含聚磷酸盐氮磷复合肥及其制备方法转让专利
申请号 : CN201610905119.2
文献号 : CN107954749B
文献日 : 2021-03-30
发明人 : 范素民 , 任光耀 , 方进
申请人 : 贵州芭田生态工程有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种含聚磷酸盐氮磷复合肥的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:将磷矿石采用硝酸溶液酸解处理,后进行固液分离处理,除去部分酸不溶物,收集酸解液;
将所述酸解液进行冷冻结晶处理,除去四水硝酸钙结晶沉淀,收集结晶母液;
将所述结晶母液进行沉降处理,再次分离酸不溶物,获得沉降母液;
将所述沉降母液蒸发浓缩处理,后通入氨进行中和反应,获得中和料浆;
将所述中和料浆进行聚合反应处理;
所述蒸发浓缩处理包括预热浓缩阶段和蒸发浓缩阶段,且浓缩处理阶段温度小于175℃。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:将所述四水硝酸钙经初滤、精滤、中和、蒸发浓缩、高塔造粒制备硝酸铵钙产品。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:在所述沉降处理的过程中,按磷矿总量的向结晶母液中添加有絮凝剂,所述絮凝剂总重量为磷矿粉总重量的0.05%~0.7%。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述蒸发浓缩处理包括预热浓缩阶段和蒸发浓缩阶段以及汽液分离阶段,其中,所述预热浓缩阶段的工作温度为120℃~135℃,环境气压为0.6~2.0MPa;所述蒸发浓缩阶段的工作温度为135℃~175℃,环境气压2.0~
2.2MPa。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:所述汽液分离阶段分离的蒸汽中含有挥发的28~40%的硝酸,将所述蒸汽引入所述酸解处理中进行重复利用。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法,其特征在于:所述汽液分离阶段的工作温度为
165-175℃。
7.根据权利要求1-5任一所述的制备方法,其特征在于:所述冷冻结晶处理的冷冻温度为-10℃~10℃;和/或
所述中和料浆pH值为5.5-7;和/或所述硝酸溶液的体积浓度为50%-68%;和/或所述聚合反应处理是将中和料浆于170-200℃温度下进行热处理。
8.根据权利要求1-5任一所述的制备方法,其特征在于:还包括向所述聚合反应处理所得的聚合料浆中加入氮肥、磷肥、钾肥、辅料中的至少一种的步骤。
9.一种含聚磷酸盐氮磷复合肥,其由权利要求1-8任一所述的制备方法制备获得。
10.根据权利要求9所述氮磷复合肥,其特征在于:所述氮磷复合肥中的多聚磷酸盐含量不低于5%,且15%≤N≤27%,10%≤有效P2O5≤35%,0%≤有效K2O≤18%。
说明书 :
含聚磷酸盐氮磷复合肥及其制备方法
技术领域
背景技术
是天脊牌硝酸磷肥生产装置,工艺路线先进,肥料品种良好,农用效果明显,在国民经济中
发挥着重要作用。从当前化肥销售价格情况看,硝酸磷肥单位养分的售价在各种复合肥中
是最低的,具有很强的竞争优势。
磷肥中的氮磷比高,如2:1。
土壤中不被植物直接吸收,而是逐步水解成正磷酸盐被植物利用,因此,含聚磷酸盐的肥料
是一种缓控释肥料,可提高磷酸盐的有效率。但是,当前生产的硝酸磷肥聚磷酸盐的含量
低,如5%以下。因此,当前含聚磷酸盐复合肥产品多为添加剂形式单独添加制得。
型磷块岩,如果按照其工艺利用国内沉积岩型磷块岩生产硝酸磷肥,则会由于沉积岩磷矿
岩含镁等矿物质高,料浆粘稠,堵塞管道,无法生产合格的硝酸磷肥产品,而且按照其工艺,
更无法生产含聚磷酸复合肥产品。
产品,而且引入硫酸和硫酸铵深度除钙,会有硫酸钙废渣(磷石膏)生成。另外,其也是先中
和后蒸发浓缩,这样,蒸发浓缩工序时造成料浆粘稠,需通过添加硝酸铵调节氮磷比,使料
浆粘稠度降低后再蒸发浓缩,蒸发浓缩后再去造粒。而且该天脊煤化工集团股份有限公司
生产的硝酸磷肥成品水不溶物含量在2.5%左右,易造成滴管、喷灌的管道底部沉积,造成
喷嘴堵塞。
操作,否则无法生产硝酸磷肥产品,而且已经生产出的硝酸磷肥产品多聚磷酸盐(多磷酸
盐)含量低,均在5%以下。
发明内容
不溶物含量高、且聚磷酸盐含量低的技术问题。
产品,使国内磷矿的可利用率大大得到提升,而且使得浓缩处理阶段温度小于175℃不会造
成硝酸磷肥中和料浆粘稠,也不会造成管道的堵塞;
可稳定在10%~20%,最高聚合率可达到40%,从而使得制备的氮磷复合肥中的多磷酸盐
含量高,而且制备的氮磷复合肥磷含量高,还保留了磷矿原料中所含的有镁、硅、稀土、有机
质等有益元素。
行施肥(坑施、撒施、穴施、喷灌、滴灌等),有效解决了现有冷冻法硝酸磷肥工艺中水不溶物
含量偏高的难题。
附图说明
具体实施方式
本发明,并不用于限定本发明。
本文的所述专利、专利申请、公布的专利申请和其他出版物中陈述的定义相反或其他方面
不一致,此部分中列出的定义优先于通过引用纳入本文中的定义。
其包括如下步骤:
岩型磷块岩作为磷矿原料。
酸溶液的体积浓度控制为50%-68%。
分离,滤渣送至生产土壤调理剂,收集滤液即是酸解液。另外,应当理解的是,本步骤中的硝
酸含量是足量的,酸解时间也是充足的。
析出。在一实施例中,所述冷冻结晶处理是直接将酸解液于-10℃~10℃的冷冻温度下进行
结晶处理。通过对冷冻温度的控制,获得相对纯度的四水硝酸钙结晶。在具体实施例中,该
四水硝酸钙结晶也可以通过双转鼓过滤机对四水硝酸钙结晶分离,分离出的四水硝酸钙可
以送至钙肥车间生产成全溶性钙肥产品。
品。在具体实施例中,利用熟石灰、氢氧化镁、氨气中和粗硝酸钙溶液中部分游离酸,经板框
压滤机过滤,去除粗硝酸钙溶液中固体杂质,通氨气或稀硝酸调整溶液钙氮比为5:1,PH至
6.0~7.5,送至高塔塔顶,经蒸发浓缩,硝酸钙浓度达到80~84%,通过高塔旋转喷头喷洒,
利用硝酸铵钙筛分后的小返料送至喷头底部作为铵钙晶种造粒,制得颗粒圆润的硝酸铵钙
肥料产品。
只要是能够实现固液分离的方式。
时间应当是充足的,如至少为1小时,优选为1-3小时。在另一实施例中,在沉降处理的过程
中,还向所述结晶母液中添加有絮凝剂,在具体实施例中,该絮凝剂添加量满足:所述絮凝
剂总重量为磷矿粉总重量的0.05-0.7%;在另一具体实施例中,所述絮凝剂选用有机絮凝
剂(如但不仅仅为聚丙烯酰胺)、无机絮凝剂(如但不仅仅为聚合氯化铝铁)中的至少一种。
通过添加该类型或/和含量的絮凝剂,使得分散于结晶母液中的酸不溶物集聚而沉降,提高
酸不溶物沉降速率和效果。另外,当额外添加絮凝剂时,沉降处理的时间也应当是充分的。
浓缩阶段的温度或进一步对气压的控制实现对滤液进行预加热,以便于蒸发浓缩阶段滤液
的蒸发。在具体实施例中,该预热浓缩阶段可以采用预反应器进行加热处理,如利用蒸发器
给料泵将沉降母液从磷肥蒸发器给料槽中输送到硝酸磷肥预热器中进行预热浓缩处理。
发浓缩阶段的温度或进一步对气压的控制实现对经预热浓缩阶段的滤液进行蒸发浓缩,实
现滤液的蒸发浓缩。在具体实施例中,该蒸发浓缩阶段可以采用蒸发器进行加热蒸发处理。
另外,在该浓缩处理的过程中,沉降母液由于受热的原因,其自身会发生聚合反应,生成一
定含量的聚磷酸盐。
缩处理所产生的蒸汽和液体进行分离。在具体实施例中,所述汽液分离的工作温度控制为
160-175℃。该汽液分离可以采用蒸发分离装置进行,沉降母液经硝酸磷肥蒸发器分离器装
置汽气液分离,汽相可以被回收。由于硝酸的挥发性,因此,在汽相中含有硝酸,如含有体积
浓度为28-40%的稀硝酸溶液。该回收的硝酸溶液可以被再次引入所述酸解处理中进行重
复利用。具体地,该回收的硝酸溶液可以与50-68%的硝酸溶液混合重新对磷矿活化进行酸
解处理。经蒸发浓缩处理后的浓缩料浆的重量浓度大于等于95%。
后的中和浓缩液pH值在5.5-7。通过该中和反应,使得最终获得的磷含量高,且能够直接用
于庄稼的施肥。
磷复合肥中聚磷酸盐的含量。在一实施例中,该聚合反应是将中和料浆于170~200℃温度
条件下进行反应,使磷酸根发生聚合生成聚磷酸盐,进一步使磷酸根聚合为多聚磷酸根,使
得最终的含聚磷酸盐氮磷复合肥所含的多聚磷酸盐含量不低于5%。其中,该聚合反应的时
间应该理解是充分的,如在具体实施例中,该聚合反应的时间为1.5~3.0小时。另外,在该
聚合反应处理阶段和浓缩处理阶段,浆料中均发生聚合反应,在有效提高浆料聚合率的同
时,也解决了因浓缩阶段料浆粘稠堵管道的问题。
可以值得氮磷钾肥即是NPK材料,此时,在一实施例中,测得所得的氮磷复合肥中,15%≤N
≤27%,10%≤有效P2O5≤35%,优选15%≤有效P2O5≤35%,0%≤有效K2O≤18%。
提升,避免了管道堵塞现象发生。另外,浆料的聚合效果好,如聚合率可稳定在10%~20%,
最高聚合率可达到40%,从而使得制备的氮磷复合肥中的多磷酸盐和磷含量高,不低于
5%,还保留了磷矿原料中所含的有镁、硅、稀土、有机质等有益元素,而且水不溶物含量低,
如水不溶物含量在1.2%以下。另一方面,本发明实施例制备方法各步骤工艺条件易控制,
制备的氮磷复合肥性能稳定,而且还能对余量硝酸进行回收利用,因此,该方法工艺节约了
能耗,降低了成本,而且适合工业化生产。
例含聚磷酸盐氮磷复合肥的制备方法制备获得。经测定,在本发明实施例含聚磷酸盐氮磷
复合肥中,15%≤N≤27%,10%≤有效P2O5≤56%。另外,测得最终的含聚磷酸盐氮磷复合
肥所含的多聚磷酸盐含量不低于5%。。当在上文所述方法的定型处理过程中加入农作物所
需的大量元素如氮肥、磷肥、钾肥,或磷肥、钾肥和复合肥辅料,或进一步补加部分农作物需
要的中微量元素制备的复合肥中,15%≤N≤27%,10%≤有效P2O5≤35%,0%≤有效K2O≤
18%。而且本发明实施例含聚磷酸盐氮磷复合肥将磷矿中部分镁、硅、稀土、有机质等有益
元素保留至氮磷复合肥产品中。在一实施例中,本发明实施例氮磷复合肥可以以颗粒型出
现,也可以以粉粒型剂型出现。具体可以根据市场需求进行选择剂型。
剂生产土壤调理剂产品;
生产成全溶性钙肥产品;分离后母液送至沉降工序;其中,生产成全溶性钙肥产品方法如
下:
通氨气或稀硝酸调整溶液钙氮比为5:1,PH至7.0,送至高塔塔顶,经蒸发浓缩,硝酸钙浓度
达到80~84%,通过高塔旋转喷头喷洒,利用硝酸铵钙筛分后的小返料送至喷头底部作为
铵钙晶种造粒,制得颗粒圆润的硝酸铵钙肥料(5Ca(NO3)2,NH4NO3.10H2O)产品。
行预热浓缩后送至NP蒸发器进行蒸发浓缩,其中,预热浓缩阶段的工作温度为130℃,环境
气压为0.6MPa;蒸发器工作温度为160℃,环境气压2.0MPa;经NP蒸发器进行蒸发浓缩后的
滤液送入蒸发分离装置,工作温度165℃;经硝酸磷肥蒸发器分离器装置气液分离,液相(大
于等于95%料浆)流至中和反应槽,气相回收50-68%的稀硝酸溶液被送至酸解工序,50-
68%的稀硝酸和50-60%的硝酸溶液混合重新对磷矿粉活化;
剂生产土壤调理剂产品;
生产成全溶性钙肥产品,收集结晶母液;
行预热浓缩后送至NP蒸发器进行蒸发浓缩,其中,预热浓缩阶段的工作温度为120℃,环境
气压为2.0MPa;蒸发器工作温度为175℃,环境气压2.2MPa;经NP蒸发器进行蒸发浓缩后的
滤液送入蒸发分离装置,工作温度175℃;经硝酸磷肥蒸发器分离器装置气液分离,液相(大
于95%料浆)流至中和反应槽,气相回收28-40%的稀硝酸溶液被送至酸解工序,28-40%的
稀硝酸和50-60%的硝酸溶液混合重新对磷矿粉活化;
剂生产土壤调理剂产品;
车间生产成全溶性钙肥产品,收集结晶母液;
行预热浓缩后送至NP蒸发器进行蒸发浓缩,其中,预热浓缩阶段的工作温度为130℃,环境
气压为1.0MPa;蒸发器工作温度为160℃,环境气压2.1MPa;经NP蒸发器进行蒸发浓缩后的
滤液送入蒸发分离装置,工作温度175℃;经硝酸磷肥蒸发器分离器装置气液分离,液相(大
于95%料浆)流至中和反应槽,气相回收30%的稀硝酸溶液被送至酸解工序,30%的稀硝酸
和50-60%的硝酸溶液混合重新对磷矿粉活化;
磷肥的成品颗粒进行如下表1中相关成分测定,测得结果如下表1所述。