CN106219505B - 一种将枸溶磷转化为水溶磷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种将枸溶磷转化为水溶磷的方法，本发明方法利用活化剂的作用，先将枸溶磷与强酸反应生成不稳定的水溶磷，再利用稳定剂的作用将不稳定水溶磷转化成稳定的水溶磷，从而提高了枸溶磷转化为水溶磷的转化率，且生成的水溶磷使用范围大，经济价值高，显著增加了枸溶磷的利用率。

Description

一种将枸溶磷转化为水溶磷的方法
技术领域
本发明涉及磷酸盐肥料领域，特别涉及一种将枸溶磷转化为水溶磷的方法。
背景技术
枸溶磷是指能被中性柠檬酸铵溶液或用c（EDTA）=0.2mol/L溶液提取的磷，由于其微溶于水，所以直接将其作为肥料施用在土壤中，只有少部分才能被植物直接利用吸收，因而磷利用率极低，肥料起效速度慢，不利于其在农业中的应用。
现国内的工业磷酸80%都采用湿法磷酸生产工艺制备得到，而利用湿法磷酸生产的工业级磷酸盐或全水溶性复合肥等产品时，磷酸均需净化处理，磷酸净化60%以上采用氨中和除杂工艺，该工艺在生产过程中将产生大量的含枸溶磷滤渣（滤渣中枸溶磷占总磷的70－85%），因其水溶磷低无法直接用于磷酸一铵或三元复合肥生产，因而国内一部分企业将该滤渣烘干作为含枸磷渣肥销售；另一部分作为低浓度复合肥原料使用，但以上两种产品均只适用于酸性土壤中，若在其它土壤中使用枸溶磷无法被植物直接吸收，导致其磷利用率非常低。
枸溶磷转化为水溶磷的反应为可逆反应，将枸溶磷完全转化为水溶磷是不可能的，因而，提高枸溶磷转化为水溶磷的转化率是增加枸溶磷利用率和经济价值的最有效方法，但现有技术中，由于方法的不恰当和工艺的限制，枸溶磷转化为水溶磷的转化率低，不利于枸溶磷的回收利用，磷利用率低，经济效益差。
发明内容
本发明为了提高枸溶磷的利用率，增加枸溶磷的使用范围和经济价值，克服现有技术中所存在的枸溶磷转化为水溶磷的转化率低的不足，提供了一种将枸溶磷转化为水溶磷的方法，本发明方法利用活化剂的作用，先将枸溶磷与强酸反应生成不稳定的水溶磷，再利用稳定剂的作用将不稳定水溶磷转化成稳定的水溶磷，从而提高了枸溶磷转化为水溶磷的转化率，且生成的水溶磷使用范围大，经济价值高，显著增加了枸溶磷的利用率。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种将枸溶磷转化为水溶磷的方法，其具体方法包括：
1、将枸溶磷与硫酸、硝酸混合，在活化剂的作用下进行活化反应，得到混合浆料；
2、在步骤1得到的混合浆料中加入稳定剂，得到稳定的水溶磷料浆。
本发明一种将枸溶磷转化为水溶磷的方法，先利用活化剂的作用将各原材料活化，增加反应速度，并利用强酸置换弱酸的原理生成枸溶磷、水溶磷同时存在的混合浆料，再利用稳定剂的作用，控制可逆反应的反应方向，促进反应向生成水溶磷的方向进行，从而增加水溶磷的含量比例，进而提高了枸溶磷转化为水溶磷的转化率。
上述一种将枸溶磷转化为水溶磷的方法，其中步骤1所述的枸溶磷包括含有枸溶磷的滤渣或溶液；所述枸溶磷滤渣来自于用湿法磷酸生产工业级磷酸盐或全水溶性复合肥等产品时，氨中和除杂工艺过程中。
上述一种将枸溶磷转化为水溶磷的方法，其中步骤1所述的硫酸与硝酸的物质的量之比为1︰1-3，保证最大程度的生成水溶磷，硫酸或硝酸的含量过量，均不利于水溶磷的生成；优选的，硫酸与硝酸的物质的量之比为1︰2。
上述一种将枸溶磷转化为水溶磷的方法，其中步骤1所述的硝酸与枸溶磷的质量比为1︰4-6；用量过小，对枸溶磷的置换不完全，生成的水溶磷量少，且不利于反应向生成水溶磷的方向进行；用量过大，成本过高，产生其它副反应且溶液酸性太强，不利于水溶磷的进一步加工和应用；优选的，所述的硝酸与枸溶磷的质量比为1︰5。
上述一种将枸溶磷转化为水溶磷的方法，其中步骤1所述的活化剂是由十二烷基苯磺酸钠与硝酸铵按物质的量之比4-6︰1混合而成的；所述活化剂与枸溶磷的质量比为0.005-0.02︰1；活化剂能提高各反应的化学活性，从而促进化学反应的进行，即能促进枸溶磷转化为水溶磷的速度；优选的，所述的活化剂是由十二烷基苯磺酸钠与硝酸铵按物质的量之比5︰1混合而成的；所述活化剂与枸溶磷的质量比为0.01︰1。
上述一种将枸溶磷转化为水溶磷的方法，其中步骤1所述的活化反应温度为85-90℃，活化反应温度过低，反应速度慢，且活化剂的催化作用弱，不利于枸溶磷转化为水溶磷；温度过高，水溶磷转化为枸溶磷的速度大于枸溶磷转化为水溶磷的速度，不利于水溶磷的生成。
上述一种将枸溶磷转化为水溶磷的方法，其中步骤1所述的活化反应时间为2-2.5h，活化反应时间太短，枸溶磷转化为水溶磷的量小；活化反应时间太长，水溶磷稳定性差，会重新转化为枸溶磷。
上述一种将枸溶磷转化为水溶磷的方法，其中所述的稳定剂为酵母源有机原料；所述酵母源有机原料是由生物材料经发酵、过滤制得的有机原料，含有大量有机活性基团，对水溶磷具有稳定作用；所述稳定剂与枸溶磷的质量比为0.05-0.2︰1；稳定剂能通过控制可逆反应的反应方向来抑制水溶磷转化为枸溶磷，从而保持溶液中水溶磷与枸溶磷的含量平衡关系，继而增加水溶磷的稳定性，有利于水溶磷的进一步加工和应用；稳定剂的用量过少，对水溶磷的稳定效果差，部分水溶磷会转化为枸溶磷；稳定剂用量过大，成本增加，同时增加了水溶磷中杂质的含量，不利于水溶磷的进一步加工和应用；优选的，所述稳定剂与枸溶磷的质量比为0.1︰1。
上述一种将枸溶磷转化为水溶磷的方法，枸溶磷转化为水溶磷的转化率≥70%。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明方法利用活化反应将枸溶磷转化为水溶磷，增加了枸溶磷的使用范围和经济价值，提高了枸溶磷的利用率。
2、本发明方法通过添加稳定剂促进反应向生成水溶磷的方向进行，从而提高了枸溶磷转化为水溶磷的转化率。
3、本发明方法工艺简单，可靠，得到的水溶磷含量高，有利于枸溶磷的回收利用。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明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以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
1、先在含有100kg的枸溶磷的滤渣中加入含有10kg的硫酸、20kg的硝酸的水溶液进行混合后，再加入1.0kg的由5份十二烷基苯磺酸钠和1份硝酸铵混合而成的活化剂，然后在88℃的温度下进行活化反应2.0h，得到混合浆料；
2、在步骤1得到的混合浆料中加入10kg的酵母源有机原料，混合均匀后，得到稳定的水溶磷料浆。
将上述制备得到的水溶性浆料进行实验检测。
实施例2
1、先在含有100kg的枸溶磷的滤渣中加入含有10kg的硫酸、10kg的硝酸的水溶液进行混合后，再加入2.0kg的由6份十二烷基苯磺酸钠和1份硝酸铵混合而成的活化剂，然后在85℃的温度下进行活化反应2.0h，得到混合浆料；
2、在步骤1得到的混合浆料中加入5.0kg的酵母源有机原料，混合均匀后，得到稳定的水溶磷料浆。
将上述制备得到的水溶性浆料进行实验检测。
实施例3
1、先在含有100kg的枸溶磷的溶液中加入含有10kg的硫酸、20kg的硝酸的水溶液进行混合后，再加入0.5kg的由4份十二烷基苯磺酸钠和1份硝酸铵混合而成的活化剂，然后在90℃的温度下进行活化反应2.5h，得到混合浆料；
2、在步骤1得到的混合浆料中加入20kg的酵母源有机原料，混合均匀后，得到稳定的水溶磷料浆。
将上述制备得到的水溶性浆料进行实验检测。
对比例1
1、先在含有100kg的枸溶磷的滤渣中加入含有10kg的硫酸、20kg的硝酸的水溶液进行混合后，在88℃的温度下进行活化反应2.0h，得到混合浆料；
2、在步骤1得到的混合浆料中加入10kg的酵母源有机原料，混合均匀后，得到料浆。
将上述制备得到的料浆进行实验检测。
对比例2
1、先在含有100kg的枸溶磷的滤渣中加入1.0kg的由5份十二烷基苯磺酸钠和1份硝酸铵混合而成的活化剂，然后在88℃的温度下进行活化反应2.0h，得到混合浆料；
2、在步骤1得到的混合浆料中加入10kg的酵母源有机原料，混合均匀后，得到料浆。
将上述制备得到的料浆进行实验检测。
对比例3
1、先在含有100kg的枸溶磷的滤渣中加入含有10kg的硫酸、20kg的硝酸的水溶液进行混合后，再加入1.0kg的由5份十二烷基苯磺酸钠和1份硝酸铵混合而成的活化剂，然后在88℃的温度下进行活化反应2.0h，得到混合浆料；
2、在步骤1得到的混合浆料中加入10kg的去离子水，混合均匀后，得到料浆。
将上述制备得到的料浆进行实验检测。
对比例4
1、先在含有100kg的枸溶磷的滤渣中加入含有10kg的硫酸水溶液进行混合后，再加入1.0kg的由5份十二烷基苯磺酸钠和1份硝酸铵混合而成的活化剂，然后在88℃的温度下进行活化反应2.0h，得到混合浆料；
2、在步骤1得到的混合浆料中加入10kg的酵母源有机原料，混合均匀后，得到料浆。
将上述制备得到的料浆进行实验检测。
将上述实施例1-3和对比例1-4所制备得到的浆料进行检测，数据如下：
编号 原料中枸溶磷比例（%） 处理后料浆中水溶磷含量增加百分比（%） 枸溶磷转化率（%）
实施例1 30.41 22.68 74.58
实施例2 30.41 22.42 73.73
实施例3 30.41 22.18 72.94
对比例1 30.41 6.86 22.56
对比例2 30.41 2.68 8.81
对比例3 30.41 13.58 44.65
对比例4 30.41 9.75 32.06
由上述检测结果可知，实施例1-3采用本发明方法对枸溶磷进行处理，能有效的将枸溶磷转化为水溶磷，转化率大，显著提高了枸溶磷的使用范围和经济价值，尤其是实施例1，为最佳实施方案，转化率最大；而对比例1由于没有使用本发明活化剂，不能促进枸溶磷转化为水溶磷，从而显著降低了枸溶磷转化为水溶磷的转化率；对比例2中没有加入硫酸和硝酸对枸溶磷进行处理，显然枸溶磷转化为水溶磷的反应基本不能进行，因而，枸溶磷转化为水溶磷的转化率很低；对比例3中没有添加稳定剂，因而步骤1转化的水溶磷部分重新转化为了枸溶磷，因而最终料浆中水溶磷的转化率显著降低；对比例4中只使用了硫酸而没有使用硝酸，枸溶磷转化为水溶磷的反应速度慢，对枸溶磷的转化率低。

Claims (8)

1.一种将枸溶磷转化为水溶磷的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将枸溶磷与硫酸和硝酸混合，在活化剂的作用下进行活化反应，得到混合浆料；
（2）在步骤1得到的混合浆料中加入稳定剂，得到稳定的水溶磷料浆；
所述的活化剂是由十二烷基苯磺酸钠与硝酸铵按物质的量之比4-6︰1混合而成的；所述的稳定剂为酵母源有机原料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中所述的硫酸与硝酸的质量之比为1︰1-3。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤1中所述的硝酸与枸溶磷的质量比为1︰4-6。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中所述的活化剂与枸溶磷的质量比为0.005-0.02︰1。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤1中所述的活化剂与枸溶磷的质量比为0.01︰1。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中活化反应温度为85-90℃。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中活化反应时间为2-2.5h。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中所述的稳定剂与枸溶磷的质量比为0.05-0.2︰1。
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