[发明专利]氮磷钾复合肥料的制造方法

说明书

本发明涉及一种高效率氮磷钾复合肥料的制造方法。

在已有技术中，以氯化铵、普钙、氯化钾为原料，通过团粒法来生产氮磷钾复混肥料是一种常用的方法，而普钙生产方法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。产品的有效P₂O₅含量12～18％，水份含量10～14％。但是目前普钙生产中化成后的半成品需经10～30天的熟化时间才能转化为产品，需要庞大的熟化仓库，同时在熟化过程中需动用电铲、抓斗、推土机及电动行车等设备进行搬运和翻堆，需花费大量的基建投资和大量的动力消耗，而且半成品在堆置熟化过程中会有大量的含氟气体无组织排放，污染环境；另外，半成品熟化时间长，也使工厂的流动资金积压，资金周转率降低。因此，缩短或去除熟化期一直是普钙生产工艺研究的一个重点。

普钙生产中缩短或取消熟化期的方法很多，但主要有分段加矿法、分段加酸法、酸矿直接造粒法、稀酸料浆法等等。

《磷肥与复肥》1991年第3期介绍了一种前苏联生产普钙无熟化工艺流程，是将70％的磷矿和氟硅酸等在预混器中混合，然后进入反应器，加入硫酸，反应1～2小时，使鲜肥转化率尽量提高，然后用料浆泵将料浆打到转鼓造粒机进行喷浆造粒，同时加入30％经处理的、有添加剂的磷矿作为返料，在转鼓造粒机的前段进行后期反应，中和游离酸，在转鼓的中段以后通入热风进行干燥。其普钙产品有效P₂O₅14.5～20％，水溶P₂O₅80～90％，磷矿分解率88～95％。

《磷肥与复肥》1988年第4期介绍了一种前苏联的混酸法生产无熟化普钙的工艺方法。该法是将全部磷矿的3/4和理论酸用量的硫酸混合，经短时间强烈搅拌后，磷矿分解率可达95％，但料浆中的游离酸含量很高；余下1/3的磷矿与按其所需理论量的盐酸混合，由于盐酸的分解能力强，经过一定时间搅拌后，磷矿分解率几乎可达100％；然后将这两部分料浆混合造粒，干燥。该方法不需要熟化，便可使难分解的磷灰石转化率达到92～93％，最终产品中只残留0.3％左右的HCl。

本发明的目的是提供一种高效率的生产氮磷钾复合肥料的制造方法，它利用现有普钙生产装置，以磷矿粉、硫酸、氯化物为原料生产氮磷钾复合肥料。该方法可缩短肥料生产的熟化期。

本发明的氮磷钾复合肥料的制造方法是这样实现的，在现有的普钙生产装置的混合反应器中加入磷矿粉和氯化物，再加入室温的硫酸溶液，浓度是55～65％H₂SO₄(重量)，硫酸的加入量是硫酸(以100％H₂SO₄浓度计)∶磷矿(以P₂O₅计)＝1.7～1.9∶1(重量)，搅拌混合反应，保持反应温度在80℃以下，反应温度小于60℃对反应更为有利，反应后的物料经化成、熟化即为含氮磷钾的复合肥料。

本发明的氮磷钾复合肥料的制造方法所述的氯化物的加入量是20～60％(重量)。所述的氯化物是氯化钾和氯化铵的混合物或其中的一种。

本发明的氮磷钾复合肥料的制造方法的肥料的熟化期是0～3天。

本发明的氮磷钾复合肥料的制造方法的基本原理是：硫酸和氯化物反应生成盐酸，利用盐酸来快速分解磷矿粉，然后再通过复分解反应转化成为产品。该反应过程可用下述主要反应方程式来表示：

式中RCl代表NH₄Cl或KCl。

因为盐酸分解磷矿的速度大大快于硫酸分解磷矿的速度，加入氯化物原料，利用氯化物的催化作用，可大大加快磷矿的分解，中间反应生成的氯化钙又和R₂SO₄反应生成溶解度小的硫酸钙。由于氯化物的存在，反应物料的物理性质很好。