CN105858704B - 一种用硝酸分解磷矿制备含多磷酸盐复合肥的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用硝酸分解磷矿制备含多磷酸盐复合肥的方法，包括：(1)用硝酸消化磷灰石；(2)结晶，过滤硝酸钙；(3)用氨中和；(4)压力降至‑0.05MPa以下进行蒸发浓缩，浓缩到含水量≤2％重量；(5)再增压至常压以上，反应温度为常温，发生聚合反应生成多磷酸盐。本发明发生聚合反应生成聚磷酸的化学条件不受压力限制。因不受压力约束，制造装备选择范围扩大，实现途径多元化。

Description

一种用硝酸分解磷矿制备含多磷酸盐复合肥的方法
技术领域
本发明属于复合肥生产领域，尤其涉及一种用硝酸分解磷矿制备含多磷酸盐复合肥的方法。
背景技术
CN200780044974.8公开了一种用硝酸磷肥法生产含多磷酸盐NPK或NP材料的方法，该方法通过降低蒸发步骤的压力和/或提高蒸发步骤的温度和/或控制结晶步骤的温度，使得到的材料中含MAP、DAP、DCP的混合物和任选的磷灰石，以及控制量的缩合磷酸盐(多磷酸盐)，并且NPK材料的N/P和Ca/P比为N/P≥0.95，1.0≥Ca/P≥0.2，以及由该方法得到的产品。
同时还公开制备硝酸磷肥的方法如图1，包含以下步骤：(1)硝酸消化磷灰石，(2)结晶，过滤硝酸钙，(3)用氨中和，(4)蒸发，其中蒸发过程降低蒸发的压力使水分含量小于等于1％，同时任选提高步骤(4)的温度，任选控制结晶步骤(2)的温度从而生成多磷酸盐，任选在步骤(4)后添加钾。现有技术只能在负压下实现聚磷酸铵的化学反应生成，条件限制比较严格，且耗能高，不利于达到节能减排的目的。
发明内容
本发明是克服现有技术的缺陷提供了一种用硝酸分解磷矿制备含多磷酸盐复合肥的方法。
本发明目的通过以下技术方案来实现。
一种用硝酸分解磷矿制备含多磷酸盐复合肥的方法，包括以下步骤：
(1)用硝酸消化磷灰石；
(2)结晶，过滤硝酸钙；
(3)用氨中和；
(4)压力降至-0.05MPa以下进行蒸发浓缩，到含水量≤2％重量，
(5)再增压至常压以上，反应温度为常温，发生聚合反应生成多磷酸盐。
还可以提高步骤(5)的反应温度至170℃以上，或在步骤(5)后添加钾。
本发明还提供了一种用硝酸分解磷矿制备含多磷酸盐复合肥的方法，包括：(1)用硝酸消化磷灰石；(2)结晶，过滤硝酸钙；(3)用氨中和；其特征在于，还包括以下步骤：
(4)压力降至-0.05MPa以下进行蒸发浓缩，浓缩到含水量≤2％重量；
(5)再增压至102.3KPa以上，反应温度为170℃以上，反应0.5-1.5小时，生成多磷酸盐。
优选的，还包括在步骤(5)后添加钾的步骤。
优选的，所述步骤(5)中增压至150KPa以上。
本发明相对于现有技术所具有的优点及有益效果：
1、不仅能达到节能减耗的目的，还能在加压条件下生成聚磷酸盐。现有技术在减压条件下生成多磷酸，这样对设备的要求非常苛刻，且能耗大。本发明在常压或加压条件下均可生成多磷酸，在发生聚合反应生成聚磷酸的化学条件不受压力限制。因不受压力约束，制造装备选择范围扩大，实现途径多元化，且能耗相对更小。
2、针对蒸发水分这一环节不能提高聚磷酸的聚合度的缺点，提出利用在进行聚合时采用加压的方式来提高聚合度和聚合率。生成的聚磷酸盐具有化学稳定性好、吸湿性小、分散性优良、比重小、毒性低等优点。
附图说明
图1现有技术的工艺路线图；
图2本发明技术路线图。
具体实施方式
实施例1
如图2所示，一种用硝酸分解磷矿制备含多磷酸盐复合肥的方法，包括以下步骤：
(1)用2L质量分数约为65％的硝酸消化10kg磷灰石；
(2)结晶，过滤除去硝酸钙的结晶；
(3)用2L氨中和；
(4)压力降至-0.05MPa进行蒸发浓缩，至含水量为2％重量，
(5)再增压至常压以上，反应温度为常温，发生聚合反应生成多磷酸盐。
实施例2
如图2所示，一种用硝酸分解磷矿制备含多磷酸盐复合肥的方法，包括以下步骤：
(1)用2L质量分数约为65％的硝酸消化10kg磷灰石；
(2)结晶，过滤除去硝酸钙的结晶；
(3)用2L氨中和；
(4)压力降至-0.05MPa进行蒸发浓缩至含水量为2％重量，
(5)再增压至102.3KPa，反应温度为170℃，反应1.5小时，生成多磷酸盐。
对比例1
与实施例2不同的是，对比例1步骤(5)中增压至101.325KPa，反应温度为170℃，反应1.5小时，生成多磷酸盐。
对比例2
与实施例2不同的是，对比例2步骤(5)中压力保持为-0.05MPa，反应温度为170℃，反应1.5小时，生成多磷酸盐。
对比例3
与实施例2不同的是，对比例3步骤(5)中增压至50.64KPa，反应温度为106℃，反应1.5小时，生成多磷酸盐。
采用纸层析法分析各实施例和对比例制备的多磷酸盐的成分及其含量，结果如下表。
案例 正磷酸盐[％] 焦磷酸盐[％] 三聚磷酸盐[％] 高聚物[％] 未检出物[％]
实施例1 22 18.4 25.1 33.6 0.9
实施例2 21.2 18.6 24.9 34.5 0.8
对比例1 55 11.9 12.3 17.6 3.2
对比例2 21.2 18.6 24.9 34.5 0.8
对比例3 95.5 0.9 1.2 0 2.4
对比例1相对于实施例2由于其步骤(5)中只增压至101.325KPa，因此体系中生成的高聚物、焦磷酸盐、三聚磷酸盐均相对于实施例1低，尤其是高聚物的含量。实施例2相对于对比例1表明步骤(5)中的反应压力会决定高聚物、焦磷酸盐、三聚磷酸盐的聚合度和聚合率。
对比例2相对于实施例2由于其步骤(5)中压力为-0.05MPa，与浓缩时的压力相同，因此体系中生成的高聚物、焦磷酸盐、三聚磷酸盐也均相对于实施例1低，尤其是高聚物的含量。实施例2相对于对比例1表明步骤(5)中的反应压力会决定高聚物、焦磷酸盐、三聚磷酸盐的聚合度和聚合率。
对比例3相对于实施例2由于其步骤(5)中的压力只为50.64KPa，反应温度也只为106℃，压力和反应温度均未在合适范围内，体系中生成的高聚物、焦磷酸盐、三聚磷酸盐也均相对于实施例1低，尤其是高聚物的含量。实施例2相对于对比例1表明步骤(5)中的反应压力和反应温度会决定高聚物、焦磷酸盐、三聚磷酸盐的聚合度和聚合率。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (2)

1.一种用硝酸分解磷矿制备含多磷酸盐复合肥的方法，包括：(1)用硝酸消化磷灰石；(2)结晶，过滤硝酸钙；(3)用氨中和；其特征在于，还包括以下步骤：
(4)压力降至-0.05MPa以下进行蒸发浓缩，浓缩到含水量≤2％重量；
(5)再增压至102.3KPa，反应温度为170℃以上，反应0.5-1.5小时，生成多磷酸盐。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在步骤(5)后添加钾的步骤。
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