含中量元素的颗粒状氮磷复合肥料的制造方法技术

一种含有中量元素颗粒状氮磷或氮磷钾复合肥料的制造方法。采用将尿素溶解在硫酸中生成硫酸脲溶液，再将磷矿粉加入硫酸脲中反应制成肥料料浆，肥料料浆用中和剂中和后造粒，制得氮磷复合肥料。本发明专利技术还可在加入中和剂的同时加入含氮、磷、钾的基础肥料制成氮磷钾复合肥料。本发明专利技术针对我国磷矿反应活性较低、固化性能差的特点，利用现有普钙装置生产，革除了普钙的熟化期，缩短了生产周期，并且生产中无三废排放。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
含中量元素的颗粒状氮磷复合肥料的制造方法本专利技术涉及一种含中量元素的颗粒状氮磷或氮磷钾复合肥料的制造方法。现有的颗粒状氮磷钾复混肥料生产技术中，比较常用的是团粒法生产工艺，其实质是将粉状、结晶状或细粒状的基础肥料团聚成粒。粉状肥料的团聚成粒是靠肥料盐类自身产生的溶液和外加入的盐溶液及水汽把粉粒表面润湿，在造粒机内物料呈流动状态，经物料间相互磨擦、翻动、挤压，在适宜液相量的条件下，团聚粘附成粒。目前，国内中、低浓度复混肥料生产的主要体系有：氯化铵-普钙-氯化钾(硫酸钾)系，尿素-普钙-氯化钾(硫酸钾)系，其复混肥料中磷素的主要来源为普钙产品。传统的普钙生产一般采用经典的堆置陈化法，其生产过程由磷矿粉与硫酸的混合反应、反应料浆的固化和切削以及鲜肥的堆置熟化三个工序组成，生产过程简单，成本较低。普钙产品含有效P2O512％～18％，水分10％～14％，并且需要10～20天的熟化时间才能转化为产品，产品的物理性质往往不甚理想。普钙用作复混肥料的原料尚须进行预处理。郑州工业大学申请的中国专利公开了一种部分酸化磷矿一步法制粒状复合肥料生产技术，专利号为91122622．8，授权公告号CN1063674C，授权公告日1996年10月2日。该技术介绍了以尿素为氮源，氯化钾或硫酸钾为钾源，磷矿粉为磷源，用硫酸、磷酸或硫磷混酸为酸化剂，一步法制成粒状复合肥料。该技术的特点是投资省，无干燥，无返料，成本低。但该产品的枸溶性磷检测采用柠檬酸溶液浸取磷，而国家复混肥料标准GB15063-94中规定枸溶性磷检测用中性柠檬酸铵溶液浸取磷。前者有效磷测定数据偏高。其产品的检验参照郑州工业大-->学企业标准Q／ZGF002-94部分酸化磷矿复混肥料标准。《Phosphorus ＆ Potassium》(No．191，1994年)报导了法国巴黎采矿学院研究部开发的一种基本利用现有普钙生产装置生产氮磷复合肥料的技术。该技术以硫酸脲溶液(尿素∶硫酸∶水=3．6∶1∶1，摩尔比)代替硫酸作为磷矿的分解液，经过分解液和磷矿的混合反应、料浆的固化和化成、鲜肥的熟化三个阶段制得粉状的氮磷复合肥料。用摩洛哥磷矿可制得总养分(N+P2O5)大于30％的氮磷复合肥料，其中含N20．90％，有效P2O59．70％，水分1．0％。该工艺基本无氟逸出，也无废水排放，操作环境好，所得产品含水量远较普钙产品低，而且有效养分显著提高。产品的主要成分为四尿素硫酸钙加合物和一水磷酸一钙，肥效较之等量尿素、普钙简单掺混施用明显提高。但是该技术仅适用于反应活性较高的磷矿，如摩洛哥磷矿、约旦磷矿等。而我国的磷矿普遍反应活性较低，在使用该技术时遇到反应料浆长时间不固化，鲜肥和熟化料物理性质差，无法正常生产的问题。本专利技术的目的是提供一种含有中量元素的颗粒状氮磷复合肥料的制造方法。该方法针对我国磷矿反应活性较低，反应后料浆固化性能差的特点，用一定浓度的硫酸脲溶液分解磷矿粉，酸性的反应料浆用含有中量元素钙和镁的碱性物质作为中和剂进行中和造粒；也可再加入钾盐(氯化钾或硫酸钾)、磷酸一铵、磷酸二铵等基础肥料和返料一起进行料浆造粒，造粒后的物料经干燥、筛分后即为颗粒状氮磷或氮磷钾复合肥料。本专利技术的含中量元素的颗粒状氮磷复合肥料的制造方法是这样实现的。该制造方法包括如下步骤：(1)将尿素溶解在硫酸溶液中生成硫酸脲溶液，溶液的温度保持在70～80℃，配比为尿素∶硫酸∶水=(3．1～3．5)∶1∶(5．5～6．5)(摩尔比)，(2)将磷矿粉加入到硫酸脲溶液中进行反应制成肥料料浆，磷矿粉-->与硫酸脲溶液的配比是磷矿粉∶硫酸脲溶液=1∶(3．06～3．19)(重量比)，反应温度是70～75℃，反应时间是40～60分钟，(3)肥料料浆用中和剂进行中和造粒，所述的中和剂是钙镁磷肥，最终制成颗粒状氮磷复合肥料。本专利技术的复合肥料的制造方法，所述的肥料料浆造粒过程中，加入中和剂钙镁磷肥和含氮、磷、钾的基础肥料，最终可制得含中量元素的颗粒状氮磷钾复合肥料。本专利技术的复合肥料的制造方法，所述的肥料料浆与中和剂钙镁磷肥的配比为肥料料浆∶钙镁磷肥=1∶(0．18～0．3)(重量比)。本专利技术的复合肥料的制造方法，所述的磷矿粉的细度是-100目大于93％，-200目大于78％。本专利技术的复合肥料的制造方法，所述的含氮、磷、钾的基础肥料是磷酸一铵、磷酸二铵、氯化钾、硫酸钾等。本专利技术的氮磷复合肥料的制造方法的原理是：首先尿素溶解在硫酸溶液中生成硫酸脲溶液。尿素呈微弱的碱性，可以和硫酸反应生成硫酸脲，其化学反应式为：硫酸脲加合物在水中的溶解度很大，而且保持了加合物中硫酸的酸性，其酸性的大小随着加合物中尿素比例的提高而降低。在生产中，计量后的浓硫酸、水及颗粒尿素加入带搅拌的溶解槽，颗粒尿素溶解在硫酸溶液中生成硫酸脲溶液，保持溶液温度70～80℃。其溶液组成为：尿素∶硫酸∶水=(3．1～3．5)∶1∶(5．5～6．5)(摩尔比)。由于硫酸脲溶液具有较强的酸性，可以用它来分解磷矿粉。在酸矿反应过程中，尿素和硫酸钙形成稳定的加合物四尿素硫酸钙。磷矿粉中的磷酸三钙则大部分转化为可被植物吸收的磷酸一钙和磷酸二钙。在硫-->酸脲分解磷矿粉的同时，磷矿粉中的一些杂质如碳酸盐(RCO3)、氧化铁(Fe2O3)、氧化铝(Al2O3)等也参与反应而消耗硫酸。为了使硫酸脲分解磷矿粉的反应进行的完全一些，工艺过程中考虑使用了过量的硫酸脲溶液，因此料浆中会含有一定量的游离磷酸和硫酸。硫酸脲和磷矿粉反应的化学反应式可简单表示为：式中：a+b=1。本专利技术的复合肥料的制造方法，在用硫酸脲溶液分解磷矿粉制备肥料料浆的过程中，磷矿粉与硫酸脲溶液的配比是磷矿粉∶硫酸脲溶液=1∶(3．06～3．19)(重量比)，反应温度是70～75℃，反应时间是40～60分钟，磷矿粉的细度是-100目大于93％，-200目大于78％。采用本专利技术的复合肥料的制造方法，在肥料料浆的制造过程中使用了过量的硫酸，导致料浆中游离酸含量较高，因此在料浆返料造粒时必须使用中和剂。考虑到使用中和剂后不致造成肥料中的有效养分降低太多，同时由于钙镁磷肥中富含中量元素钙和镁，因此本专利技术选择钙镁磷肥作为中和剂。但是钙镁磷肥中有效P2O5均为枸溶性，中和后的产品应保证肥料中水溶性P2O5和有效P2O5之比达到国家复混肥料标准的要求。反应后的料浆由料浆泵输送到安装在转鼓造粒机内的喷管，经喷头雾化为细小的液滴喷洒到不断翻动的床层上。中和剂钙镁磷肥或造粒原料如氯化钾、硫酸钾、磷酸一铵、磷酸二铵等和返料分别经计量后输送到造粒机内，造粒温度50～70℃，造粒水分3．5～6．5％(重量百分数)。本专利技术的中和剂钙镁磷肥的加入量为肥料料浆∶钙镁磷肥=1∶(0．18～0．3)(重量比)。造粒后的肥料颗粒自造粒机出口端溢流到回转干燥机进口端，干燥用热炉气由燃烧煤气或重油或煤提供。干燥后的物料从干燥机-->的出料箱进入振动筛分级，大颗粒经破碎机破碎并和细粉混合返回到造粒机，合格粒子作为产品包装。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术针对我国最大的两个磷肥品种普钙和钙镁磷肥，最大的氮肥品种尿素，通过有机的组合，一步法生产粒状复合肥料产品，符合我国复混肥料的发展方向。2、本专利技术是对传统的普钙生产工艺和尿素过磷酸钙(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含中量元素的颗粒状氮磷复合肥料的制造方法，其特征在于该制造方法包括如下步骤：（１）将尿素溶解在硫酸溶液中生成硫酸脲溶液，溶液的温度保持在７０～８０℃，配比为尿素∶硫酸∶水＝（３．１～３．５）∶１∶（５．５～６．５）（摩尔比），（ ２）将磷矿粉加入到硫酸脲溶液中进行反应制成肥料料浆，磷矿粉与硫酸脲溶液的配比是磷矿粉∶硫酸脲溶液＝１∶（３．０６～３．１９）（重量比），反应温度是７０～７５℃，反应时间是４０～６０分钟，（３）肥料料浆用中和剂进行中和造粒，所述的中和剂是 钙镁磷肥，最终制成颗粒状氮磷复合肥料。

【技术特征摘要】
1、一种含中量元素的颗粒状氮磷复合肥料的制造方法，其特征在于该制造方法包括如下步骤：(1)将尿素溶解在硫酸溶液中生成硫酸脲溶液，溶液的温度保持在70～80℃，配比为尿素∶硫酸∶水=(3．1～3．5)∶1∶(5．5～6．5)(摩尔比)，(2)将磷矿粉加入到硫酸脲溶液中进行反应制成肥料料浆，磷矿粉与硫酸脲溶液的配比是磷矿粉∶硫酸脲溶液=1∶(3．06～3．19)(重量比)，反应温度是70～75℃，反应时间是40～60分钟，(3)肥料料浆用中和剂进行中和造粒，所述的中和剂是钙镁磷肥，最终制成颗粒状氮磷复合肥料。2、根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李惠跃，葛建国，郑起，
申请(专利权)人：化学工业部上海化工研究院，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]