燃烧，燃烧产生的火焰和高温热 气通入熔化池的上方，对熔化池内的粉碎料进行高温熔烧，将熔体水淬，过滤、干燥、粉碎、过筛，得钙镁磷肥成品。虽然通过采用黄磷生产排放的尾气代替焦炭为热源，采用换热式窑 炉代替高炉生产；达到节省能源的效果，但是，尾气作为热源具有能量不足，进而导致产生 的钙镁磷肥不达标的问题。 [0007] 因此，亟需一种制备效率高的制备钙镁磷肥的装置及方法。 发明内容[0008] 本发明的目的在于，提供一种熔炼制备钙镁磷肥的方法及装置，以解决现有技术中存在的至少一个问题。 [0009] 为了实现上述目的，本发明提供一种熔炼制备钙镁磷肥的方法，方法包括： [0010] 将含磷矿物和含镁硅矿物分别进行预处理后混合，形成混料；其中，预处理的标准为粒度为1～5cm，含水量≤5wt％； [0011] 将混料加入熔炼炉的熔池中，通过熔炼炉的喷枪向熔池中喷吹燃料和富氧空气，通过燃料和富氧空气燃烧对混料进行高温熔融，获得钙镁磷肥熔体；其中，熔炼炉为侧吹熔 炼炉或顶吹熔炼炉，熔池的温度为1150～1500℃； [0012] 将钙镁磷肥熔体出炉水淬，获得钙镁磷肥半成品； [0013] 将钙镁磷肥半成品经沥水、干燥、粉碎以及过筛处理，获得钙镁磷肥成品。 [0014] 进一步，优选的方法包括，当熔炼炉为顶吹熔炼炉时，喷枪为顶吹喷枪，在通过顶吹熔炼炉的顶吹喷枪向熔池中喷吹燃料和富氧空气的步骤中，熔池的温度为1350～1500 ℃，顶吹熔炼炉中的空气过剩系数为1.0～1.1；富氧空气的氧气的体积含量为40％～90％。 [0015] 进一步，优选的方法包括，当熔炼炉为侧吹熔炼炉时，喷枪为侧吹喷枪，在通过侧吹熔炼炉的侧吹喷枪向熔池中喷吹燃料和富氧空气的步骤中，熔池的温度为1350～1500 ℃，燃料为天然气、液化石油气、煤气、生物质气、氢气或固体燃料颗粒中的一种或多种，其中，固体燃料颗粒为煤粉、焦粉或石油焦；固体燃料颗粒的粒度小于100μm，富氧空气的氧气的体积含量为 40％～90％。 [0016] 进一步，优选的方法包括，当熔炼炉为侧吹熔炼炉时，喷枪为侧吹喷枪；在通过侧吹熔炼炉的侧吹喷枪向熔池中喷吹燃料和富氧空气，通过燃料和富氧空气燃烧对混料进行 高温熔融，获得钙镁磷肥熔体的步骤中， [0017] 通过燃料和富氧空气燃烧对混料进行高温熔融，获得钙镁磷肥液态熔渣；获得液态熔融渣；其中，熔池温度为1150～1350℃； [0018] 将液态熔融渣送入电热炉中，在温度1350～1500℃下充分熔融，获得钙镁磷肥熔体以及副产镍磷铁。 [0019] 进一步，优选的方法包括，在通过燃料和富氧空气燃烧对混料进行高温熔融，获得钙镁磷肥熔体的步骤中，获得高温烟气； [0020] 高温烟气进行余热回收后，利用回收的余热进行钙镁磷肥半成品的干燥； [0021] 利用除尘装置进行除尘获得除尘后的烟气以及烟尘；将烟尘返回熔炼炉中进行冶炼。 [0022] 进一步，优选的方法包括，顶吹喷枪可随着熔池的液面高度的变化而上下移动。 [0024] 预处理装置，包括用于将含磷矿物和含镁硅矿物分别粉碎至粒度为1～5cm 且含水量≤5wt％的粉碎装置和用于将粉碎后的含磷矿物和含镁硅矿物进行混合，形成混料的 配料装置； [0025] 顶吹冶炼炉包括炉体和设置在炉体上的顶吹喷枪，炉体包括进料口、用于对混料进行高温熔融获得钙镁磷肥熔体的熔池和出料口；进料口与配料装置相连接，在炉体的顶 壁上设置有顶吹喷枪插孔，顶吹喷枪穿过顶吹喷枪插孔位于熔池的上方；顶吹喷枪用于向 熔池中喷吹燃料和富氧空气；出料口与水淬装置、沥水装置、烘干装置以及粉碎装置依次相 连； [0026] 水淬装置用于将钙镁磷肥熔体出炉水淬，获得钙镁磷肥半成品； [0027] 沥水装置用于将钙镁磷肥半成品经沥水； [0028] 烘干装置用于将沥水后的钙镁磷肥半成品进行干燥； [0029] 粉碎装置用于将干燥后的钙镁磷肥半成品进行粉碎以及过筛处理，获得钙镁磷肥成品。 [0030] 本发明还保护一种熔炼制备钙镁磷肥的装置，用于上述的熔炼制备钙镁磷肥的方法；包括依次设置的预处理装置、侧吹冶炼炉、水淬装置、沥水装置、烘干装置以及粉碎装 置； [0031] 预处理装置，包括用于将含磷矿物和含镁硅矿物分别粉碎至粒度为1～5cm 且含水量≤5wt％的粉碎装置和用于将粉碎后的含磷矿物和含镁硅矿物进行混合，形成混料的 配料装置； [0032] 侧吹冶炼炉包括炉体和设置在炉体上的侧吹喷枪，炉体包括进料口、用于对混料进行高温熔融获得钙镁磷肥熔体的熔池和出料口；进料口与配料装置相连接，在炉体的侧 壁上设置有侧吹喷枪插孔，侧吹喷枪穿过侧吹喷枪插孔插入熔池中；侧吹喷枪用于向熔池 中喷吹燃料和富氧空气；出料口与水淬装置、沥水装置、烘干装置以及粉碎装置依次相连； [0033] 水淬装置用于将钙镁磷肥熔体出炉水淬，获得钙镁磷肥半成品； [0034] 沥水装置用于将钙镁磷肥半成品经沥水； [0035] 烘干装置用于将沥水后的钙镁磷肥半成品进行干燥； [0036] 粉碎装置用于将干燥后的钙镁磷肥半成品进行粉碎以及过筛处理，获得钙镁磷肥成品。 [0037] 本发明还保护一种熔炼制备钙镁磷肥的装置，用于上述的熔炼制备钙镁磷肥的方法；包括依次设置的预处理装置、侧吹熔炼炉、电热炉、水淬装置、沥水装置、烘干装置以及粉碎装置； [0038] 预处理装置，包括用于将含磷矿物和含镁硅矿物分别粉碎至粒度为1～5cm 且含水量≤5wt％的粉碎装置和用于将粉碎后的含磷矿物和含镁硅矿物进行混合，形成混料的 配料装置； [0039] 侧吹熔炼炉包括炉体和设置在炉体上的侧吹喷枪，炉体包括进料口、用于对混料进行高温熔融获得液态熔融渣的熔池和出料口；进料口与配料装置相连接，在炉体的侧壁 上设置有侧吹喷枪插孔，侧吹喷枪穿过侧吹喷枪插孔插入熔池中；侧吹喷枪用于向熔池中 喷吹燃料和富氧空气； [0040] 电热炉的进料口与侧吹熔炼炉的出料口相连通； [0041] 电热炉的出料口与水淬装置、沥水装置、烘干装置以及粉碎装置依次相连； [0042] 水淬装置用于将钙镁磷肥熔体出炉水淬，获得钙镁磷肥半成品； [0043] 沥水装置用于将钙镁磷肥半成品经沥水； [0044] 烘干装置用于将沥水后的钙镁磷肥半成品进行干燥； [0045] 粉碎装置用于将干燥后的钙镁磷肥半成品进行粉碎以及过筛处理，获得钙镁磷肥成品。 [0046] 进一步，优选的结构为，还包括用于燃料和富氧空气对混料进行高温熔融过程中，获得的高温烟气进行余热回收的余热回收装置和除尘装置； [0047] 余热回收装置的热量输出口与烘干装置的输入口相连接； [0048] 除尘装置的输入端与余热回收装置的烟气输出端相连接；除尘装置包括烟气输出端和烟尘输出端，烟尘输出端与侧吹熔炼炉的进料口相连接。 [0049] 如上所述，本发明的一种熔炼制备钙镁磷肥的方法及装置，通过将含磷矿物、含镁硅矿物的混料加入侧吹熔炼炉的熔池中，利用喷枪向熔池中喷入富氧空气及燃料，使混料 在高温下进行熔炼，将钙镁磷肥液态熔渣出炉水淬，经沥水、干燥、粉碎、过筛，得到钙镁磷肥成品。有益效果如下： [0050] 1)与现有高炉法相比，本发明取消焦炭的使用，工艺流程短，且减少了环境污染；燃料使适用范围广，喷枪可以使用粉煤、炭粉、油和天然气，燃烧调节比大。当采用顶吹熔炼炉时，通过顶吹喷枪将燃料及富氧空气喷入熔池中，浸没式火焰直接加热熔池，提高传热效 率；顶吹喷枪可随着熔池液面高度的变化而上下移动，可有效加热熔池，缩短开炉时间；通 过调整燃料与富氧气体的喷入量可灵活调整熔池温度及氧势，避免磷的还原挥发，而且燃 烧产物气体在逸出熔池的过程中，可对熔池进行扰动，加快了脱氟过程的进行，达到了提高 钙镁磷肥成品中有效磷的含量的技术效果； [0051] 2)当采用侧吹熔炼炉时，通过侧吹喷枪将燃料及富氧空气喷入熔池中，浸没式燃烧火焰直接接触熔池，提高传热速率，加快了物料的熔化；可以灵活控制熔池中的温度及氧 势，避免磷的还原挥发，达到了提高钙镁磷肥成品中有效磷的含量的技术效果； [0052] 3)采用廉价的煤、天然气、高炉煤气等作为燃料，通过侧吹熔炼炉对物料进行初步熔化，使得该熔化能够在富氧状态进行，以减少磷的挥发；同时侧吹气体对熔池的扰动也可 促进含氟气体的脱除；预熔化得到的液态熔融渣送入电热炉中，利用电极供热，进一步升温 充分熔融，在制备钙镁磷肥熔体的同时可得到镍磷铁，实现镍铁的回收利用，进而减少钙镁 磷肥成品中镍铁杂质对质量的影响； [0053] 4)本发明的熔炼制备钙镁磷肥的装置制备简单，具有环境污染小，生产成本低，生产效率高的特点，适合在钙镁磷肥生产领域进行大面积推广。 [0054] 为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些 方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括 所有这些方面以及它们的等同物。 附图说明 [0055] 图1是根据本发明实施例的顶吹熔炼制备钙镁磷肥的方法的原理示意图。 [0056] 图2是根据本发明实施例的顶吹熔炼制备钙镁磷肥的装置的结构示意图。 [0057] 图3是根据本发明实施例的侧吹熔炼制备钙镁磷肥的方法的原理示意图。 [0058] 图4是根据本发明实施例的侧吹熔炼制备钙镁磷肥的装置的结构示意图。 [0059] 图5是根据本发明实施例的两步法熔炼制备钙镁磷肥的方法的原理示意图。 [0060] 图6是根据本发明实施例的两步法熔炼制备钙镁磷肥的装置的结构示意图。 具体实施方式[0061] 应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例中未注明具体技术或者条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按 照产品说明书进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商，均可通过正规渠道商购买得到的常 规产品。 [0062] 需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“底”、“顶”、“侧”、“宽度”、“内”、“外”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 [0063] 下面将参照附图对本发明的各个实施例进行详细描述。 [0064] 图1对本发明实施例的顶吹熔炼制备钙镁磷肥的方法的原理进行了具体描述。具体地说，图1是本发明实施例的顶吹熔炼制备钙镁磷肥的方法的原理示意图。 [0065] 如图1所示，本发明的一种顶吹熔炼制备钙镁磷肥的方法，包括以下步骤：将含磷矿物和含镁硅矿物分别进行预处理后混合，形成混料；其中，预处理的标准为粒度为1～ 5cm，含水量≤5wt％；其中，含磷矿物为磷矿石和/ 或磷尾矿；含镁硅矿物可为硅石、蛇纹 石、白云石、橄榄石中的一种或多种。 [0066] 将混料加入顶吹熔炼炉的熔池中，通过顶吹熔炼炉的顶吹喷枪向熔池中喷吹燃料和富氧空气，通过燃料和富氧空气地燃烧对混料进行高温熔融，获得钙镁磷肥熔体；其中， 熔池温度为1350～1500℃；其中，在通过燃料和富氧空气地燃烧对混料进行高温熔融，获得 钙镁磷肥熔体的步骤中，获得的高温烟气；对高温烟气进行余热回收，并利用回收的余热进 行钙镁磷肥半成品的干燥。高温烟气进行余热回收后，利用除尘装置进行除尘获得除尘后 的烟气以及烟尘；将烟尘返回顶吹熔炼炉中进行冶炼。将钙镁磷肥熔体出炉水淬，获得钙镁 磷肥半成品；将钙镁磷肥半成品经沥水、干燥、粉碎以及过筛处理，获得钙镁磷肥成品。 [0067] 需要说明的是，燃料与富氧空气通过顶吹喷枪喷入熔池中，燃料包括天然气、液化石油气、煤气、生物质气、氢气等气体燃料或煤粉、焦粉、石油焦等固体燃料中的一种或多 种；其中，为避免熔炼过程中，磷矿石被还原，而造成磷的挥发；将顶吹熔炼炉内的空气过剩系数控制在1.0～1.1，使燃烧产物气氛呈氧化性，进而提高钙镁磷肥成品中的有效磷含量。 固体燃料粒度小于100μm；富氧空气中氧气的体积含量为40％～90％；燃料浸没式燃烧火焰 直接接触熔池，可以加快混料熔化。另外，混料在熔融过程中，随着炉温的升高，在二氧化硅和燃烧产物含有水蒸气的条件下，有SiF4和HF产生并挥发。 [0068] 2Ca5 F(PO4)3+SiO2＝3Ca3(PO4)2+1/2Ca2SiO4+1/2SiF4 [0069] 2Ca5 F(PO4)3+SiO2+H2O＝3Ca3(PO4)2+CaSiO3+2HF [0070] 燃烧产物中的气体可对熔池进行扰动，加快氟化物的挥发，因此相对于高炉法及具有电炉法制备钙镁磷肥，该方法具有良好的脱氟条件，从而提高钙镁磷肥成品的质量。 [0071] 通过上述方法，获得钙镁磷肥成品中P2O5的质量百分比为12％～20％， MgO的质量百分比为8～18％，SiO2的质量百分比为25～35％，CaO的质量百分比为25～40％。熔炼过程 中得到了高温烟气，高温烟气进入余热回收装置中回收热量，利用回收的热量对钙镁磷肥 半成品进行干燥，而后烟气经除尘装置除尘，除尘后的烟气经净化装置处理，除去烟气中的 氟化物等有害气体，尾气达标排放，烟尘返回顶吹熔炼炉中进行冶炼。 [0072] 图2对本发明实施例的顶吹熔炼制备钙镁磷肥的装置的结构进行了具体描述。具体地说，图2是本发明实施例的顶吹熔炼制备钙镁磷肥的装置的结构示意图。 [0073] 在另一个方面，本发明保护一种顶吹熔炼制备钙镁磷肥的装置，如图2 所示，包括依次设置的预处理装置、顶吹冶炼炉、水淬装置、沥水装置、烘干装置以及粉碎装置；预处理装置，包括用于将含磷矿物和含镁硅矿物分别粉碎至粒度为1～5cm且含水量≤5wt％的粉 碎装置和用于将粉碎后的含磷矿物和含镁硅矿物进行混合，形成混料的配料装置；顶吹冶 炼炉用于将入炉原料熔融得到钙镁磷肥熔体。顶吹冶炼炉包括炉体和设置在炉体上的顶吹 喷枪，炉体包括进料口、用于对混料进行高温熔融获得钙镁磷肥熔体的熔池和出料口；进料 口与配料装置的输出口相连接，在炉体的顶壁上设置有顶吹喷枪插孔，顶吹喷枪穿过顶吹 喷枪插孔位于熔池的上方；顶吹喷枪用于向熔池中喷吹燃料和富氧空气；出料口与水淬装 置、沥水装置、烘干装置以及粉碎装置依次相连；其中，在顶吹喷枪上设置有可随着熔池的 液面高度的变化而上下移动的可升降机构。 [0074] 需要说明的是，炉体的顶部设置有进料口，底部设置有出料口。为了进一步地提升熔池内的加热效率，顶吹喷枪的数量可以为一根或多根，从炉体顶部垂直插入熔体中，且顶 吹喷枪的插入深度可通过可升降机构进行上下升降调节。水淬装置用于将钙镁磷肥熔体出 炉水淬，获得钙镁磷肥半成品；沥水装置用于将钙镁磷肥半成品经沥水；烘干装置用于将沥 水后的钙镁磷肥半成品进行干燥；粉碎装置用于将干燥后的钙镁磷肥半成品进行粉碎以及 过筛处理，获得钙镁磷肥成品。 [0075] 为了进一步提升本装置的能源利用效率，还包括余热回收装置，余热回收装置用于燃料和富氧空气对混料进行高温熔融过程中，获得的高温烟气进行余热回收；余热回收 装置的热量输出口与烘干装置的输入口相连接。在顶吹冶炼炉的顶部设置有与余热回收装 置相连接的出烟口。还包括除尘装置，除尘装置的输入端与余热回收装置的烟气输出端相 连接；除尘装置包括烟气输出端和烟尘输出端，烟尘输出端与顶吹熔炼炉的进料口相连接。 在具体的实施过程中，除尘装置既可以包括除尘装置还可以包括净化装置，用于对熔炼过 程中产生的高温烟气进行处理。其中，顶吹熔炼炉出烟口与余热回收装置热介质进口相连， 余热回收装置热介质出口与除尘装置相连，除尘装置的气相出口与净化装置相连。进而获 得达到排放标注你的烟气以及返回顶吹冶炼炉的烟尘。 [0076] 下面将对本发明的顶吹熔炼制备钙镁磷肥的方法的各个实施例进行详细描述。 [0077] 实施例1 [0078] 1.原料准备及配料：对磷矿石、硅石和蛇纹石分别进行预处理至粒径为 1～5cm，含水量均≤5wt％。根据钙镁磷肥成品的成分确定物料配比，将磷矿石、硅石和蛇纹石进行 混料，得到入炉原料。 [0079] 2.顶吹熔炼过程：通过皮带将入炉原料从炉顶加入顶吹熔炼炉中，通过炉顶的顶吹喷枪向熔池中喷吹燃料和氧气体积含量为40％的富氧空气；其中，燃料包括煤气、氢气以 及石油焦；石油焦的粒度小于100μm；利用燃烧放出的热量为熔池提供热量，控制顶吹熔炼 炉内的空气过剩系数为1.0，熔池温度为1400～1500℃，炉顶喷枪插入熔体内0.3㎝，物料经 过高温熔融后得到钙镁磷肥熔体。 [0080] 3.熔体水淬过程：将钙镁磷肥熔体出炉水淬，得到钙镁磷肥半成品。 [0081] 4.制备钙镁磷肥成品：钙镁磷肥半成品经沥水、干燥，粉碎、过筛处理后，得到钙镁磷肥成品。其中，熔融过程中得到了高温烟气，可以利用高温烟气对所述钙镁磷肥半成品进行干燥，而后烟气再经收尘净化处理，尾气达标后排放。 [0082] 实施例2 [0083] 1.原料准备及配料：对磷矿石、硅石和蛇纹石分别进行预处理至粒径为 1～5cm，含水量均≤5wt％。根据钙镁磷肥成品的成分确定物料配比，将磷矿石、硅石和蛇纹石进行 混料，得到入炉原料。 [0084] 2.顶吹熔炼过程：通过皮带将入炉原料从炉顶加入顶吹熔炼炉中，通过炉顶的顶吹喷枪向熔池中喷吹燃料和氧气体积含量为60％的富氧空气；其中，燃料包括液化石油气、 煤气、氢气、煤粉和石油焦；煤粉和石油焦的粒度小于100μm；利用燃烧放出的热量为熔池提供热量，控制顶吹熔炼炉内的空气过剩系数为1.1，熔池温度为1450～1500℃，炉顶喷枪插 入熔体内0.2㎝，物料经过高温熔融后得到钙镁磷肥熔体。 [0085] 3.熔体水淬过程：将钙镁磷肥熔体出炉水淬，得到钙镁磷肥半成品。 [0086] 4.制备钙镁磷肥成品：钙镁磷肥半成品经沥水、干燥，粉碎、过筛处理后，得到钙镁磷肥成品。 [0087] 实施例3 [0088] 1.原料准备及配料：对磷矿石、硅石和蛇纹石分别进行预处理至粒径为 1～5cm，含水量均≤5wt％。根据钙镁磷肥成品的成分确定物料配比，将磷矿石、硅石和蛇纹石进行 混料，得到入炉原料。 [0089] 2.顶吹熔炼过程：通过皮带将入炉原料从炉顶加入顶吹熔炼炉中，通过炉顶的顶吹喷枪向熔池中喷吹燃料和氧气体积含量为90％的富氧空气；其中，其中，燃料包括液化石 油气、煤气和焦粉；焦粉的粒度小于100μm；利用燃烧放出的热量为熔池提供热量，控制顶吹熔炼炉内的空气过剩系数为1.0，熔池温度为1350～1400℃，炉顶喷枪插入熔体内0.2㎝，物 料经过高温熔融后得到钙镁磷肥熔体。 [0090] 3.熔体水淬过程：将钙镁磷肥熔体出炉水淬，得到钙镁磷肥半成品。 [0091] 4.制备钙镁磷肥成品：钙镁磷肥半成品经沥水、干燥，粉碎、过筛处理后，得到钙镁磷肥成品。 [0092] 综上，本发明的顶吹熔炼制备钙镁磷肥的方法以及装置一方面取消焦炭的使用，且燃料可选择的范围广，喷枪可以使用粉煤、炭粉、油和天然气，燃烧调节比大；工艺流程 短，且减少了环境污染；另一方面，通过顶吹喷枪将燃料及富氧空气喷入熔池中，浸没式火 焰直接加热熔池，提高传热效率；燃烧产物气体在逸出熔池的过程中，可对熔池进行扰动， 加快了脱氟过程的进行；顶吹喷枪可随着熔池液面高度的变化而上下移动，可有效加热熔 池，缩短开炉时间；并且，通过调整燃料与富氧气体的喷入量可灵活调整熔池温度。具有原 材料性价比高，环境污染小，节约能源，市场竞争力强，适合在钙镁磷肥制备领域进行大面 积推广的技术效果。 [0093] 图3对本发明实施例的侧吹熔炼制备钙镁磷肥的方法的原理进行了具体描述。具体地说，图3是本发明实施例的侧吹熔炼制备钙镁磷肥的方法的原理示意图。 [0094] 如图3所示，本发明的一种侧吹熔炼制备钙镁磷肥的方法，包括以下步骤：将含磷矿物和含镁硅矿物分别进行预处理后混合，形成混料；其中，预处理的标准为粒度为1～ 5cm，含水量≤5wt％；其中，含磷矿物为磷矿石和/ 或磷尾矿；含镁硅矿物可为硅石、蛇纹 石、白云石、橄榄石中的一种或多种。 [0095] 将混料加入侧吹熔炼炉的熔池中，通过侧吹熔炼炉的侧吹喷枪向熔池中喷吹燃料和富氧空气，通过燃料和富氧空气地燃烧对混料进行高温熔融，获得钙镁磷肥熔体；其中， 熔池温度为1350～1500℃；其中，在通过燃料和富氧空气地燃烧对混料进行高温熔融，获得 钙镁磷肥熔体的步骤中，获得的高温烟气；对高温烟气进行余热回收，并利用回收的余热进 行钙镁磷肥半成品的干燥。高温烟气进行余热回收后，利用除尘装置进行除尘获得除尘后 的烟气以及烟尘；将烟尘返回侧吹熔炼炉中进行冶炼。将钙镁磷肥熔体出炉水淬，获得钙镁 磷肥半成品；将钙镁磷肥半成品经沥水、干燥、粉碎以及过筛处理，获得钙镁磷肥成品。 [0096] 需要说明的是，燃料与富氧空气通过侧吹喷枪喷入熔池中，燃料包括天然气、液化石油气、煤气、生物质气、氢气等气体燃料或煤粉、焦粉、石油焦等固体燃料中的一种或多 种；其中，为避免熔炼过程中，磷矿石被还原，而造成磷的挥发；将侧吹熔炼炉内的空气过剩系数控制在1.0～1.1，使燃烧产物气氛呈氧化性，进而提高钙镁磷肥成品中的有效磷含量。 固体燃料粒度小于100μm；富氧空气中氧气的体积含量为40％～90％；燃料浸没式燃烧火焰 直接接触熔池，可以加快混料熔化。另外，混料在熔融过程中，随着炉温的升高，在二氧化硅和燃烧产物含有水蒸气的条件下，有SiF4和HF产生并挥发。 [0097] 2Ca5 F(PO4)3+SiO2＝3Ca3(PO4)2+1/2Ca2SiO4+1/2SiF4 [0098] 2Ca5 F(PO4)3+SiO2+H2O＝3Ca3(PO4)2+CaSiO3+2HF [0099] 燃烧产物中的气体可对熔池进行扰动，加快氟化物的挥发，因此相对于高炉法及具有电炉法制备钙镁磷肥，该方法具有良好的脱氟条件，从而提高钙镁磷肥成品的质量。 [0100] 通过上述方法，获得钙镁磷肥成品中P2O5的质量百分比为12％～20％， MgO的质量百分比为8～18％，SiO2的质量百分比为25～35％，CaO的质量百分比为25～40％。熔炼过程 中得到了高温烟气，高温烟气进入余热回收装置中回收热量，利用回收的热量对钙镁磷肥 半成品进行干燥，而后烟气经除尘装置除尘，除尘后的烟气经净化装置处理，除去烟气中的 氟化物等有害气体，尾气达标排放，烟尘返回侧吹熔炼炉中进行冶炼。 [0101] 图4对本发明实施例的侧吹熔炼制备钙镁磷肥的装置的结构进行了具体描述。具体地说，图4是本发明实施例的侧吹熔炼制备钙镁磷肥的装置的结构示意图。 [0102] 在另一个方面，本发明保护一种侧吹熔炼制备钙镁磷肥的装置，如图4 所示，包括依次设置的预处理装置、侧吹冶炼炉、水淬装置、沥水装置、烘干装置以及粉碎装置；预处理装置，包括用于将含磷矿物和含镁硅矿物分别粉碎至粒度为1～5cm且含水量≤5wt％的粉 碎装置和用于将粉碎后的含磷矿物和含镁硅矿物进行混合，形成混料的配料装置；侧吹冶 炼炉用于将入炉原料熔融得到钙镁磷肥熔体。侧吹冶炼炉包括炉体和设置在炉体上的侧吹 喷枪，炉体包括进料口、用于对混料进行高温熔融获得钙镁磷肥熔体的熔池和出料口；进料 口与配料装置的输出口相连接，在炉体的侧壁上设置有侧吹喷枪插孔，侧吹喷枪穿过侧吹 喷枪插孔插入熔池中；侧吹喷枪用于向熔池中喷吹燃料和富氧空气；出料口与水淬装置、沥 水装置、烘干装置以及粉碎装置依次相连。 [0103] 需要说明的是，炉体的顶部设置有进料口，底部设置有出料口。为了进一步地提升熔池内的加热效率，侧吹喷枪的数量可以为两根以上，从炉体侧壁插入熔体中。为了进一步 提升熔融效率，侧吹喷枪可以以熔池的中心为圆心，呈对称分布。也就是说，在熔池的多个 角度伸入多个侧吹喷枪，提高燃烧效率，进而使得熔融更加均匀。水淬装置用于将钙镁磷肥 熔体出炉水淬，获得钙镁磷肥半成品；沥水装置用于将钙镁磷肥半成品经沥水；烘干装置用 于将沥水后的钙镁磷肥半成品进行干燥；粉碎装置用于将干燥后的钙镁磷肥半成品进行粉 碎以及过筛处理，获得钙镁磷肥成品。 [0104] 为了进一步提升本装置的能源利用效率，还包括余热回收装置，余热回收装置用于燃料和富氧空气对混料进行高温熔融过程中，获得的高温烟气进行余热回收；余热回收 装置的热量输出口与烘干装置的输入口相连接。在侧吹冶炼炉的顶部设置有与余热回收装 置相连接的出烟口。还包括除尘装置，除尘装置的输入端与余热回收装置的烟气输出端相 连接；除尘装置包括烟气输出端和烟尘输出端，烟尘输出端与侧吹熔炼炉的进料口相连接。 在具体的实施过程中，除尘装置既可以包括除尘装置还可以包括净化装置，用于对熔炼过 程中产生的高温烟气进行处理。其中，侧吹熔炼炉出烟口与余热回收装置热介质进口相连， 余热回收装置热介质出口与除尘装置相连，除尘装置的气相出口与净化装置相连。进而获 得达到排放标注你的烟气以及返回侧吹冶炼炉的烟尘。 [0105] 下面将对本发明的侧吹熔炼制备钙镁磷肥制备方法的各个实施例进行详细描述。 [0106] 实施例4 [0107] 1.原料准备及配料：对磷矿石、硅石和蛇纹石分别进行预处理至粒径为 1～5cm，含水量均≤5wt％。根据钙镁磷肥成品的成分确定物料配比，将磷矿石、硅石和蛇纹石进行 混料，得到入炉原料。 [0108] 2.侧吹熔炼过程：通过皮带将入炉原料从炉顶加入侧吹熔炼炉中，通过两根侧吹喷枪向熔池中喷吹燃料和氧气体积含量为40％的富氧空气；其中，燃料包括煤气、氢气以及 石油焦；石油焦的粒度小于100μm；利用燃烧放出的热量为熔池提供热量，控制侧吹熔炼炉 内的空气过剩系数为1.0，熔池温度为1400～1500℃，侧吹喷枪自两侧插入熔体内，物料经 过高温熔融后得到钙镁磷肥熔体。 [0109] 3.熔体水淬过程：将钙镁磷肥熔体出炉，在低于40℃的水中进行水淬，得到钙镁磷肥半成品。 [0110] 4.制备钙镁磷肥成品：钙镁磷肥半成品经沥水、干燥，粉碎、过筛处理后，得到钙镁磷肥成品。其中，熔融过程中得到了高温烟气，可以利用高温烟气对所述钙镁磷肥半成品进行干燥，而后烟气再经收尘净化处理，尾气达标后排放。 [0111] 实施例5 [0112] 1.原料准备及配料：对磷矿石、硅石和蛇纹石分别进行预处理至粒径为 1～5cm，含水量均≤5wt％。根据钙镁磷肥成品的成分确定物料配比，将磷矿石、硅石和蛇纹石进行 混料，得到入炉原料。 [0113] 2.侧吹熔炼过程：通过皮带将入炉原料从炉顶加入侧吹熔炼炉中，通过 4根侧吹喷枪向熔池中喷吹燃料和氧气体积含量为60％的富氧空气；其中，燃料包括液化石油气、煤 气、氢气、煤粉和石油焦；煤粉和石油焦的粒度小于 100μm；利用燃烧放出的热量为熔池提供热量，控制侧吹熔炼炉内的空气过剩系数为1.1，熔池温度为1450～1500℃，侧吹喷枪插 入熔体内，物料经过高温熔融后得到钙镁磷肥熔体。其中，4根侧吹喷枪以熔池圆心为中心，呈中心对称分布。 [0114] 3.熔体水淬过程：将钙镁磷肥熔体出炉水淬，得到钙镁磷肥半成品。 [0115] 4.制备钙镁磷肥成品：钙镁磷肥半成品经沥水、干燥，粉碎、过筛处理后，得到钙镁磷肥成品。 [0116] 实施例6 [0117] 1.原料准备及配料：对磷矿石、硅石和蛇纹石分别进行预处理至粒径为1～5cm，含水量均≤5wt％。根据钙镁磷肥成品的成分确定物料配比，将磷矿石、硅石和蛇纹石进行混 料，得到入炉原料。 [0118] 2.侧吹熔炼过程：通过皮带将入炉原料从炉顶加入侧吹熔炼炉中，通过 8根侧吹喷枪向熔池中喷吹燃料和氧气体积含量为90％的富氧空气；其中，其中，燃料包括液化石油 气、煤气和焦粉；焦粉的粒度小于100μm；利用燃烧放出的热量为熔池提供热量，控制侧吹熔炼炉内的空气过剩系数为1.0，熔池温度为1350～1400℃，侧吹喷枪插入熔体内，物料经过 高温熔融后得到钙镁磷肥熔体。其中，8根侧吹喷枪每两个一组，4组侧吹喷枪以熔池圆心为 中心，呈中心对称分布。 [0119] 3.熔体水淬过程：将钙镁磷肥熔体出炉水淬，得到钙镁磷肥半成品。 [0120] 4.制备钙镁磷肥成品：钙镁磷肥半成品经沥水、干燥，粉碎、过筛处理后，得到钙镁磷肥成品。 [0121] 综上，本发明的侧吹熔炼制备钙镁磷肥的方法以及装置一方面取消焦炭的使用，且燃料可选择的范围广，喷枪可以使用粉煤、炭粉、油和天然气，燃烧调节比大；工艺流程 短，且减少了环境污染；另一方面，通过侧吹喷枪将燃料及富氧空气喷入熔池中，浸没式火 焰直接加热熔池，提高传热效率；燃烧产物气体在逸出熔池的过程中，可对熔池进行扰动， 加快了脱氟过程的进行；侧吹喷枪可有效加热熔池，缩短开炉时间；并且，通过调整燃料与 富氧气体的喷入量可灵活调整熔池温度。具有原材料性价比高，环境污染小，节约能源，市 场竞争力强，适合在钙镁磷肥制备领域进行大面积推广的技术效果。 [0122] 图5对本发明实施例的两步法熔炼制备钙镁磷肥的方法的原理进行了具体描述。具体地说，图5是本发明实施例的两步法熔炼制备钙镁磷肥的方法的原理示意图。 [0123] 如图5所示，本发明的一种两步法熔炼制备钙镁磷肥的方法，包括以下步骤：将含磷矿物和含镁硅矿物分别进行预处理后混合，形成混料；其中，预处理的标准为粒度为1～ 5cm，含水量≤5wt％；其中，含磷矿物为磷矿石和 /或磷尾矿；含镁硅矿物可为硅石、蛇纹 石、白云石、橄榄石中的一种或多种。 [0124] 将混料加入侧吹熔炼炉的熔池中，通过侧吹熔炼炉的侧吹喷枪向熔池中喷吹燃料和空气，通过燃料和富氧空气地燃烧对混料进行高温熔融，获得钙镁磷肥液态熔渣以及镍 磷铁；其中，在通过燃料和空气地燃烧对混料进行高温熔融，获得钙镁磷肥液态熔渣的步骤 中，获得的高温烟气；对高温烟气进行余热回收，并利用回收的余热进行钙镁磷肥半成品的 干燥。高温烟气进行余热回收后，利用除尘装置进行除尘获得除尘后的烟气以及烟尘；将烟 尘返回侧吹熔炼炉中进行冶炼。其中，熔池温度为1150～1350℃； [0125] 将所述钙镁磷肥液态熔渣送入电热炉中，在温度1350～1500℃下充分熔融，获得钙镁磷肥熔体以及镍磷铁；具体地说，将钙镁磷肥液态熔渣通过热轧溜槽或渣包送入电热 炉中，在1350～1500℃下充分熔融并过热后，得到钙镁磷肥熔体以及副产镍磷铁；其中，钙 镁磷肥熔体自电热炉出料口放出，而镍磷铁由出铁口流出；其中，在电热炉进行高温熔融， 获得钙镁磷肥熔体的步骤中，也会产生高温烟气；对高温烟气也要进行余热回收，并利用回 收的余热进行钙镁磷肥半成品的干燥。高温烟气进行余热回收后，利用除尘装置进行除尘 获得符合排放标准的烟气以及烟尘；将烟尘返回侧吹熔炼炉中进行冶炼。 [0126] 将钙镁磷肥熔体出炉水淬，获得钙镁磷肥半成品；将钙镁磷肥半成品经沥水、干燥、粉碎以及过筛处理，获得钙镁磷肥成品；将镍磷铁加工成金属镍。 [0127] 需要说明的是，燃料与富氧空气通过侧吹喷枪喷入熔池中，燃料包括天然气、液化石油气、煤气、生物质气、氢气等气体燃料或煤粉、焦粉、石油焦等固体燃料中的一种或多 种；其中，为避免熔炼过程中，磷矿石被还原，而造成磷的挥发；将侧吹熔炼炉内的空气过剩系数控制在1.0～1.1，使燃烧产物气氛呈氧化性，进而提高钙镁磷肥成品中的有效磷含量。 固体燃料粒度小于100μm；富氧空气中氧气的体积含量为40％～90％；燃料浸没式燃烧火焰 直接接触熔池，可以加快混料熔化。另外，混料在熔融过程中，随着炉温的升高，在二氧化硅和燃烧产物含有水蒸气的条件下，有SiF4和HF产生并挥发。 [0128] 2Ca5 F(PO4)3+SiO2＝3Ca3(PO4)2+1/2Ca2SiO4+1/2SiF4 [0129] 2Ca5 F(PO4)3+SiO2+H2O＝3Ca3(PO4)2+CaSiO3+2HF [0130] 燃烧产物中的气体可对熔池进行扰动，加快氟化物的挥发，因此相对于高炉法及具有电炉法制备钙镁磷肥，该方法具有良好的脱氟条件，从而提高钙镁磷肥成品的质量。 [0131] 也就是说，将混料首先经过侧吹熔炼炉在1150～1350℃温度下进行预熔。然后，经过电热炉在1350～1500℃温度下进行充分熔融，得到钙镁磷肥熔体。在熔融过程中，少量磷 矿石带入的铁氧化物和蛇纹石中镍氧化物将被电极还原，此外在电极的作用下，少量磷将 被还原。生成的镍与被还原的铁和磷形成镍磷铁沉入炉底，可定期排出，作为炼镍原料使 用。 [0132] Fe2O3+3C＝2Fe+3CO [0133] NiO+CO＝Ni+CO2 [0134] Ca3(PO4)2+5C+2SiO2＝3CaSiO3+P2+5CO [0135] 通过上述方法，获得钙镁磷肥成品中P2O5的质量百分比为12％～20％， MgO的质量百分比为8～18％，SiO2的质量百分比为25～35％，CaO的质量百分比为25～40％。熔炼过程 中得到了高温烟气，高温烟气进入余热回收装置中回收热量，利用回收的热量对钙镁磷肥 半成品进行干燥，而后烟气经除尘装置除尘，除尘后的烟气经净化装置处理，除去烟气中的 氟化物等有害气体，尾气达标排放，烟尘返回侧吹熔炼炉中进行冶炼。 [0136] 图6对本发明实施例的熔炼制备钙镁磷肥的装置的结构进行了具体描述。具体地说，图6是本发明实施例的熔炼制备钙镁磷肥的装置的结构示意图。 [0137] 在另一个方面，本发明保护一种两步法熔炼制备钙镁磷肥的装置，如图6 所示，包括依次设置的预处理装置、侧吹熔炼炉、电热炉、水淬装置、沥水装置、烘干装置以及粉碎装置；预处理装置，包括用于将含磷矿物和含镁硅矿物分别粉碎至粒度为1～5cm且含水量≤ 5wt％的粉碎装置和用于将粉碎后的含磷矿物和含镁硅矿物进行混合，形成混料的配料装 置；侧吹融炼炉用于将入炉原料熔融得到钙镁磷肥液态熔渣。侧吹熔炼炉包括炉体和设置 在炉体上的侧吹喷枪，炉体包括进料口、用于对混料进行高温熔融获得钙镁磷肥液态熔渣 的熔池和出料口；进料口与配料装置的输出口相连接，在炉体的侧壁上设置有侧吹喷枪插 孔，侧吹喷枪穿过侧吹喷枪插孔插入熔池中；侧吹喷枪用于向熔池中喷吹燃料和空气；电热 炉的进料口与侧吹熔炼炉的出料口相连接；电热炉的出料口与水淬装置、沥水装置、烘干装 置以及粉碎装置依次相连；需要说明的是，炉体的顶部设置有进料口，底部设置有出料口。 为了进一步地提升熔池内的加热效率，侧吹喷枪的数量可以为两根以上，从炉体侧壁插入 熔体中。为了进一步提升熔融效率，侧吹喷枪可以以熔池的中心为圆心，呈对称分布。也就 是说，在熔池的多个角度伸入多个侧吹喷枪，提高燃烧效率，进而使得熔融更加均匀。 [0138] 具体地说，电热炉包括电极、电热炉进料口、电热炉出料口、出铁口和电热炉出烟口；侧吹熔炼炉出料口与电热炉进料口通过溜槽或渣包转运装置连通。水淬装置用于将钙 镁磷肥熔体出炉水淬，获得钙镁磷肥半成品；沥水装置用于将钙镁磷肥半成品经沥水；烘干 装置用于将沥水后的钙镁磷肥半成品进行干燥；粉碎装置用于将干燥后的钙镁磷肥半成品 进行粉碎以及过筛处理，获得钙镁磷肥成品。 [0139] 为了进一步提升本装置的能源利用效率，还包括用于对熔融过程中产生的高温烟气进行余热回收的余热回收装置；余热回收装置的热介质入口与侧吹熔炼炉出烟口、电热 炉出烟口相连接；余热回收装置的热量输出口与所述烘干装置的输入口相连接。在侧吹熔 炼炉的顶部设置有与余热回收装置相连接的出烟口。还包括除尘装置，除尘装置的输入端 与余热回收装置的烟气输出端相连接；除尘装置包括烟气输出端和烟尘输出端，烟尘输出 端与侧吹熔炼炉的进料口相连接。在具体的实施过程中，除尘装置既可以包括除尘装置还 可以包括净化装置，用于对熔炼过程中产生的高温烟气进行处理。其中，侧吹熔炼炉出烟口 与余热回收装置热介质进口相连，余热回收装置热介质出口与除尘装置相连，除尘装置的 气相出口与净化装置相连。进而获得达到排放标注你的烟气以及返回侧吹熔炼炉的烟尘。 [0140] 下面将对本发明的两步法熔炼制备钙镁磷肥的方法的各个实施例进行详细描述。 [0141] 实施例7 [0142] 1.原料准备及配料：对磷矿石、硅石和蛇纹石分别进行预处理至粒径为 1～5cm，含水量均≤5wt％。根据钙镁磷肥成品的成分确定物料配比，将磷矿石、硅石和蛇纹石进行 混料，得到入炉原料。 [0143] 2.侧吹预熔炼过程：通过皮带将入炉原料从炉顶加入侧吹熔炼炉中，通过两根侧吹喷枪向熔池中喷吹燃料和氧气体积含量为40％的富氧空气；其中，燃料包括煤气、氢气以 及石油焦；石油焦的粒度小于100μm；利用燃烧放出的热量为熔池提供热量，控制侧吹熔炼 炉内的空气过剩系数为1.0，熔池温度为1150～1350℃，侧吹喷枪自两侧插入熔体内，物料 经过高温熔融后得到钙镁磷肥液态熔渣以及镍磷铁。 [0144] 3.电热炉熔炼过程：将钙镁磷肥液态熔渣送入电热炉中，在1350～1500℃温度下充分熔融并过热后，获得钙镁磷肥熔体； [0145] 4.熔体水淬过程：将钙镁磷肥熔体出炉，在低于40℃的水中进行水淬，得到钙镁磷肥半成品。 [0146] 5.制备钙镁磷肥成品：钙镁磷肥半成品经沥水、干燥，粉碎、过筛处理后，得到钙镁磷肥成品。将副产镍磷铁经浇铸成型，用于进一步加工成金属镍。其中，熔融过程中得到了高温烟气，可以利用高温烟气对所述钙镁磷肥半成品进行干燥，而后烟气再经收尘净化处 理，尾气达标后排放。 [0147] 钙镁磷肥成品中P2O5的质量百分比为19％，MgO的质量百分比为13％， SiO2的质量百分比为28％，CaO的质量百分比为37％。 [0148] 实施例8 [0149] 1.原料准备及配料：对磷矿石、硅石和蛇纹石分别进行预处理至粒径为 1～5cm，含水量均≤5wt％。根据钙镁磷肥成品的成分确定物料配比，将磷矿石、硅石和蛇纹石进行 混料，得到入炉原料。 [0150] 2.侧吹熔炼过程：通过皮带将入炉原料从炉顶加入侧吹熔炼炉中，通过 4根侧吹喷枪向熔池中喷吹燃料和氧气体积含量为60％的富氧空气；其中，燃料包括液化石油气、煤 气、氢气、煤粉和石油焦；煤粉和石油焦的粒度小于 100μm；利用燃烧放出的热量为熔池提供热量，控制侧吹熔炼炉内的空气过剩系数为1.1，熔池温度为1450～1500℃，侧吹喷枪插 入熔体内，物料经过高温熔融后得到钙镁磷肥液态熔渣以及镍磷铁。其中，4根侧吹喷枪以 熔池圆心为中心，呈中心对称分布。 [0151] 3.电热炉熔炼过程：将钙镁磷肥液态熔渣送入电热炉中，在1350～1500℃温度下充分熔融并过热后，获得钙镁磷肥熔体； [0152] 4.熔体水淬过程：将钙镁磷肥熔体出炉，在低于40℃的水中进行水淬，得到钙镁磷肥半成品。 [0153] 5.制备钙镁磷肥成品：钙镁磷肥半成品经沥水、干燥，粉碎、过筛处理后，得到钙镁磷肥成品。将副产镍磷铁经浇铸成型，用于进一步加工成金属镍。钙镁磷肥成品中P2O5的质量百分比为13％，MgO的质量百分比为18％， SiO2的质量百分比为29％，CaO的质量百分比 为38％。 [0154] 实施例9 [0155] 1.原料准备及配料：对磷矿石、硅石和蛇纹石分别进行预处理至粒径为 1～5cm，含水量均≤5wt％。根据钙镁磷肥成品的成分确定物料配比，将磷矿石、硅石和蛇纹石进行 混料，得到入炉原料。 [0156] 2.侧吹熔炼过程：通过皮带将入炉原料从炉顶加入侧吹熔炼炉中，通过 8根侧吹喷枪向熔池中喷吹燃料和氧气体积含量为90％的富氧空气；其中，其中，燃料包括液化石油 气、煤气和焦粉；焦粉的粒度小于100μm；利用燃烧放出的热量为熔池提供热量，控制侧吹熔炼炉内的空气过剩系数为1.0，熔池温度为1350～1400℃，侧吹喷枪插入熔体内，物料经过 高温熔融后得到钙镁磷肥液态熔渣以及镍磷铁。其中，8根侧吹喷枪每两个一组，4组侧吹喷 枪以熔池圆心为中心，呈中心对称分布。 [0157] 3.电热炉熔炼过程：将钙镁磷肥液态熔渣送入电热炉中，在1350～1500℃温度下充分熔融并过热后，获得钙镁磷肥熔体； [0158] 4.熔体水淬过程：将钙镁磷肥熔体出炉，在低于40℃的水中进行水淬，得到钙镁磷肥半成品。 [0159] 5.制备钙镁磷肥成品：钙镁磷肥半成品经沥水、干燥，粉碎、过筛处理后，得到钙镁磷肥成品。将副产镍磷铁经浇铸成型，用于进一步加工成金属镍。其中，钙镁磷肥成品中P2O5的质量百分比为17％，MgO的质量百分比为 17％，SiO2的质量百分比为29％，CaO的质量百分比为35％。 [0160] 本发明的两步法熔炼制备钙镁磷肥的方法以及装置一方面取消焦炭的使用，且燃料可选择的范围广，喷枪可以使用粉煤、炭粉、油和天然气，燃烧调节比大；工艺流程短，且减少了环境污染；另一方面，通过侧吹喷枪将燃料及富氧空气喷入熔池中，浸没式火焰直接 加热熔池，提高传热效率；燃烧产物气体在逸出熔池的过程中，可对熔池进行扰动，加快了 脱氟过程的进行；侧吹喷枪可有效加热熔池，缩短开炉时间；通过调整燃料与富氧气体的喷 入量可灵活调整熔池温度。并且，通过侧吹熔炼炉的与熔融结合电热炉的充分熔融，进一步 提高了钙镁磷肥的制备效率；具有原材料性价比高，环境污染小，节约能源，市场竞争力强，适合在钙镁磷肥制备领域进行大面积推广的技术效果。 [0161] 综上，本发明的熔炼制备钙镁磷肥的方法包括顶吹熔炼制备钙镁磷肥的方法，侧吹熔炼制备钙镁磷肥的方法以及两步法熔炼制备钙镁磷肥的方法；具有环境污染小，生产 成本低，生产效率高的特点，适合在钙镁磷肥生产领域进行大面积推广。 |
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