[發(fā)明專利]脫氟磷酸聯(lián)產(chǎn)水溶性NPK復合肥和飼料磷酸鈣鹽的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410136211.8
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN103880513A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設計）人: 羅顯明;張志業(yè);楊斌;陳曉東;熊柏年;王辛龍;付全軍;楊林
• 申請（專利權）人: 中化云龍有限公司;四川大學
• 主分類號: C05G1/00
• 分類號: C05G1/00;C01B25/32
• 代理公司: 成都希盛知識產(chǎn)權代理有限公司 51226
• 代理人: 柯海軍;武森濤

技術領域

本發(fā)明涉及脫氟磷酸聯(lián)產(chǎn)水溶性NPK復合肥和飼料磷酸鈣鹽的方法，屬于化工生產(chǎn)技術領域。

背景技術

隨著我國土壤沙化越發(fā)嚴重，耕地面積逐年減少，農(nóng)田灌溉用水缺乏，這些都限制了農(nóng)業(yè)的發(fā)展。為了提高糧食產(chǎn)量，提高土地利用率、水資源合理利用、使用高效化肥成為未來農(nóng)業(yè)主要的發(fā)展方向。而含氮、磷、鉀三種養(yǎng)份的肥料即為NPK復合肥。目前水資源較為缺乏和大面積種植的地區(qū)，水肥一體化滴灌方法不僅能夠節(jié)約大量的水資源，還能有效的提高化肥的利用率，該方法能夠解決目前農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的一些問題。水肥一體化滴灌方法對肥料的水溶性要求較高，目前市場上絕大部分肥料水溶性較差，不適合用于滴灌化肥，這就促進了水溶性肥料的發(fā)展。水溶性NPK復合肥是由磷酸二氫銨和磷酸二氫鉀組成的全水溶性復合肥，其相比市場上其他肥料不僅在水溶性方面有明顯優(yōu)勢，而且其主要成分是植物生長所必須的氮、磷、鉀元素。

傳統(tǒng)生產(chǎn)水溶性NPK復合肥的方法還是采用熱法磷酸作為主要原料，首先中和得到磷酸一銨，磷酸一銨再與氯化鉀或者硫酸鉀發(fā)生復分解反應，得到水溶性NPK復合肥。該方法主要是采用熱法磷酸生產(chǎn)，其成本較高，導致該產(chǎn)品的經(jīng)濟效益較小。近年來報導了一些采用磷酸生產(chǎn)水溶性NPK復合肥的方法，如中國專利文件《水溶性NPK復合肥的制備方法》（申請?zhí)枺?00810058885.5）、《一種磷酸生產(chǎn)水溶性磷酸鉀銨的方法》（申請?zhí)枺?01210583341.7）和《一種用磷酸生產(chǎn)水溶性磷酸鉀銨肥料的方法》（申請?zhí)枺?01210580855.7），這對水溶性NPK復合肥的發(fā)展都有明顯的促進作用。專利《水溶性NPK復合肥的制備方法》（申請?zhí)枺?00810058885.5）采用硫酸氫鉀和磷礦粉反應，反應完成后過濾的濾液與液氨或者碳酸氫銨反應，經(jīng)濃縮結晶可得到水溶性NPK復合肥產(chǎn)品。該方法雖然成本較低，但產(chǎn)品質(zhì)量較差，且在磷酸萃取反應中引入鉀，其會在磷酸過濾管道中結晶，引起管道堵塞，限制其工業(yè)化生產(chǎn)。《一種磷酸生產(chǎn)水溶性磷酸鉀銨的方法》（申請?zhí)枺?01210583341.7）和《一種用磷酸生產(chǎn)水溶性磷酸鉀銨肥料的方法》（申請?zhí)枺?01210580855.7）都是將磷酸先進行脫氟，再與氨中和，得到的磷酸一銨溶液，再將其與氯化鉀或者硫酸鉀發(fā)生復分解反應，結晶得到水溶性NPK復合肥。該方法雖然能夠得到質(zhì)量較高的產(chǎn)品，但產(chǎn)品中含有的氯和硫?qū)χ参锷L作用并不明顯，同時產(chǎn)生的枸溶性磷肥產(chǎn)品附加值較低，降低了氮、鉀的利用率。

因此，如何更高效的利用原料中的磷、氮、鉀元素，生產(chǎn)出產(chǎn)品附加值高副產(chǎn)物，同時得到具有全水溶性和養(yǎng)分含量高的水溶性NPK復合肥成為目前需要急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供脫氟磷酸聯(lián)產(chǎn)水溶性NPK復合肥和飼料磷酸鈣鹽的方法。本發(fā)明方法無廢渣產(chǎn)生，氮、鉀的利用率高。

本發(fā)明脫氟磷酸聯(lián)產(chǎn)水溶性NPK復合肥和飼料磷酸鈣鹽的方法，其步驟如下：

a、一次中和反應：將脫氟磷酸和一次中和劑進行中和反應，得固液混合物，固液分離，得濾餅A和濾液A，其中，按摩爾比，脫氟磷酸:一次中和劑=1.0～3.5:1，一次中和劑為氧化鈣、碳酸鈣、氫氧化鈣、磷酸三鈣中的至少一種；

b、二次中和反應：將濾液A與二次中和劑進行二次中和反應，得到pH為2.5～4.0的溶液，固液分離，得濾餅B和濾液B，其中，二次中和劑為液氨、氨水、碳酸銨、碳酸氫銨、磷酸氫二銨、磷酸三銨中的至少一種；

c、三次中和反應：將濾液B與三次中和劑進行三次中和反應，得到pH=4.0～8.0的溶液，固液分離，得到濾餅C和濾液C，其中，所述濾液C為NPK復合肥溶液，所述三次中和劑為氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀、磷酸氫二鉀、磷酸三鉀中至少一種；

d、NPK復合肥的獲取：將濾液C制備得到水溶性NPK復合肥；

e、飼料級磷酸鈣鹽的獲取：將濾餅A、濾餅B和濾餅C混合后干燥，或者將濾餅A、濾餅B和濾餅C干燥后混合，得到飼料級磷酸鈣鹽。

本發(fā)明方法流程圖如圖1所示。

其中，a步驟中，脫氟磷酸與鈣可發(fā)生反應，得到磷酸鈣鹽沉淀。此外，脫氟磷酸中的大部分氟以及其它雜質(zhì)可形成沉淀，減少后續(xù)反應中的雜質(zhì)離子。期間主要發(fā)生的反應有：

Ca²⁺+2H₃PO₄=Ca(H₂PO₄)₂+2H⁺