CN102515923B

CN102515923B - 滴灌级硫磷铵复合肥及其制备工艺

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Publication number: CN102515923B
Application number: CN 201110448511
Authority: CN
Inventors: 杨守明; 鲜云芳; 张勇; 程海中; 代应洪
Original assignee: SICHUAN HONGDA CO Ltd
Current assignee: SICHUAN HONGDA CO Ltd
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2031-12-28
Also published as: CN102515923A

Abstract

本发明涉及复合肥料技术领域。本发明公开了一种滴灌级硫磷铵复合肥，包含如下质量百分比的成分：NH₄H₂PO₄ 55％～90％，(NH₄)₂SO₄ 5％～40％，H₂O1％～5％，水不溶物0～0.3％，氟化物0～1％。进一步，本发明的滴灌级硫磷铵复合肥不含有水不溶物及氟化物。同时，本发明提供了前述滴灌级硫磷铵复合肥的制备工艺。

Description

滴灌级硫磷铵复合肥及其制备工艺

技术领域

本发明属于复合肥料技术领域，特别涉及一种滴灌级硫磷铵复合肥及其制备工艺。

背景技术

作物生长发育需要多种营养元素。这些营养元素除少量可通过土壤、空气和水补给外，大部分需要通过施肥补给。因此，同时含有两种或两种以上氮、磷、钾主要营养元素的复合肥料在农业生产中应用越来越广泛。经研究发现，某些情况下农作物产量低可能与土壤中硫的缺乏有关。因此，同时含有磷、硫和氨的复合肥料(简称为硫磷铵复合肥)，是目前复合肥料的研究开发热点。

水是人类的宝贵资源，在干旱地区尤其珍贵。我国北方一些缺水的平原地区采用喷灌、滴灌技术，利用管道代替沟渠输水可以减少输水过程中的蒸发，大大减少了水资源的浪费。现有技术存在的硫磷铵混合肥料，是在农业生产中根据农作物的需要，将磷酸铵肥料和硫酸铵肥料按一定配比进行混合得到的。依这种常规方法混合制得的硫磷铵混合肥料，在以非滴灌方式施肥时，对作物的生长可以起到促进作用。但在应用于滴灌技术时，因磷酸铵肥料和硫酸铵肥料本身水溶性较差并含有大量杂质，依前述方法得到的硫磷铵混合肥料，其不溶物质量百分比达到4～5％。这些不溶物极易导致滴孔或滴管的堵塞，因此现有技术中的硫磷铵混合肥尚无法在滴灌技术中推广。

为克服硫磷铵混合肥水溶性差的问题，现有技术中提出了在肥料中增加促溶剂成分或者增加酸性成分或强酸性条件以溶解不溶物的方法。例如，中国发明专利CN 1300068C(公告日2007年2月14日)公开了一种无堵塞滴灌用全营养固体肥料，包括无机氮肥、无机磷肥、无机钾肥、中微量元素和促溶剂，所述无机氮肥为尿素或硫酸铵，所述无机磷肥为磷酸一铵，所述促溶剂为乙二胺四乙酸亚铁盐与柠檬酸的混合物。前述滴灌用全营养固体肥料是采取粉碎、混合的方式制得。前述硫磷铵复合肥即通过增加促溶剂来减少不溶物。

促溶剂或酸性成分的使用造成了土壤污染或酸化，并对不耐酸植物的生长发育产生不良影响。因此，仍需寻找适合于滴灌技术的硫磷铵复合肥，既能满足滴灌技术对硫磷铵复合肥不溶物低含量的要求，又能广泛应用于各种作物，并且环境友好。

发明内容

本发明的主要目的是针对上述现有技术中存在的硫磷铵复合肥水溶性差的问题，提供一种水溶性良好，应用广泛且环境友好的滴灌级硫磷铵复合肥。进一步，本发明提供前述滴灌级硫磷铵复合肥的制备工艺。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

滴灌级硫磷铵复合肥，包含如下质量百分比的成分：

发明人经大量研究，得到本发明的滴灌级硫磷铵复合肥。本发明的滴灌级硫磷铵复合肥，水不溶物≤0.3％，完全满足滴灌技术的需要；同时，本发明的滴灌级硫磷铵复合肥不需要促溶剂成分，本发明的滴灌级硫磷铵复合肥pH＝5.1～5.5，不会对土壤或作物产生不良影响。

前述滴灌级硫磷铵复合肥，所述水不溶物为铁盐、镁盐或铝盐的任一种或它们的任意混合物；进一步，所述水不溶物为磷酸铁、磷酸镁或磷酸铝的任一种或它们的任意混合物。前述滴灌级硫磷铵复合肥，所述氟化物为氟硅酸盐，如氟硅酸钠。前述水不溶物、氟硅酸盐，为本发明的滴灌级硫磷铵复合肥制备过程中，因原料湿法磷酸带入的杂质。

作为优选，前述滴灌级硫磷铵复合肥，所述NH₄H₂PO₄的质量百分比为60％～85％，所述(NH₄)₂SO₄的质量百分比为12％～37％，所述H₂O的质量百分比为1％～3％。

作为进一步优选，前述滴灌级硫磷铵复合肥，所述NH₄H₂PO₄的质量百分比为75％，所述(NH₄)₂SO₄的质量百分比为23.5％，所述H₂O的质量百分比为1.5％。

通过进一步优化各成分配比，本发明得到的滴灌级硫磷铵复合肥可实现全水溶，无杂质。

作为本发明的第二个目的，本发明提供前述滴灌级硫磷铵复合肥的制备工艺。滴灌级硫磷铵复合肥的制备工艺，包括步骤：

(1)湿法磷酸与气氨中和反应，控制反应后料浆终点pH＝4.1～4.3；

(2)料浆过滤，滤液浓缩到密度1.36～1.4g/cm³，冷却至30±2℃过滤；

(3)过滤得滤液，所述滤液浓缩到密度1.53～1.57g/cm³，冷却至50±2℃结晶，得到滴灌级硫磷铵复合肥。

本发明摒弃了现有技术所使用的直接混合方法，突破性地提出了利用湿法磷酸中含有的一定量的硫元素，将湿法磷酸与气氨进行中和反应，中和反应得到的反应物进行两次浓缩结晶，制得滴灌级硫磷铵复合肥。具体地，步骤(1)的化学反应式为：

NH₃+H₃PO₄＝NH₄H₂PO₄

2NH₃+H₂SO₄＝(NH₄)₂SO₄

步骤(1)得到NH₄H₂PO₄和(NH₄)₂SO₄的混合物料浆后，通过步骤(2)与步骤(3)的两次浓缩结晶，并筛选两次浓缩及结晶的条件，得到含有极少水不溶物或不含有水不溶物的硫磷铵复合肥。本发明的两次浓缩及结晶条件，既能控制本发明的硫磷铵复合肥水溶物≤0.3％，同时又能保证硫磷铵复合肥的产量。

前述滴灌级硫磷铵复合肥的制备工艺，所述湿法磷酸，是用硫酸法制得的湿法磷酸，即用硫酸分解磷矿生产得到的磷酸。作为进一步优选，前述滴灌级硫磷铵复合肥的制备工艺，所述湿法磷酸含有质量百分比15％～20％(以P₂O₅计)的磷酸，含有质量百分比2％～3％(以SO₃计)的硫酸。

作为进一步优选，前述滴灌级硫磷铵复合肥的制备工艺，步骤(2)所述浓缩密度为1.38g/cm³，步骤(2)所述冷却温度至30℃。

作为进一步优选，前述滴灌级硫磷铵复合肥的制备工艺，步骤(3)所述浓缩密度为1.55g/cm³，步骤(3)所述冷却温度至50℃。

发明人通过进一步筛选浓缩密度及结晶温度，本发明得到的滴灌级硫磷铵复合肥在保证产量的同时，将水不溶物及其他杂质的含量控制到最小直至不含有水不溶物及其他杂质。

作为最优选，前述滴灌级硫磷铵复合肥，包含如下质量百分比的成分：

所述水不溶物为铁盐、镁盐或铝盐的任一种或它们的任意混合物，所述氟化物为氟硅酸盐；所述滴灌级硫磷铵复合肥由如下方法制得：(1)湿法磷酸与气氨中和反应，控制反应后料浆终点pH＝4.1～4.3；(2)料浆过滤，滤液浓缩到密度1.36～1.4g/cm³，冷却至30±2℃过滤；(3)过滤得滤液，所述滤液浓缩到密度1.53～1.57g/cm³，冷却至50±2℃结晶。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、本发明的滴灌级硫磷铵复合肥，P、S、N元素含量高，水不溶物≤0.3％，完全适用于肥料滴灌技术；

二、本发明的滴灌级硫磷铵复合肥呈弱酸性(pH＝5.1～5.5)，且不需要促溶剂成分即可实现水不溶物≤0.3％，不会污染土壤或对作物产生酸化腐蚀，环境友好；

三、本发明的滴灌级硫磷铵复合肥的制备工艺，在保证水溶物≤0.3％的基础上，有效提高了磷铵复合肥产量。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的上述发明内容作进一步的详细描述。

但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。

以下实施例中，NH₄H₂PO₄的检测方法为喹钼啉酮重量法；(NH₄)₂SO₄的检测方法为硫酸铜钡重量法；H₂O的检测方法为真空烘箱法；水不溶物的检测方法为无机化工产品中水不溶物测定通用方法(GB/T23948-2009)；氟化物的检测方法为氟离子选择性电极法。

实施例1

本实施例列举的滴灌级硫磷铵复合肥1000kg，组成如下：质量(质量百分比)

制备工艺：

(1)湿法磷酸与气氨中和反应，控制反应后料浆终点pH＝4.3；

(2)料浆过滤，滤液浓缩到密度1.36g/cm³，冷却至28℃过滤；

(3)过滤得滤液，所述滤液浓缩到密度1.53g/cm³，冷却至48℃结晶，得到滴灌级硫磷铵复合肥。

前述湿法磷酸成分(质量百分比)：

Fe₂O₃％	AL₂O₃％	MgO％	F％	SO₃％	P₂O₅％
						0.38	1.29	1.25	1.36	2.84	17.78

前述制得的硫磷铵复合肥，测得水不溶物质量百分比为0.3％。

滴灌级硫磷铵复合肥台时产量为0.5t/h。

实施例2

本实施例列举的滴灌级硫磷铵复合肥800kg，组成如下：质量(质量百分比)

NH₄H₂PO₄ 720kg(90％)

(NH₄)₂SO₄ 40kg(5％)

H₂O 32kg(4％)

氟硅酸钠 8kg(1％)

制备工艺：

(1)湿法磷酸与气氨中和反应，控制反应后料浆终点pH＝4.1；

(2)料浆过滤，滤液浓缩到密度1.37g/cm³，冷却至30℃过滤；

(3)过滤得滤液，所述滤液浓缩到密度1.57g/cm³，冷却至48℃结晶，得到滴灌级硫磷铵复合肥。

前述湿法磷酸成分(质量百分比)：

Fe₂O₃％	AL₂O₃％	MgO％	F％	SO₃％	P₂O₅％
						0.38	0.96	1.12	1.45	3.00	17.54

前述制得的硫磷铵复合肥，未测得水不溶物。

滴灌级硫磷铵复合肥台时产量为0.5t/h。

实施例3

NH₄H₂PO₄ 720kg(90％)

(NH₄)₂SO₄ 40kg(5％)

H₂O 39.76kg(4.97％)

磷酸铝 0.24kg(0.03％)

制备工艺：

(1)湿法磷酸与气氨中和反应，控制反应后料浆终点pH＝4.1；

(2)料浆过滤，滤液浓缩到密度1.37g/cm³，冷却至28℃过滤；

(3)过滤得滤液，所述滤液浓缩到密度1.57g/cm³，冷却至50℃结晶，得到滴灌级硫磷铵复合肥。

前述湿法磷酸成分(质量百分比)：

Fe₂O₃％	AL₂O₃％	MgO％	F％	SO₃％	P₂O₅％
						0.38	0.96	1.12	1.45	2.15	18.39

前述制得的硫磷铵复合肥，测得水不溶物磷酸铁的质量百分比为0.03％。

滴灌级硫磷铵复合肥台时产量为0.5t/h。

实施例4

本实施例列举的滴灌级硫磷铵复合肥500kg，组成如下：质量(质量百分比)

NH₄H₂PO₄ 300kg(60％)

(NH₄)₂SO₄ 185kg(37％)

H₂O 15kg(3％)

制备工艺：

(1)湿法磷酸与气氨中和反应，控制反应后料浆终点pH＝4.2；

(2)料浆过滤，滤液浓缩到密度1.4g/cm³，冷却至30℃过滤；

(3)过滤得滤液，所述滤液浓缩到密度1.57g/cm³，冷却至52℃结晶，得到滴灌级硫磷铵复合肥。

前述湿法磷酸成分(质量百分比)：

前述制得的硫磷铵复合肥，未测得水不溶物。滴灌级硫磷铵复合肥台时产量为0.5t/h。

实施例5

NH₄H₂PO₄ 425kg(85％)

(NH₄)₂SO₄ 70kg(14％)

H₂O 5kg(1％)

制备工艺：

(1)湿法磷酸与气氨中和反应，控制反应后料浆终点pH＝4.1；

(2)料浆过滤，滤液浓缩到密度1.4g/cm³，冷却至32℃过滤；

(3)过滤得滤液，所述滤液浓缩到密度1.55g/cm³，冷却至52℃结晶，得到滴灌级硫磷铵复合肥。

前述湿法磷酸成分与实施例4相同。

前述制得的硫磷铵复合肥，未测得水不溶物。

滴灌级硫磷铵复合肥台时产量为0.5t/h。

实施例6

本实施例列举的滴灌级硫磷铵复合肥600kg，组成如下：质量(质量百分比)

NH₄H₂PO₄ 450kg(75％)

(NH₄)₂SO₄ 141kg(23.5％)

H₂O 9kg(1.5％)

制备工艺：

(1)湿法磷酸与气氨中和反应，控制反应后料浆终点pH＝4.2；

(2)料浆过滤，滤液浓缩到密度1.38g/cm³，冷却至30℃过滤；

(3)过滤得滤液，所述滤液浓缩到密度1.55g/cm³，冷却至50℃结晶，得到滴灌级硫磷铵复合肥。

前述湿法磷酸成分与实施例4相同。

前述制得的硫磷铵复合肥，未测得水不溶物。

滴灌级硫磷铵复合肥台时产量为0.5t/h。

对比例

以下是关于本发明硫磷铵复合肥制备方法中两次浓缩及结晶条件比较的部分摘要。

本对比例中，硫磷铵复合肥的制备方法，包括步骤：

(1)湿法磷酸与气氨中和反应，控制反应后料浆终点pH＝4.2；

(2)料浆过滤，滤液浓缩，冷却后过滤；

(3)过滤得滤液，所述滤液浓缩，冷却结晶。

九个处理组，每个组三个重复，求平均值。各组的浓缩及结晶条件，比较结果见表1.

表1不同浓缩条件及结晶条件对硫磷铵复合肥的影响

分组	1	2	3	4	5	6	7	8	9
										第一次浓缩(g/cm³)	1.38	1.36	1.36	1.4	1.4	1.36	1.36	1.2	1.45
第一次结晶(℃)	30	28	35	32	32	26	34	32	32
										第二次浓缩(g/cm³)	1.55	1.53	1.53	1.4	1.6	1.53	1.53	1.55	1.55
第二次结晶(℃)	50	40	58	46	44	42	44	43	44
										杂质含量(％)	0	2	0.08	0.05	1.3	2.3	0.06	0.06	1.1
产量(t/h)	0.5	0.5	0.5	0.3	0.5	0.4	0.33	0.35	0.4

由表1可见，当两次的浓缩密度或结晶温度不在本发明的限定范围内时，硫磷铵复合肥的杂质含量较高或者产量明显降低。而采取本发明制备工艺的浓缩条件及结晶条件时，既能控制杂质含量≤0.3，又能保证产量，具有良好的经济效益。

Claims

1.滴灌级硫磷铵复合肥，其特征在于，包含如下质量百分比的成分：

NH₄H₂PO₄ 55%～90%

(NH₄)₂SO₄ 5%～40%

H₂O 1%～5%

水不溶物 0～0.3%

氟化物 0～1%

所述滴灌级硫磷氨复合肥按照以下工艺制备：

（1）将湿法磷酸与气氨中和反应，控制反应后料浆终点pH=4.1～4.3；

（2）料浆过滤，滤液浓缩到密度1.36～1.4g/cm3，冷却至30±2℃过滤；

（3）过滤得滤液，所述滤液浓缩到密度1.53～1.57g/cm3，冷却至50±2℃结晶，得到滴灌级硫磷铵复合肥；

所述湿法磷酸为硫酸分解磷矿得到的磷酸。

2.根据权利要求1所述的滴灌级硫磷铵复合肥，其特征在于，所述水不溶物为铁盐、镁盐或铝盐的任一种或它们的任意混合物，所述氟化物为氟硅酸盐。

3.根据权利要求2所述的滴灌级硫磷铵复合肥，其特征在于，所述NH₄H₂PO₄的质量百分比为60%～85%，所述(NH₄)₂SO₄的质量百分比为12%～37%，所述H₂O的质量百分比为1%～3%。

4.根据权利要求3所述的滴灌级硫磷铵复合肥，其特征在于，所述NH₄H₂PO₄的质量百分比为75%，所述(NH₄)₂SO₄的质量百分比为23.5%，所述H₂O的质量百分比为1.5%。

5.根据权利要求1所述的滴灌级硫磷铵复合肥，其特征在于，制备工艺步骤（2）中所述浓缩密度为1.38g/cm³，步骤（2）所述冷却温度至30℃。

6.根据权利要求1所述的滴灌级硫磷铵复合肥，其特征在于，制备工艺步骤（3）中所述浓缩密度为1.55g/cm³，步骤（3）所述冷却温度至50℃。

7.根据权利要求1所述的滴灌级硫磷铵复合肥，其特征在于，所述湿法磷酸含有质量百分比15%～20%（以P₂O₅计）的磷酸，含有质量百分比2%～3%（以SO₃计）的硫酸。