[发明专利]一种由电磁辐射制备水溶性聚磷酸铵的方法

说明书

本发明属于水溶性肥料制备技术领域，是一种利用电磁辐射法制备全水溶性聚磷酸铵的生产技术。该方法以尿素和磷酸一铵为原料，该方法主要包括两个阶段：（1）预聚合：分别将磷酸一铵及尿素加入至反应釜内，在电磁辐射功率100～150W条件下反应1～3min，物理形态由固态转为液态；2)聚合及固化：将反应物在375～450W功率下进行电磁辐照3～5min，物质发生聚合反应，并由液态转为固态；3)粉碎：将终反应物粉碎，即得到粉粒状水溶性聚磷酸铵。本发明方法过程简单，能耗低，时间短，成本低，所生产出来的聚磷酸铵固体产品水溶性很好，其所含水不溶物的重量小于0.1％，可用于液体肥料或其它肥料领域，将能大大促进我国现代农业的发展。

技术领域

本发明属于水溶性肥料制备技术领域，涉及一种利用电磁辐射法制备全水溶性聚磷酸铵的生产技术。

背景技术

聚磷酸铵又称多聚磷酸铵或缩聚磷酸铵(简称APP)。按其聚合度可分为低聚、中聚以及高聚3种，其聚合度越高水溶性越小，反之则水溶性越大。当聚磷酸铵的聚合度小于20时，具有水溶、缓释和螯合作用，其水溶液pH呈中性，是一种含N和P量较高的聚磷酸盐，可作为植物肥料，同时因其结晶温度较低不易从水溶液中析出，对金属离子有螯合作用，可以添加一些微量元素如铁、锌、铜等提高肥效，正是因为聚磷酸铵具有这些优良的性质，才很快进入化肥领域。它通常不被作物直接吸收，而是在土壤中逐步水解成正磷酸才被作物吸收利用，可明显降低土壤对其固定，从而达到提高磷肥利用效率和作物产量的目的。聚磷酸铵的水解反应相当复杂，聚磷酸铵溶液含有几种化合物如正磷酸、焦磷酸、三聚磷酸和多元的聚合物，而正磷酸盐是聚磷酸盐水解的最终产物。通常作物只吸收正磷酸盐形态的磷，故聚磷酸盐具有高效缓释的性质。聚磷酸铵符合当前复合肥料高效化、液体化、缓效化和多功能化等发展趋势，在国内外的液体肥料发展中起到重要的促进作用。

目前，国内外主要以磷酸和尿素，磷酸和磷酐，聚磷酸加入缩合剂（碳酸氢铵、三聚氰胺、双氰胺、硫酸铵中的一种，或它们的混合物），以多聚磷酸、五氧化二磷、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、尿素以及三聚氰胺，湿法磷酸和含氮化合物为原料制备聚磷酸铵，生产工艺复杂、设备要求高、反应时间长、生产成本高、聚合度较高、水溶性较低，严重制约了聚磷酸铵在农业中的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有生产方法的诸多弊端，提供一种工艺简洁、成本低廉的水溶性聚磷酸铵的制备方法，解决现有生产水溶性聚磷酸铵的生产工艺复杂，生产成本高，水溶性低的问题。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

（1）预聚合：分别将磷酸一铵及尿素加入至反应釜内，在电磁辐射功率100～150W条件下反应1～3min，物理形态由固态转为液态。

（2）聚合及固化：将反应物在375～450W功率下进行电磁辐照3～5min，物质发生聚合反应，并由液态转为固态。

（3）粉碎：将终反应物粉碎，即得到粉粒状水溶性聚磷酸铵。

步骤（1）中所述的加热方式为电磁辐射，预聚合温度为110℃～160℃，尿素和磷酸一铵摩尔比为（0.8～1.5）：1。

步骤（2）中所述的加热方式为电磁辐射，聚合及固化温度为180℃～300℃。

本发明的方法制备的聚磷酸铵指标为：P₂O₅含量为45%～65%，N含量为16%～24%，聚合度为5～10。

本发明为一种由电磁辐射制备水溶性聚磷酸铵的方法，与现有其他方法相比具有如下显著优点：

1.本发明采用电磁辐射法制备水溶性聚磷酸铵，反应时间为4～8min,工艺简单快捷，能耗低；物料的聚合温度易于控制，最终生产出的聚磷酸铵产品的聚合度均一。