一种配制梨子专用肥并副产磷酸二氢钾的方法技术

本发明专利技术涉及化工技术领域，公开了一种配制梨子专用肥并副产磷酸二氢钾的方法，通过对梨子所需的营养元素进行分析，采用磷酸与碳酰胺反应制备中间体，再用中间体与碱性钾反应制备磷酸二氢钾，通过控制磷酸二氢钾结晶过程滤液的养分含量比，向分离磷酸二氢钾的滤液中加入中微量元素化合物来制备梨子专用肥。不仅通过分析梨子生长过程中所需的营养元素的比值，配制出梨子专用肥提高梨子的产量，而且制备的磷酸二氢钾的纯度较高，且成本相对较低。

【技术实现步骤摘要】
一种配制梨子专用肥并副产磷酸二氢钾的方法
本专利技术涉及化工
，尤其是涉及一种配制梨子专用肥并副产磷酸二氢钾的方法。
技术介绍
梨是一种水果的名称，落叶乔木。我国的梨属植物中心发源地之一，亚洲梨属的梨大都源于亚洲东部，日本和朝鲜也是亚洲梨的原始产地；国内栽培的白梨(酥梨)、砂梨、秋子梨都原产于我国。梨子具有清肺养肺的作用。多吃梨的人远比不吃或少吃梨的人感冒机率要低，所以有科学家和医师把梨称为“全方位的健康水果”或“全科医生”。由于现在空气污染比较严重，梨可改善呼吸系统和肺功能，有润肺的功效，可以降低肺部受空气中的灰尘和烟尘的影响。梨含有大量蛋白质、脂肪、钙、磷、铁和葡萄糖、果糖、苹果酸、胡萝卜素及多种维生素。梨还是治疗疾病的良药，民间常用冰糖蒸梨治疗喘咳，“梨膏糖”更是闻名中外。梨还有降血压、清热镇凉的作用，所以高血压及心脏病患者食梨大有益处。此外，梨皮和梨叶、花、根也均可入药，有润肺、消痰、清热、解毒等功效。梨子在培育过程中，要吸收大量的氮、磷、钾以及中微量元素化合物，以金花梨为例，每生产100kg金花梨，需从土壤中吸收氮0.6kg、磷0.33kg以及钾0.56kg。目前，给梨树施用的化肥为氮素肥料，该肥料中氮、磷、钾的比值不符合梨生长时需要从土壤中吸收的比值，因而不仅施肥成本高，而且部分肥料会继续留在土壤中，对土壤带来污染。申请号为201110438320.1公开了“梨树专用增强肥”,该肥料是通过将尿素、硫酸铵、过磷酸钾、硝酸钾、硫酸钾以及添加剂混合而成，该种肥料营养元素齐全，但是该种肥料的只有50％左右能被梨树吸收，导致肥料残留在土壤中，对土壤造成污染。磷酸二氢钾能够应用工业、农业等领域，具有广泛的用途。如在工业方面主要作为化工原材料的生产，在农业方面主要用于饲料和化肥的添加，除此之外，磷酸二氢钾还可以用于食品添加作为原料，改善食品口感和质量，为人体补充钾元素等中微量元素。目前对于磷酸二氢钾产品的生产方法主要有中和法、萃取法、离子交换法、复分解法、结晶法以及电解法等，中和法生产磷酸二氢钾中和法的特点是工艺流程短，技术成熟，设备少，产品质量高，能耗低，投资少。该法以热法磷酸和钾碱为原料，生产成本高，难以在农业上应用，主要用于生产食品、医药和工业级的磷酸二氢钾。溶剂萃取法成为精制磷酸最有效的方法之一，用湿法磷酸制取提供了方便。采用有机溶剂萃取法，可选择性地对进行萃取，可排除粗磷酸中的离子型杂质，制取的磷酸二氢钾产品质量高，能耗低，但磷酸回收率低，有机溶剂价格昂贵，对环境有污染。离子交法可用氨中和湿法磷酸除去大部分杂质得到较纯磷酸二氢铵溶液作为离子交换的原料，同时用较廉价的氯化钾代替中和法所用的氢氧化钾，与中和法相比生产成本有较大下降，但该法的蒸发量太大成品需要蒸发水，能耗过高，且树脂价格昂贵，一次性投资较大。另外，每生产磷酸二氢钾要副产的氯化铵稀溶液，产量大时后处理很麻烦；复分解法主要是采用磷酸与碳酸钠反应制备磷酸二氢钠后再与氯化钾反应生成磷酸二氢钾的工艺流程。该法的特点是生产设备简单，反应条件平和，操作方便，没有污染，质量可靠，但该法的产品质量不如中和法，会含有少量氯化钠。结晶后的母液中回收氯化钠耗能高，价值低。以上技术的改进依然存在着较大问题和困难，其工艺条件控制不好，则会在反应中生成其他其他产品，如磷酸二氢钾在水中容易水解生成磷酸一氢钾，导致磷酸二氢钾的收率较低，同时，整个生产工艺中还会有大量的废旧物质排放，难以解决污染物的零排放问题；并且，磷酸二氢钾产品在结晶析出的过程中也难以完全析出，而是始终处于饱和状态的饱和溶液，继而使得磷酸二氢钾在溶液中含量较大，如果深度结晶析出，则获得的磷酸二氢钾产品的纯度较差，影响磷酸二氢钾产品的质量。通过对磷酸二氢钾作为肥料的性质进行研究与探讨，并结合大量的报道来看，磷酸二氢钾具有能够被植物吸收达到98％以上的性质，而据报道普通的磷肥被作物吸收利用率仅能达到10-25％，普通钾肥仅能被作物吸收利用45-60％，尿素、碳铵等氮肥仅能被作物吸收利用20-46％；由此可见，磷酸二氢钾被作物吸收利用率明显高于普通的氮磷钾肥。有研究者在制备硫酸二氢钾的过程中联产其他化肥的方法，例如，如专利号为200710048214.6公开的“一种磷酸二氢钾、硫基专用肥和聚合氯化铝的联产方法”，其生产磷酸二氢钾过程中生产硫基专用肥和聚合氯化铝，改善了湿法磷酸制备磷酸二氢钾产品过程中杂质的影响问题，提高了经济效益。但却没有看到有任何关于将专用肥制备过程中针对作物的需求而进行元素搭配，并制作成化合态的专用肥的技术方案存在。在制备磷酸二氢钾产品的过程中，磷酸二氢钾结晶析出不完全会造成的大量的磷酸二氢钾的浪费，磷酸二氢钾结晶过度又会给磷酸二氢钾产品带入大量杂质，继而使得磷酸二氢钾产品的纯度较低。通过在网上进行检索，尚无解决该技术问题的专利文献或者报道。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种配制梨子专用肥并副产磷酸二氢钾的方法，以解决目前在培育梨子过程中，给梨树施用的化肥为氮素肥料，该肥料中氮、磷、钾的比值不符合梨生长时需要从土壤中吸收的比值，因而不仅施肥成本高，而且部分肥料会继续留在土壤中，对土壤带来污染。同时解决在制备磷酸二氢钾产品的过程中，磷酸二氢钾结晶析出不完全会造成的大量的磷酸二氢钾的浪费，磷酸二氢钾结晶过度又会给磷酸二氢钾产品带入大量杂质，继而使得磷酸二氢钾产品的纯度较低的技术问题。本专利技术通过以下技术方案解决上述技术问题：一种配制梨子专用肥并副产磷酸二氢钾的方法，包括以下步骤：(1)原料混合反应：将磷酸与碳酰胺以摩尔比为(1.1-1.3)：1加到反应釜中混合，然后以5℃/min的升温速度将两混合物的温度升高到100-120℃，搅拌反应100-120min，然后将温度冷却至35-45℃，再离心分离得中间体；(2)制备磷酸二氢钾：将步骤(1)中获得的中间体与碱性钾盐以摩尔比为1：(1.1-1.3)在反应釜中混合反应，以搅拌速度为200-250r/min搅拌反应40-60min，并调节反应的pH值为8.5-9.5，反应结束后，获得含氮磷钾的料浆，将该料浆置于冷却结晶器中循环结晶处理，同时检测分析滤液，当滤液中氮、磷、钾的摩尔比为(4-4.5)：(1-1.2)：(1.3-1.6)时，停止结晶并过滤，滤饼为磷酸二氢钾产品；(3)制备梨子专用肥：向步骤(2)中过滤磷酸二氢钾后的滤液中加入其他中微量元素化合物调整为梨子专用肥的初成品，将初成品置于烘干器中，采用升温速度为5℃/min升温至25-30℃，干燥40-60min后，调整水分含量为3-4％，即可制得梨子专用肥。所述中间体为磷酸脲。所述滤液中氮、磷、钾的摩尔比为4.3:1.1:1.4。所述碱性钾盐为氢氧化钾。所述的中微量元素化合物为CaSO4、MgSO4、ZnSO4、Fe2+的螯合物、H3BO3中的一种或多种混合物。所述中间体与碱性钾盐以摩尔比为1：1.2。所述梨子专用肥为化合态复混肥。所述的化合态复混肥成分中含有以下氮磷钾化合态结构式：其中，碳原子与氧原子之间的虚线表示C原子与O原子之间存在配位键。本专利技术的有益效果在于：1、通过对梨子对氮磷钾元素的有效吸收量进行检测分析，并对生产工艺过程中的元素含量进行调节与搭配，使得制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配制梨子专用肥并副产磷酸二氢钾的方法，其特征在于：包括以下步骤： (1)原料混合反应：将磷酸与碳酰胺以摩尔比为(1.1‑1.3)：1加到反应釜中混合，然后以5℃/min的升温速度将两混合物的温度升高到100‑120℃，搅拌反应100‑120min，然后将温度冷却至35‑45℃，再离心分离得中间体； (2)制备磷酸二氢钾：将步骤(1)中获得的中间体与碱性钾盐以摩尔比为1：(1.1‑1.3)在反应釜中混合反应，以搅拌速度为200‑250r/min搅拌反应40‑60min，并调节反应的pH值为8.5‑9.5，反应结束后，获得含氮磷钾的料浆，将该料浆置于冷却结晶器中循环结晶处理，同时检测分析滤液，当滤液中氮、磷、钾的摩尔比为(4‑4.5)：(1‑1.2)：(1.3‑1.6)时，停止结晶并过滤，滤饼为磷酸二氢钾产品； (3)制备梨子专用肥：向步骤(2)中过滤磷酸二氢钾后的滤液中加入其他中微量元素化合物调整为梨子专用肥的初成品，将初成品置于烘干器中，采用升温速度为5℃/min升温至25‑30℃，干燥40‑60min后，调整水分含量为3‑4％，即可制得梨子专用肥。

【技术特征摘要】
1.一种配制梨子专用肥并副产磷酸二氢钾的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)原料混合反应：将磷酸与碳酰胺以摩尔比为(1.1-1.3)：1加到反应釜中混合，然后以5℃/min的升温速度将两混合物的温度升高到100-120℃，搅拌反应100-120min，然后将温度冷却至35-45℃，再离心分离得中间体；(2)制备磷酸二氢钾：将步骤(1)中获得的中间体与碱性钾盐以摩尔比为1：(1.1-1.3)在反应釜中混合反应，以搅拌速度为200-250r/min搅拌反应40-60min，并调节反应的pH值为8.5-9.5，反应结束后，获得含氮磷钾的料浆，将该料浆置于冷却结晶器中循环结晶处理，同时检测分析滤液，当滤液中氮、磷、钾的摩尔比为(4-4.5)：(1-1.2)：(1.3-1.6)时，停止结晶并过滤，滤饼为磷酸二氢钾产品；(3)制备梨子专用肥：向步骤(2)中过滤磷酸二氢钾后的滤液中加入其他中微量元素化合物调整为梨子专用肥的初成品，将初成品置于烘干器中，采用升温速度为5℃/min升温至25-30℃，干燥40-60min后，调整水分含量为3-...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈肖虎，廖吉星，高贵龙，谢飞，薛涛，杨勇，唐晓宁，石磊，曾舒，李军旗，
申请(专利权)人：贵州大学，贵阳中化开磷化肥有限公司，贵州科鑫化冶有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52