CN110304947A

CN110304947A - 硝酸铵钙镁颗粒肥及其制备方法

Info

Publication number: CN110304947A
Application number: CN201910754235.2A
Authority: CN
Inventors: 方进; 顾春光; 任光耀; 黄德明; 陈铭
Original assignee: Guizhou Batian Ecotypic Engineering Co Ltd
Current assignee: Guizhou Batian Ecotypic Engineering Co Ltd
Priority date: 2019-08-15
Filing date: 2019-08-15
Publication date: 2019-10-08

Abstract

本发明涉及一种硝酸铵钙镁颗粒肥及其制备方法。该方法包括如下步骤：以中低品位磷矿为原料制备低镁磷精矿，并得到浸取液；对上述浸取液进行浓缩处理，得到浓缩物；对浓缩物进行造粒处理，得到硝酸铵钙镁颗粒肥。上述硝酸铵钙镁颗粒肥的制备方法，以中低品位磷矿制备低镁磷精矿副产浸取液为原料制取硝酸铵钙镁颗粒肥，制备过程只需通过浓缩和造粒处理，不需要经过其它处理步骤或者添加其他原料，工艺流程简单，易操作；整个生产过程无废液、废渣产生，绿色环保；得到颗粒成球率≥90％，表面光圆的颗粒状硝酸铵钙镁产物，具有全水溶、全营养、肥效快，便于运输、储存与施用的特点。

Description

硝酸铵钙镁颗粒肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及无机肥料制作领域，特别是涉及一种硝酸铵钙镁颗粒肥及其制备方法。

背景技术

我国磷矿资源丰富，但是90％以上为中低品位(P₂O₅的质量含量在30％以下)磷矿。在中低品位磷矿提取磷精矿时，会产生很多副产浸取液，该浸取液以Ca(NO₃)₂、Mg(NO₃)₂、NH₄NO₃、NH₄OH及H₂O为主。

目前，国内选矿工艺的浸取液多残留在尾矿中，回填至矿井，对环境及地下水造成污染，且资源未得到有效利用。

发明内容

基于此，有必要提供一种以中低品位磷矿副产浸取液为原料制备硝酸铵钙镁颗粒肥的方法。

此外，提供一种上述制备方法制备得到的硝酸铵钙镁颗粒。

一种硝酸铵钙镁颗粒肥的制备方法，包括如下步骤：

以中低品位磷矿为原料制备低镁磷精矿，并得到浸取液；

对所述浸取液进行浓缩处理，得到浓缩物；

对所述浓缩物采用强力混合造粒机处理或高塔造粒处理，得到所述硝酸铵钙镁颗粒肥。

上述硝酸铵钙镁颗粒肥的制备方法，以中低品位磷矿制备低镁磷精矿时得到的浸取液为原料制备得到硝酸铵钙镁颗粒肥，此过程只需通过浓缩和造粒处理，不需要经过其它处理步骤或者添加其他原料，流程简单，易操作；整个生产过程无废液、废渣产生，绿色环保；得到的产物为表面光圆的颗粒状的硝酸铵钙镁，运输、储存方便，有效成分不易流失。

在其中一个实施例中，所述得到浓缩物的步骤包括：

以0.5MPa～1MPa的蒸汽对所述浸取液进行第一次浓缩处理，得到第一浓缩液，其中，所述第一浓缩液中的硝酸铵钙镁的质量百分含量不低于60％；

以2.0MPa～2.2MPa的蒸汽、160℃～170℃的蒸发温度，对所述第一浓缩液进行第二次浓缩处理，并与所述第一浓缩液进行换热降温至98℃～110℃，得到所述浓缩物，其中，所述浓缩物中的硝酸铵钙镁的质量百分含量为80％～92％。

在其中一个实施例中，所述造粒处理的方式选自强力混合造粒机造粒、高塔喷洒造粒中的一种；在所述对所述浓缩物进行造粒处理的步骤之后，还包括对所述硝酸铵钙镁颗粒肥进行筛分，得到粒径为2mm～4mm的所述硝酸铵钙镁颗粒肥的步骤。

在其中一个实施例中，在所述对所述硝酸铵钙镁颗粒肥进行筛分，得到粒径为2mm～4mm的所述硝酸铵钙镁颗粒肥的步骤中，对于粒径小于2mm的所述硝酸铵钙镁颗粒肥和粒径大于4mm的所述硝酸铵钙镁颗粒肥，返回至所述对所述浓缩物进行造粒处理的步骤中与所述浓缩物混合，进行所述造粒处理。

在其中一个实施例中，在所述得到粒径为2mm～4mm的所述硝酸铵钙镁颗粒肥的步骤之后，还包括对所述粒径为2mm～4mm的所述硝酸铵钙镁颗粒肥进行冷却和包装的步骤。

在其中一个实施例中，所述浸取液的主要成分包括：Ca(NO₃)₂、Mg(NO₃)₂、NH₄NO₃、NH₄OH及H₂O。

在其中一个实施例中，所述浸取液可通过如下步骤制备得到：

将所述中低品位磷矿进行破碎、煅烧、湿法球磨处理，得到预处理物；

将所述预处理物与硝酸铵混合，进行第一次浸取反应，得到第一反应物，其中，反应温度为75℃～90℃，反应时间为1h～2h；

将所述第一反应物与硝酸混合，进行第二次浸取反应，得到第二反应物，其中，反应温度为75℃～85℃，反应时间为1h～2h；

调节所述第二反应物的pH至4.0～6.5，并进行压滤处理，得到所述低镁磷精矿和所述浸取液。

在其中一个实施例中，所述预处理物的粒径小于或等于1.0mm。

在其中一个实施例中，所述中低品位磷矿、所述硝酸铵及所述硝酸的质量比为10:(3～5):(0.5～2)。

上述的硝酸铵钙镁颗粒肥的制备方法制备得到硝酸铵钙镁颗粒肥，以质量百分含量计，所述硝酸铵钙镁颗粒肥包括15％～25％的氮元素、8％～18％的水溶钙及1％～6％的水溶镁，其中，所述氮元素中，铵态氮占1％～3％。

附图说明

图1为一实施方式的硝酸铵钙镁颗粒肥的制备方法工艺流程简图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将具体实施方式对本发明进行更全面的描述。具体实施方式给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本文中，磷矿的品位的划分与本领域常用的分类标准相同，即按照P₂O₅的含量来划分的，通常将P₂O₅为30％以上的定为高品位磷矿，含量20％～30％的为中品位磷矿，含量在20％以下的为低品位磷矿。

一实施方式的硝酸铵钙镁颗粒肥的制备方法，包括如下步骤：

步骤S110：以中低品位磷矿为原料制备低镁磷精矿，并得到浸取液。其中，上述浸取液的主要成分包括：Ca(NO₃)₂、Mg(NO₃)₂、NH₄NO₃、NH₄OH及H₂O。

可以理解，上述步骤S110中的浸取液是以中低品位磷矿为原料，经煅烧、消化、湿法球磨处理，浸取制备低镁磷精矿时的副产物，既可以从专门的磷矿加工厂购买获得，也可以通过如下步骤制备得到：

步骤S111：将中低品位磷矿进行破碎、煅烧、湿法球磨处理，得到预处理物。

步骤S112：将上述预处理物与硝酸铵混合，进行第一次浸取反应，得到第一反应物，其中，反应温度75℃～90℃，反应时间1～2h。

步骤S113：将上述第一反应物与硝酸混合，进行第二次浸取反应，得到第二反应物，其中，反应温度75℃～85℃，反应时间1～2h。

步骤S114：调节上述第二反应物的pH至4.0～6.5，并进行压滤处理，得到所述低镁磷精矿和所述浸取液。

在其中一个实施例中，破碎后得到的预处理物的粒径小于或等于1.0mm。可以理解，较小粒径的预处理物具有较大的比表面积，更容易于硝酸铵和硝酸接触，从而取得更好的浸取效果，消耗的硝酸铵和硝酸的量就越少，但是，粒径越小加工难度和加工成本越高。

在其中一个实施例中，上述步骤中的中低品位磷矿、硝酸铵及硝酸的质量比为10:(3～5):(0.5～2)。

需要说明的是，上述三者的质量比控制在此范围内，有利于发挥中低品位磷矿、硝酸铵和硝酸溶液的配合作用。优选地，上述硝酸铵质量浓度大于92％，硝酸的质量浓度为10％～20％。

步骤S130：对步骤S110中的浸取液进行浓缩处理，得到浓缩物。

具体地，步骤S130包括如下步骤：

步骤S131：以0.5MPa～1MPa的蒸汽对上述的浸取液进行第一次浓缩处理，得到第一浓缩液。其中，通过第一浓缩处理，得到的第一浓缩液中硝酸铵钙镁的质量百分含量不低于60％。

步骤S132：以2.0MPa～2.2MPa的蒸汽、160℃～170℃的蒸发温度，对步骤S131中的第一浓缩液进行第二次浓缩处理，并与第一次浓缩液进行换热降温至98℃～110℃，得到步骤S130中的浓缩液。其中，通过第二浓缩处理，得到的浓缩液中硝酸铵钙镁的质量百分含量为85％～90％。可以理解的是，降温的目的是为了方便后续的造粒处理，98℃～110℃为最优的造粒温度。

步骤S150：对步骤S130中的浓缩液进行造粒处理，得到硝酸铵钙镁颗粒肥。

步骤S150中的造粒处理的方式选自强力混合造粒机造粒、高塔喷洒造粒中的一种。由此两种造粒方式得到的硝酸铵钙镁颗粒表面光圆，成球率≥90％，方便施用，故优于其它造粒方式。可以理解，亦可采用其他可以实现的造粒方式。

步骤S170：对步骤S150中的硝酸铵钙镁颗粒肥进行筛分，得到粒径为2mm～4mm的硝酸铵钙镁颗粒肥；对于粒径小于2mm和粒径大于4mm的硝酸铵钙镁颗粒肥，返回至上述的步骤S150中，与来自于步骤S130中的浓缩液混合，进行造粒处理。

可以理解，在步骤S170筛分得到2mm～4mm的硝酸铵钙镁颗粒肥的步骤之后，再对其进行冷却(低于50℃)和包装，就可以得到硝酸铵钙镁颗粒肥产品。

上述的硝酸铵钙镁颗粒肥的制备方法制备得到硝酸铵钙镁颗粒肥，以质量百分含量计，该硝酸铵钙镁颗粒肥包括15％～25％的氮元素、8％～18％的水溶钙及1％～6％的水溶镁，其中，上述氮元素中，铵态氮占1％～3％。

上述硝酸铵钙镁颗粒肥的制备方法，以中低品位磷矿制备低镁磷精矿时的副产物为原料制备得到的硝酸铵钙镁颗粒肥，至少具备如下优点：

(1)制备硝酸铵钙镁颗粒肥的过程只需通过浓缩和造粒处理，不需要经过其它处理步骤或者添加其他原料，工艺流程简单，操作方便。

(2)本发明两种造粒方式，颗粒成球率≥90％，表面光圆，方便施用。

(3)制备得到的产物为颗粒状的硝酸铵钙镁，运输、储存方便，有效成分不易流失。

(4)整个硝酸铵钙镁的制备过程无废液、废渣产生，绿色环保。

(5)制备得到的硝酸铵钙镁颗粒肥是一种新型、高效的氮钙镁肥，具有全水溶、全营养、肥效快的特点，其中含有适量硝态氮、铵态氮和水溶钙及水溶镁，利于农作物生长和快速补充钙、镁元素，作物在天然全水溶性钙、镁的载体作用下，可有效调节土壤酸碱度并促进作物对土壤中氮、磷、钾的吸收，增强作物有效吸收养分和抗逆能力。

以下为具体实施例部分：

在以下实施例中，如无特殊的说明，则不含有除不可避免的杂质以外的其它未明确指出的组分。

实施例1

本实施的硝酸铵钙镁颗粒肥及制备步骤如下：

(1)将中低品位磷矿(P₂O₅ 25.12％)破碎至4.0mm以下，煅烧，冷却，研磨至粒径0.5mm以下，消化，浸取，压滤洗涤，得到浸取液6000kg，泵至浓缩系统(二效逆流蒸发器装置)，通入0.69MPa的低压蒸汽，经过第一浓缩处理，得到第一浓缩液；

(2)将上述的第一浓缩液泵至预热器，采用2.0MPa的中压蒸汽产生的冷凝液作为加热介质，预热后输送至换热器，再输送至温度设置为162℃的强制循环式蒸发器，然后再经换热器与待加热的第一浓缩液混合降至98℃～102℃，得到浓缩物。

(3)将上述的浓缩液送至造粒设备进行强力混合造粒或高塔喷洒造粒，并通过振动筛筛分出粒径为2mm～4mm的硝酸铵钙镁颗粒肥。

(4)对粒径小于2mm和粒径大于4mm的硝酸铵钙镁颗粒返回至步骤(3)中，与来自于步骤(2)中的浓缩液混合，继续进行造粒处理。

实施例2～4

实施例2～4的硝酸铵钙镁颗粒肥的制备步骤与实施例1的制备步骤相同，仅涉及到的工艺参数有所差别，具体的工艺参数请参阅下表1。

表1各实施例制备硝酸铵钙镁颗粒肥时的工艺参数

成分测试

参考标准GB15063-2009、NY/T1117-2010中的测试方法，对上述实施例1～4制备得到的硝酸铵钙镁颗粒肥进行成分检测，检测结果见下表2：

表2各实施例制备得到的硝酸铵钙镁颗粒肥有效成分质量百分比

实施例	N(％)	N<sub>铵</sub>(％)	Ca<sub>水</sub>(％)	Mg<sub>水</sub>(％)	全水(％)	游离水(％)
							1	17.18	2.34	11.76	3.66	16.12	1.28
2	17.59	2.39	12.05	3.74	14.05	0.95
							3	18.03	2.46	12.34	3.83	11.98	0.82
4	18.41	2.51	12.61	3.95	10.18	0.59

由上表可知，利用本文的制备方法，以中低品位磷矿制备低镁磷精矿副产浸取液为原料，制备得到的硝酸铵钙镁颗粒肥中含有氮元素15％～25％(铵态氮1％～3％)、水溶钙8％～18％及水溶镁1％～6％。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种硝酸铵钙镁颗粒肥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

以中低品位磷矿为原料制备低镁磷精矿，并得到浸取液；

对所述浸取液进行浓缩处理，得到浓缩物；

对所述浓缩物进行造粒处理，得到所述硝酸铵钙镁颗粒肥。

2.根据权利要求1所述的硝酸铵钙镁颗粒肥的制备方法，其特征在于，所述得到浓缩物的步骤包括：

3.根据权利要求1所述的硝酸铵钙镁颗粒肥的制备方法，其特征在于，所述造粒处理的方式选自强力混合造粒机造粒、高塔喷洒造粒中的一种；在所述对所述浓缩物进行造粒处理的步骤之后，还包括对所述硝酸铵钙镁颗粒肥进行筛分，得到粒径为2mm～4mm的所述硝酸铵钙镁颗粒肥的步骤。

4.根据权利要求3所述的硝酸铵钙镁颗粒肥的制备方法，其特征在于，在所述对所述硝酸铵钙镁颗粒肥进行筛分，得到粒径为2mm～4mm的所述硝酸铵钙镁颗粒肥的步骤中，对于粒径小于2mm的所述硝酸铵钙镁颗粒肥和粒径大于4mm的所述硝酸铵钙镁颗粒肥，返回至所述对所述浓缩物进行造粒处理的步骤中与所述浓缩物混合，进行所述造粒处理。

5.根据权利要求3所述的硝酸铵钙镁颗粒肥的制备方法，其特征在于，在所述得到粒径为2mm～4mm的所述硝酸铵钙镁颗粒肥的步骤之后，还包括对所述粒径为2mm～4mm的所述硝酸铵钙镁颗粒肥进行冷却和包装的步骤。

6.根据权利要求1所述的硝酸铵钙镁颗粒肥的制备方法，其特征在于，所述浸取液的主要成分包括：Ca(NO₃)₂、Mg(NO₃)₂、NH₄NO₃、NH₄OH及H₂O。

7.根据权利要求1所述的硝酸铵钙镁颗粒肥的制备方法，其特征在于，所述浸取液可通过如下步骤制备得到：

将所述第一反应物与硝酸混合，进行第二次浸取反应，得到第二反应物，其中，反应温度为75℃～85℃，反应时间为1～2h；

8.根据权利要求7所述的硝酸铵钙镁颗粒肥的制备方法，其特征在于，所述预处理物的粒径小于或等于1.0mm。

9.根据权利要求7所述的硝酸铵钙镁颗粒肥的制备方法，其特征在于，所述中低品位磷矿、所述硝酸铵及所述硝酸的质量比为10:(3～5):(0.5～2)。

10.权利要求1～9任一项所述的硝酸铵钙镁颗粒肥的制备方法制备得到硝酸铵钙镁颗粒肥，其特征在于，以质量百分含量计，所述硝酸铵钙镁颗粒肥包括15％～25％的氮元素、8％～18％的水溶钙及1％～6％的水溶镁，其中，所述氮元素中，铵态氮占1％～3％。