CN107746300A - 一种硫磷二铵二元复合肥料及利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法 - Google Patents

一种硫磷二铵二元复合肥料及利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于化肥生产技术领域，提供了一种硫磷二铵二元复合肥料及利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法。该复合肥料的原料包括磷铵副产物、硫酸、液氨、尿素、磷铵和膨润土；该复合肥料有利于作物对该复合肥料的吸收，并能够广泛施用于农田作物。该利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法包括：将磷铵副产物与硫酸混合形成浆料进行反应；向浆料中加入液氨中和浆料；向浆料中加入尿素、磷铵和膨润土后再进行造粒成物料；对物料依次进行烘干、冷却和筛分；该方法能够对磷铵副产物进行综合利用，变废为宝，并可生产出高效的硫磷二铵二元复合肥料。

Description

一种硫磷二铵二元复合肥料及利用磷铵副产物生产硫磷二铵 二元复合肥料的方法
技术领域
本发明属于肥料制造技术领域，具体地说，涉及一种硫磷二铵二元复合肥料及利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法。
背景技术
在磷铵生产过程中，为得到不同等级的产品，生产上会对磷铵中和浆料进行部分分离，分离后将产生固相副产物。磷铵固相副产物中氮含量为3-8％；磷含量为30-45％；硫含量为1-4％。其中，磷铵固相副产物含氮量和含硫量均偏低、虽然含磷量偏高，但几乎都为枸溶性磷，作物不易吸收，肥效缓慢，市场无前景，利用性不高，还容易对环境造成污染。
因此，发明一种能够将磷铵固相副产物转化为有效作物的方法成为了目前亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术中上述的不足，本发明的第一目的在于提供一种硫磷二铵二元复合肥料，该硫磷二铵二元复合肥料的氮磷元素含量高，同时硫元素含量也大大提高，有利于作物对该二元复合肥料的吸收，并能够广泛施用于农田作物。
针对现有技术中上述的不足，本发明的第二目的在于提供一种利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法，该方法能够对磷铵副产物进行综合利用，变废为宝；该方法能够对磷铵副产物中的磷成分进行有效转化，将枸溶性磷转化为植物快速吸收的水溶性磷，增强活性；并可生产出高效的硫磷二铵二元复合肥料，提高硫磷二铵二元复合肥料的氮磷硫的含量，提高大田作物的亩产量，既能够节约磷资源，又能够降低环境危害。
为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是：
一种硫磷二铵二元复合肥料，其原料包括：磷铵副产物、硫酸、液氨、尿素、磷铵和膨润土；磷铵副产物、硫酸、液氨、尿素、磷铵和膨润土的质量比为37.7-81：27-29：8-8.5：2-5：5-7.5：1-2。
一种利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法，包括以下制备步骤：(1)将磷铵副产物与硫酸按上述硫磷二铵二元复合肥料的质量比混合形成浆料，加水使浆料比重为1.2-2.0：1，进行反应；(2)按上述质量比向浆料中加入液氨转换的氨气至浆料的pH为5-6，控制氨气压力为0.4-0.8MPa；(3)向浆料中按上述质量比加入尿素、磷铵和膨润土进行造粒成物料；(4)经造粒后的物料依次进行烘干、冷却和筛分。
本发明提供的硫磷二铵二元复合肥料及利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法的有益效果是：
(1)该硫磷二铵二元复合肥料的原料包括：磷铵副产物、硫酸、液氨、尿素、磷铵和膨润土；其中，液氨用于调节磷铵副产物和硫酸形成的浆料使之在合适的酸碱度条件下生成氮磷复合肥；尿素、磷铵和膨润土作为原料辅料加入原料中，能够起到辅助产品生成的作用；磷铵副产物、硫酸、液氨、尿素、磷铵和膨润土的质量比为37.7-81：27-29：8-8.5：2-5：5-7.5：1-2，该配比范围经发明人创造性试验所得，在该配比范围内，能够将磷铵副产物中的有大量枸溶性磷转化为有效磷，且制得含氮磷元素较高的硫磷二铵二元复合肥料。
(2)该利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法包括：将磷铵副产物与硫酸按上述硫磷二铵二元复合肥料的质量比混合形成浆料，加水使浆料比重为1.2-2.0，进行反应；浆料比的限定有利于后续复合肥的形成；接着控制压力为0.4-0.8MPa，按上述质量比向浆料中加入液氨至浆料的pH为5-6，压力和pH的限定均为在合理条件下快速生成复合肥，有利于枸溶性磷的转换；然后向浆料中按质量比加入尿素、磷铵和膨润土进行造粒成物料；接着经造粒后的物料依次进行烘干、冷却和筛分；通过该方法能够得到含氮磷匹配(氮含量由3-8％提高到产品中的8-12％；有效磷含量10-30％)的二元复合肥料，同时使硫由1-4％提高到产品中的6-10％，利于作物吸收，能够广泛施用于农田作物，能够提高大田作物的亩产量。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例提供的一种硫磷二铵二元复合肥料及利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法进行具体说明。
一种硫磷二铵二元复合肥料其原料包括：磷铵副产物、硫酸、液氨、尿素、磷铵和膨润土；磷铵副产物、硫酸、液氨、尿素、磷铵和膨润土的质量比为37.7-81：27-29：8-8.5：2-5：5-7.5：1-2；为了取得更好的施肥效果，作为优选地，磷铵副产物、硫酸、液氨、尿素、磷铵和膨润土的质量比为50-55：27-29：8-8.5：2-4：7-7.5：1-2。其中，磷铵优选为磷酸一铵，在作物生长期间施用磷酸一铵是最适宜的，磷酸一铵在土壤中呈酸性，与种子过于接近可能产生不良影响，在酸性土壤中它比普钙、硫酸铵好，在碱性土壤中也比其他肥料优越；尿素是一种高浓度氮肥，属中性速效肥料，也可用于生产多种复合肥料，在土壤中不残留任何有害物质，长期施用没有不良影响；膨润土对各种气体、液体、有机物质有一定的吸附能力，最大吸附量可达5倍于自身的重量。
一种利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法，包括以下制备步骤：(1)将磷铵副产物与硫酸按上述硫磷二铵二元复合肥料的质量比混合形成浆料，加水使浆料比重为1.2-2.0：1，优选为1.45-1.55：1，进行反应的反应时间优选为0.5-2.0h；在该时间范围内，反应更加充分；
(2)按上述质量比向浆料中加入液氨转换的氨气至浆料的pH为5-6，控制氨气压力为0.4-0.8MPa；(3)向浆料中按上述质量比加入尿素、磷铵和膨润土进行造粒成物料；
(4)经造粒后的物料进行烘干；其中，为方便操作，烘干步骤中优选地采用烘干机对浆料进行烘干，为了快速实现对浆料的烘干，优选地，烘干机入口气体的温度为300-500℃，为防止颗粒粘接，同时更好的筛分和包膜及包装控温，烘干机出口气体的温度为60-90℃；接着对烘干后的物料进行冷却；然后对冷却后的物料再进行筛分，直到筛分至粒径为2-4mm，以满足生产需要；进一步地，再将经过筛分后的物料进行返料后破碎至不大于1.0mm以便于生产包装，再经过包膜、计量包装、成品入库等工序得到硫磷二铵成品。
实施例1
本实施例提供了一种利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法，包括：
生产配方准备：磷铵副产物、硫酸、液氨、尿素、磷铵和膨润土的质量比为37.7：27：8：2：5：1。
生产流程：(1)将磷铵副产物与硫酸按上述质量比混合进反应槽内，通过搅拌混合均匀形成浆料，加水使浆料比重为1.2：1，进行反应2h；(2)浆料由泵送入缓冲罐贮存，再由泵稳定地送入管式反应器，按上述质量比液氨由氨蒸发器的转换为氨气进入管式反应器内中和浆料的pH为5-6，其中，氨气压力控制为0.4MPa；(3)从复合肥干粉投料仓投放按照上述质量比准备的尿素，磷铵和膨润土并输送至造粒机，与管式反应器的喷射料浆混合造粒；(4)出造粒机的物料再进入烘干机进行烘干，烘干机入口气体温度控制为300℃之间，烘干机出口气体温度60℃之间；然后出烘干机物料再进行冷却；接着进行筛分至粒径为2-4mm，返料后破碎至粒径不大于1.0mm，再进行包膜、计量包装、成品入库等工序得到硫磷二铵成品。
实施例2
本实施例提供了一种利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法，包括：
生产配方准备：磷铵副产物、硫酸、液氨、尿素、磷铵和膨润土的质量比为81：29：8.5：5：7.5：2。
生产流程：(1)将磷铵副产物与硫酸按上述质量比混合进反应槽内，通过搅拌混合均匀形成浆料，加水使浆料比重为2.0：1，进行反应1.2h；(2)浆料由泵送入缓冲罐贮存，再由泵稳定地送入管式反应器，按上述质量比液氨由氨蒸发器的转换为氨气进入管式反应器内中和浆料的pH为5-6，其中，氨气压力控制为0.8MPa；(3)从复合肥干粉投料仓投放按照上述质量比准备的尿素，磷铵和膨润土并输送至造粒机，与管式反应器的喷射料浆混合造粒；(4)出造粒机的物料再进入烘干机进行烘干，烘干机入口气体温度控制为500℃之间，烘干机出口气体温度90℃之间；然后出烘干机物料再进行冷却；接着进行筛分至粒径为2-4mm，返料后破碎至粒径不大于1.0mm，再进行包膜、计量包装、成品入库等工序得到硫磷二铵成品。
实施例3
本实施例提供了一种利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法，包括：
生产配方准备：磷铵副产物、硫酸、液氨、尿素、磷铵和膨润土的质量比为55：27：8：5：5：1.5。
生产流程：(1)将磷铵副产物与硫酸按上述质量比混合进反应槽内，通过搅拌混合均匀形成浆料，加水使浆料比重为1.5：1，进行反应1.5h；(2)浆料由泵送入缓冲罐贮存，再由泵稳定地送入管式反应器，按上述质量比液氨由氨蒸发器的转换为氨气进入管式反应器内中和浆料的pH为5-6，其中，氨气压力控制为0.6MPa；(3)从复合肥干粉投料仓投放按照上述质量比准备的尿素，磷铵和膨润土并输送至造粒机，与管式反应器的喷射料浆混合造粒；(4)出造粒机的物料再进入烘干机进行烘干，烘干机入口气体温度控制为400℃之间，烘干机出口气体温度80℃之间；然后出烘干机物料再进行冷却；接着进行筛分至粒径为2-4mm，返料后破碎至粒径不大于1.0mm，再进行包膜、计量包装、成品入库等工序得到硫磷二铵成品。
实施例4
本实施例提供了一种利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法，包括：
生产配方准备：磷铵副产物、硫酸、液氨、尿素、磷铵和膨润土的质量比为53：27：8：4：7：1。
生产流程：(1)将磷铵副产物与硫酸按上述质量比混合进反应槽内，通过搅拌混合均匀形成浆料，加水使浆料比重为1.5：1，进行反应1.5h；(2)浆料由泵送入缓冲罐贮存，再由泵稳定地送入管式反应器，按上述质量比液氨由氨蒸发器的转换为氨气进入管式反应器内中和浆料的pH为5-6，其中，氨气压力控制为0.6MPa；(3)从复合肥干粉投料仓投放按照上述质量比准备的尿素，磷铵和膨润土并输送至造粒机，与管式反应器的喷射料浆混合造粒；(4)出造粒机的物料再进入烘干机进行烘干，烘干机入口气体温度控制为400℃之间，烘干机出口气体温度80℃之间；然后出烘干机物料再进行冷却；接着进行筛分至粒径为2-4mm，返料后破碎至粒径不大于1.0mm，再进行包膜、计量包装、成品入库等工序得到硫磷二铵成品。
实施例5
本实施例提供了一种利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法，包括：
生产配方准备：磷铵副产物、硫酸、液氨、尿素、磷铵和膨润土的质量比为50：29：8.5：2：7.5：2。
生产流程：(1)将磷铵副产物与硫酸按上述质量比混合进反应槽内，通过搅拌混合均匀形成浆料，加水使浆料比重为1.5：1，进行反应1.5h；(2)浆料由泵送入缓冲罐贮存，再由泵稳定地送入管式反应器，按上述质量比液氨由氨蒸发器的转换为氨气进入管式反应器内中和浆料的pH为5-6，其中，氨气压力控制为0.6MPa；(3)从复合肥干粉投料仓投放按照上述质量比准备的尿素，磷铵和膨润土并输送至造粒机，与管式反应器的喷射料浆混合造粒；(4)出造粒机的物料再进入烘干机进行烘干，烘干机入口气体温度控制为400℃之间，烘干机出口气体温度80℃之间；然后出烘干机物料再进行冷却；接着进行筛分至粒径为2-4mm，返料后破碎至粒径不大于1.0mm，再进行包膜、计量包装、成品入库等工序得到硫磷二铵成品。
对比例1
本对比例提供了一种利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法，包括：
生产配方准备：磷铵副产物、硫酸、液氨、尿素、磷铵和膨润土的质量比为35：30：7：6：4：2.5。
生产流程：(1)将磷铵副产物与硫酸按上述质量比混合进反应槽内，通过搅拌混合均匀形成浆料，加水使浆料比重为1：1，进行反应2.5h；(2)浆料由泵送入缓冲罐贮存，再由泵稳定地送入管式反应器，按上述质量比液氨由氨蒸发器的转换为氨气进入管式反应器内中和浆料的pH为5-6，其中，氨气压力控制为0.9MPa；(3)从复合肥干粉投料仓投放按照上述质量比准备的尿素，磷铵和膨润土并输送至造粒机，与管式反应器的喷射料浆混合造粒；(4)出造粒机的物料再进入烘干机进行烘干，烘干机入口气体温度控制为550℃之间，烘干机出口气体温度100℃之间；然后出烘干机物料再进行冷却；接着进行筛分至粒径为2-4mm，返料后破碎至粒径不大于1.0mm，再进行包膜、计量包装、成品入库等工序得到硫磷二铵成品。
对比例2
本对比例提供了一种利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法，包括：
生产配方准备：磷铵副产物、硫酸、液氨、尿素、磷铵和膨润土的质量比为85：25：9：1.5：8：0.5。
生产流程：(1)将磷铵副产物与硫酸按上述质量比混合进反应槽内，通过搅拌混合均匀形成浆料，加水使浆料比重为2.2：1，进行反应1h；(2)浆料由泵送入缓冲罐贮存，再由泵稳定地送入管式反应器，按上述质量比液氨由氨蒸发器的转换为氨气进入管式反应器内中和浆料的pH为5-6，其中，氨气压力控制为0.3MPa；(3)从复合肥干粉投料仓投放按照上述质量比准备的尿素，磷铵和膨润土并输送至造粒机，与管式反应器的喷射料浆混合造粒；(4)出造粒机的物料再进入烘干机进行烘干，烘干机入口气体温度控制为280℃之间，烘干机出口气体温度58℃之间；然后出烘干机物料再进行冷却；接着进行筛分至粒径为2-4mm，返料后破碎至粒径不大于1.0mm，再进行包膜、计量包装、成品入库等工序得到硫磷二铵成品。
实验例1
将实施例1-5的产品包装依据GB/T 15063-2009标准检测产品限定指标，并采用GB/T 19203-2003《复混肥料中钙、镁、硫含量的测定》检测硫含量与产品标识的符合性，采用GB/T 8573-2010《复混肥料中有效磷含量测定》进行检测磷含量与产品标识的符合性，所有检测指标符合后判定为合格产品。
实验例2
将实施例1-5，对比例1-2制备得到的硫磷二铵成品设置为实验组1-7，常规磷酸二铵作为对照组，调节实验组1-7与对照组的用量比以确保氮元素含量一致。试验在绵竹遵道镇龙蟒农业技术研究院试验田进行，试验地土壤为粘壤土，肥力中等，试验作物为小麦，试验施肥方式及田间管理同常规习惯。
实验结果见表1所示：
表1实验组1-7和对照组的小麦产量对比
由表1数据可知，实验组1-7组中小麦的产量高压远高于对照组中小麦的产量，该结果表明，通过本发明实施例提供的利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法制备得到的硫磷二铵二元复合肥料，一方面能够对磷铵副产物中的磷成分进行有效转化，将枸溶性磷转化为植物快速吸收的水溶性磷，增强活性；另一方面，通过对实验过程中各工艺参数的范围的控制，并可生产出高效的硫磷二铵二元复合肥料，提高硫磷二铵二元复合肥料的氮磷硫的含量，提高大田作物的亩产量，既能够节约磷资源，又能够降低环境危害。
此外，实验组1-5组中小麦的产量高于实验组6和7中小麦的产量，实验组6和实验组7的工艺参数范围均未落在本年发明实施例提供的范围内，该结果进一步表明，采用本发明实施例提供的工艺参数范围内制备得到的硫磷二铵二元复合肥料的肥效更高，更加能够提高大田作物的亩产量。
实验例3
将实施例1-5，对比例1-2制备得到的硫磷二铵成品设置为实验组1-7，常规磷酸二铵作为对照组，调节实验组1-7与对照组的用量比以确保氮元素含量一致。试验在绵竹遵道镇龙蟒农业技术研究院试验田进行，试验地土壤为粘壤土，肥力中等，试验作物为玉米，追肥、试验施肥方式及田间管理同常规习惯。
实验结果见表2所示：
表2实验组1-7和对照组的玉米产量对比
由表2数据可知，实验组1-7组中玉米的产量高压远高于对照组中玉米的产量，该结果表明，通过本发明实施例提供的利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法制备得到的硫磷二铵二元复合肥料，一方面能够对磷铵副产物中的磷成分进行有效转化，将枸溶性磷转化为植物快速吸收的水溶性磷，增强活性；另一方面，通过对实验过程中各工艺参数的范围的控制，并可生产出高效的硫磷二铵二元复合肥料，提高硫磷二铵二元复合肥料的氮磷硫的含量，提高大田作物的亩产量，既能够节约磷资源，又能够降低环境危害。
此外，实验组1-5组中玉米的产量高于实验组6和7中玉米的产量，实验组6和实验组7的工艺参数范围均未落在本年发明实施例提供的范围内，该结果进一步表明，采用本发明实施例提供的工艺参数范围内制备得到的硫磷二铵二元复合肥料的肥效更高，更加能够提高大田作物的亩产量。
综上所述，由本发明实施例提供的一种利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法，该方法能够对磷铵副产物进行综合利用，变废为宝；该方法能够对磷铵副产物中的磷成分进行有效转化，将枸溶性磷转化为植物快速吸收的水溶性磷，增强活性；并可生产出高效的硫磷二铵二元复合肥料，提高硫磷二铵二元复合肥料的氮磷硫的含量，提高大田作物的亩产量，既能够节约磷资源，又能够降低环境危害；由本发明实施例提供的一种硫磷二铵二元复合肥料，该硫磷二铵二元复合肥料的氮磷元素含量高，同时硫元素含量也大大提高，有利于作物对该二元复合肥料的吸收，并能够广泛施用于农田作物。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种硫磷二铵二元复合肥料，其特征在于：其原料包括：磷铵副产物、硫酸、液氨、尿素、磷铵和膨润土；所述磷铵副产物、所述硫酸、所述液氨、所述尿素、所述磷铵和所述膨润土的质量比为37.7-81：27-29：8-8.5：2-5：5-7.5：1-2。
2.根据权利要求1所述的硫磷二铵二元复合肥料，其特征在于：所述磷铵副产物、所述硫酸、所述液氨、所述尿素、所述磷铵和所述膨润土的质量比为50-55：27-29：8-8.5：2-4：7-7.5：1-2。
3.根据权利要求1所述的硫磷二铵二元复合肥料，其特征在于：所述磷铵为磷酸一铵。
4.一种利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法，其特征在于：包括以下制备步骤：(1)将磷铵副产物与硫酸按权利要求1所述的硫磷二铵二元复合肥料的所述质量比混合形成浆料，加水使所述浆料比重为1.2-2.0：1，进行反应；(2)控制压力为0.4-0.8MPa，按所述质量比向所述浆料中加入液氨至所述浆料的pH为5-6；(3)向所述浆料中按所述质量比加入尿素、磷铵和膨润土进行造粒成物料；(4)经造粒后的物料依次进行烘干、冷却和筛分。
5.根据权利要求4所述的利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法，其特征在于：步骤(1)中所述浆料比重为1.45-1.55：1。
6.根据权利要求5所述的利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法，其特征在于：步骤(1)中所述浆料的反应时间为0.5-2.0h。
7.根据权利要求6所述的利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法，其特征在于：步骤(4)中采用烘干机对浆料进行烘干，烘干机入口气体的温度为300-500℃，烘干机出口气体的温度为60-90℃。
8.根据权利要求7所述的利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法，其特征在于：步骤(4)中对物料进行筛分至粒径为2-4mm。
9.根据权利要求8所述的利用磷铵副产物生产硫磷二铵二元复合肥料的方法，其特征在于：步骤(4)中筛分后将所述物料进行返料后破碎至粒径不大于1mm。
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