專利名稱：過磷酸鈣改性復(fù)合肥料生產(chǎn)技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工類，顆粒狀復(fù)合肥料。
本發(fā)明是為了克服傳統(tǒng)的以尿素-過磷酸鈣為主要原料的復(fù)混肥料生產(chǎn)方法(以下簡稱傳統(tǒng)法)的不足而提出的一種新方法。
過磷酸鈣是目前國內(nèi)的主要磷肥品種之一，它約占磷肥總產(chǎn)量的70%左右。由于過磷酸鈣生產(chǎn)過程簡單、投資少，生產(chǎn)成本較低，因此在今后較長時間內(nèi)，過磷酸鈣仍將是重要的磷肥品種。
目前過磷酸鈣產(chǎn)品絕大部分是以粉狀形式出廠，按國家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZBG21003-87規(guī)定其外觀應(yīng)為疏松粉狀物。但實際生產(chǎn)中，對這一要求并未嚴(yán)格控制，使含有大量團塊的產(chǎn)品出廠，給使用、包裝、運輸帶來許多困難。粉狀產(chǎn)品也不適于機械化施肥，且粉狀產(chǎn)品施于土壤中時，其有效磷比粒狀產(chǎn)品有效磷更容易被土壤中的鐵、鋁所固定。因此，粒狀過磷酸鈣的肥效優(yōu)于粉狀過磷酸鈣。
過磷酸鈣含有8-10%的游離水及3.5-5.5% P2O5的游離磷酸，其主要有效成分為一水磷酸二氫鈣和游離磷酸。如果尿素和未經(jīng)處理的過磷酸鈣混合，這兩個有效成分易與尿素生成磷酸二氫鈣-尿素加合物及尿素磷酸鹽并釋放出磷酸二氫鈣中的結(jié)晶水，致使混合物中的水含量增加，而且這兩個生成物均有很高的溶解度，能溶解于過磷酸鈣的液相中，使混合物液相增多，最后呈粘性濕泥狀，無法進行造粒。因此過磷酸鈣必須經(jīng)預(yù)處理后，方可與尿素進行混合。
傳統(tǒng)法的主要缺點是
①原料預(yù)處理復(fù)雜需單設(shè)一個車間對過磷酸鈣進行干燥(降低游離水)，破碎、過篩及氨化(中和游離磷酸)。
過磷酸鈣的干燥，要求將游離水降至5%以下，需要設(shè)置干燥設(shè)備，且溫度控制較嚴(yán)格。溫度過高，有效磷退化;溫度過低，物料不易“干透”。
尿素為含有46%氮、直徑0.8-2.5毫米的顆粒狀肥料，是復(fù)合肥料中氮的來源。傳統(tǒng)法在原料預(yù)處理時要將尿素破碎成0.8毫米以下的細(xì)粉狀形式。
②返料率高傳統(tǒng)法需將破碎好的尿素與其它粉狀物料(過磷酸鈣、氯化鉀等)混合均勻后送去造粒。由于造粒之前沒有核心，因此，要通過團聚形成核心之后，粒子才逐漸長大。這樣一方面造粒效率較低，另一方面混合物料的成球率也較低，僅有40-60%，超過4毫米的不合格粒子須經(jīng)破碎后與沒有成粒的粉料返回系統(tǒng)重新造粒。顆粒尿素破碎、再造粒及大批返料在系統(tǒng)中循環(huán)，不但消耗了大量能量，增加了生產(chǎn)成本，而且使操作環(huán)境惡化。
③中和過程復(fù)雜傳統(tǒng)法常采用氨化等方法進行中和，其設(shè)備投資大，且氨化操作控制也較嚴(yán)格。這是因為傳統(tǒng)法把中和操作單獨作為一個工序，而沒有把它與造粒過程結(jié)合起來，因此在選擇中和劑時，就沒有充分顧及造粒的要求。
本發(fā)明的目的在于以一種特殊的工藝方法及中和劑來克服傳統(tǒng)法的局限，降低生產(chǎn)成本，保護環(huán)境，改善復(fù)混肥料的外觀。
解決辦法如下以含有氧化鎂的粉狀原料(如菱鎂礦、蛇紋石或白云石等)為中和劑與粉狀過磷酸鈣進行混合，然后加入粒狀可溶性肥料(如尿素、硝酸銨等)、已經(jīng)處理過的粉狀過磷酸鈣或其它水溶性磷肥，有選擇地加入鉀肥、微肥及其螯合劑、植物生長調(diào)節(jié)劑、農(nóng)藥(殺蟲劑、除草劑)等，噴入無機酸或其復(fù)合物粘結(jié)劑，在造粒機中進行造粒，最后以含磷粉狀物料(如鈣鎂磷肥、磷銨、磷礦粉等)為撲粉劑進行顆粒外表撲粉或加著色劑著色，經(jīng)干燥、篩分和包裝后出廠。
本發(fā)明的理論基礎(chǔ)如下由于過磷酸鈣中存在較高的游離水分及游離磷酸，加入氧化鎂后，游離磷酸與氧化鎂反應(yīng)放熱，不僅中和了游離的磷酸，而且也使過磷酸鈣中的水分有所蒸發(fā)。反應(yīng)生成的磷酸氫鎂不但是一種緩效肥料，且因其帶有三個分子的結(jié)晶水，可以使過磷酸鈣中的部分游離水轉(zhuǎn)化成結(jié)晶水，客觀上起到了干燥的作用，使過磷酸鈣疏松以便于后續(xù)造粒。
加入氧化鎂的另一個好處是，無論其加入量有多大，都不會使過磷酸鈣中的有效磷發(fā)生“退化”。這個性質(zhì)不同于傳統(tǒng)法中在過磷酸鈣中加入碳銨、氨水等物質(zhì)。
在造粒過程中，部分氧化鎂與無機酸或其復(fù)合物粘結(jié)劑發(fā)生反應(yīng)，一方面提高了造粒物料的溫度，另一方面生成的硫酸鎂或磷酸鎂鹽都是膠狀物，具有一定的粘結(jié)性，有利于團聚成粒。由于反應(yīng)放熱，溫度升高，導(dǎo)致磷酸氫鎂中的結(jié)晶水又轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x水。因此，只要調(diào)節(jié)好粘結(jié)劑中的含水量，則過磷酸鈣中的這一部分游離水在造粒時就起到了潤濕物料的作用。
尿素顆粒不需破碎，在造粒時就可以直接以此尿素為成粒核心，一方面提高了一次造粒的成球率，另一方面，由于省去了形成造粒核心的過程，也縮短了造粒時間。
以含磷粉狀干物料為撲粉劑，基于兩點考慮，一是因為省去過磷酸鈣干燥預(yù)處理后，濕過磷酸鈣難于磨細(xì)，因此成球的肥料顆粒表面既濕又粗，加撲粉劑后，就可以改善這種狀況，二是因為加入非磷中和劑后，過磷酸鈣的有效磷及全磷含量均有所下降，加入含磷撲粉劑可起到養(yǎng)分調(diào)整劑的作用。
本發(fā)明所生產(chǎn)的濕顆粒狀復(fù)合肥料，可以采用干燥流程，也可以采用無干燥流程，無干燥流程需在撲粉劑中加入高吸水性物質(zhì)(如三聚磷酸鈉等)。
本發(fā)明將過磷酸鈣中和劑與造粒粘結(jié)劑統(tǒng)一加以考慮，用化學(xué)方法調(diào)節(jié)物料中的液相，利用了過磷酸鈣中的游離水分，使外加水分減少，避免了傳統(tǒng)法先干燥后加濕(以水為粘結(jié)劑)的弊端，降低了干燥能耗，同時還提高了造粒能力與顆粒強度本技術(shù)發(fā)明與傳統(tǒng)法的主要區(qū)別如下①省去了過磷酸鈣的干燥預(yù)處理;
②省去了顆粒尿素的破碎處理;
③提高了造粒效率，降低乃至避免了返料;
④產(chǎn)品干燥負(fù)荷減小，降低了生產(chǎn)成本;
⑤改善了顆粒的外觀，增強了對真假復(fù)混肥料的識別程度;
用重過磷酸鈣、富過磷酸鈣代替過磷酸鈣生產(chǎn)時，可同樣處理。
實施例一按下列比例稱取原料尿素(含氮46%) 21.7份過磷酸鈣(含有效P2O512%) 60.0份鈣鎂磷肥(含有效P2O514%) 11.4份煅燒菱鎂礦(含MgO 85%) 8.9份硫酸(含H2SO4100%) 1.5份將過磷酸鈣粉碎到小于0.5毫米的粒度，煅燒菱鎂礦粉碎至小于0.2毫米的粒度后，均勻混合，然后將顆粒尿素與混料在轉(zhuǎn)動的造粒機中，一邊噴入硫酸，一邊造粒，待造粒結(jié)束后，加入鈣鎂磷肥進行撲粉，再將顆粒物料送入滾筒干燥機內(nèi)烘干，進干燥機氣體溫度在100-140℃，出料后篩取1-4毫米顆粒為成品。成品含氮10%，有效磷10%，氧化鎂9.2%。
實施例二按下列比例稱取原料尿素(含氮46%) 17.4份過磷酸鈣(含有效P2O512%) 35.7份煅燒菱鎂礦粉(含MgO 85%) 2.3份氯化鉀(含K2O 60%) 16.7份磷酸二銨(含N 18%，P2O546%) 11.1份硫酸(含H2SO4100%) 2.0份將過磷酸鈣粉碎到小于0.5毫米的粒度，煅燒菱鎂礦、氯化鉀及磷酸二銨粉碎至小于0.2毫米的粒度后，將過磷酸鈣與煅燒菱鎂礦粉、氯化鉀均勻混合，然后將顆粒尿素與混料在轉(zhuǎn)動的造粒機中，一邊噴入硫酸，一邊造粒，待造粒結(jié)束后，加入磷酸二銨進行撲粉，再將顆粒物料送入滾筒干燥機內(nèi)烘干，進干燥機氣體溫度在100-140℃，出料后篩取1-4毫米顆粒為成品，成品含氮10%，有效磷10%，氧化鉀10%，氧化鎂16%。
權(quán)利要求
1.一種過磷酸鈣改性復(fù)合肥料，其特征在于以含氧化鎂的粉狀物料為過磷酸鈣中和劑，加入尿素或硝銨等粒狀可溶性肥料、已處理過的過磷酸鈣或其它水溶性磷肥，有選擇地加入鉀肥、微肥及其螯合劑、植物生長調(diào)節(jié)劑、農(nóng)藥(殺蟲劑、除草劑)等，噴入無機酸或其復(fù)合物粘結(jié)劑，在造粒機中進行造粒，以含磷粉狀干物料(如鈣鎂磷肥、磷銨、磷礦粉等)為撲粉劑進行顆粒外表撲粉或另加著色劑著色。
2.如權(quán)利要求1所述的過磷酸鈣改性復(fù)合肥料所用的過磷酸鈣，其特征在于可以是普通過磷酸鈣，也可以是富過磷酸鈣或重過磷酸鈣。
全文摘要
在以尿素、過磷酸鈣、鉀肥為原料生產(chǎn)復(fù)混肥料時，以含氧化鎂的粉狀物料為預(yù)處理過磷酸鈣中和劑，加入尿素或硝銨等粒狀可溶性肥料、已處理過的過磷酸鈣或其它水溶性磷肥，有選擇地加入鉀肥、微肥及其螯合劑、植物生長調(diào)節(jié)劑、農(nóng)藥(殺蟲劑、除草劑)等，噴入無機酸或其復(fù)合物粘結(jié)劑，在造粒機中進行造粒，以含磷粉狀干物料(如鈣鎂磷肥、磷銨、磷礦粉等)為撲粉劑進行顆粒外表撲粉或另加著色劑著色?？梢院喕瘋鹘y(tǒng)的尿素-過磷酸鈣系復(fù)混肥料生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本，改善產(chǎn)品外觀，并可隨意調(diào)節(jié)養(yǎng)分。
文檔編號C05B1/02GK1079950SQ9310436
公開日1993年12月29日 申請日期1993年4月26日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月26日
發(fā)明者湯建偉, 張寶林, 范秀山 申請人:鄭州工學(xué)院