CN111533614A - 一种利用萃余酸生产含单质硫的重过磷酸钙的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用萃余酸生产含单质硫的重过磷酸钙的制备方法，其主要利用重钙生产设备，通过将单质硫磺、表面活性剂、与萃余酸置于乳化机内混合，使硫磺充分的均质、分散、乳化于萃余酸原料后再与磷矿浆反应后进行造粒干燥筛分获得均匀分散有单质硫的重钙复合肥料；本发明方法制备方法安全、简单，利用萃余酸作为原料可节约生产成本，通过乳化机将单质硫磺均匀分散于肥料颗粒中，减少返料的发生，大大提高生产效率，使制得的复合肥料产品能够协同促进作物生长，具有良好的应用前景。

Description

一种利用萃余酸生产含单质硫的重过磷酸钙的制备方法

技术领域

本发明涉及一种复合肥料制备工艺，特别涉及一种利用萃余酸生产含单质硫的重过磷酸钙的制备方法。

背景技术

在植物的16种必须营养元素中，硫是其中之一，我国在缺硫地区施硫肥，一般可以使作物增15％-20％，且能改善作物品质。油菜、早稻、牧草、豆科作物等施用硫肥后，产量会明显增加，试验表明：柑橘、大豆、甘蔗、花生、红薯、茶叶等作物施硫增产显著，一般在10％以上。

作物缺硫的原因一是土壤本身缺硫。如南方大部分红壤土，硫的含量偏低，一般在0.03％以下。在生产上因氮、硫比例失调而引起作物缺硫现象极为普遍。作物正常生长要求的氮、硫比例，大至为14∶1，随着氮肥的大量使用，相对会出现不同程度的缺硫现象。二是随着复种指数和单位面积产量的提高，作物从土壤中带走的硫越来越多。目前化肥品种不断追求高浓度，特别是大部分厂家以尿素代替硫酸铵，磷酸铵代替过磷酸钙，以氯化钾代替硫酸钾等，含有硫元素的化肥日趋减少，使得土壤中需要的硫入不敷出。三是重钙肥的使用。重钙又称重过磷酸钙，是磷肥中的精品，这种肥料在制造方法上进行了改进，使肥料不含硫酸钙等杂质，从而使磷的含量大大提高，但是常年施用自然就会出现缺硫问题。

尽管硫磺可单独作为肥料施加于作物，但是硫磺与氮磷类肥料制成复肥使用时,其氧化速率比硫磺单独施用更快。在酸性和碱性土壤中，与重钙和磷酸二铵一起造粒的硫磺比单独施用时氧化速度快。其肥效快的原因可能有几方面：包括氮、磷或钙养分对硫氧化微生物生长的促进作用以及肥料颗粒周围的水份条件更为适宜等，某些肥料，如重钙分解时造成的暂时性低pH值环境也可能促进硫氧化微生物的生长。

在世界化肥以重钙、磷酸二铵尿素为主导产品的形势下，化肥科研人员和化肥工业的对策是采用成本低、效率高的方式向作物提供硫。

向磷酸二铵尿素中添加元素硫形成复合肥料的生产工艺一般包括以下三种，一种是在产品外包裹一层液态硫磺，另一种是在造粒机里面采取和喷浆同步的方式喷液态硫磺，使之和物料一起喷浆造粒。前者生产方式在包装和运输的过程中有可能磨损、粉化，导致硫磺养分的损失，生产成本提高；后者生产方式在反应过程中喷液硫由于温度的降低会导致熔融硫磺有可能与物料无法充分混合和接触，直接形成结块，造成硫磺颗粒大小不一致，而不能均匀分散在物料中，使产品达不到要求。还有一种方式是将硫磺粉末加入到料浆中，但是由于硫磺粉易燃易爆，危险性较大，且硫元素分布也容易形成不均匀现象。

而向重钙中添加硫元素形成含单质硫的钙磷硫复合肥的生产技术很少，采取类似向上述磷酸二铵尿素中添加元素硫的生产工艺容易存在上述各种生产方式的工艺缺陷，因此，如何提供一种节约成本、又能保证硫磺颗粒分布均匀的安全高效的含单质硫重钙的生产工艺显得十分必要。

发明内容

本发明提供一种利用萃余酸生产含单质硫重过磷酸钙的制备方法，有效解决现有技术中生产成本高、硫磺颗粒分布不均匀的技术问题，该制备方法简单安全，可以借助于现有重钙生产设备，节约生产成本。

为实现上述的目的，本发明采用下述的技术方案：

一种利用萃余酸生产含单质硫重过磷酸钙的制备方法，其主要包括以下步骤：

S1：将硫磺、表面活性剂、与磷酸置于乳化机内混合，使硫磺充分的均质、分散、乳化于磷酸内制得混合原料A；

S2：将混合原料A送至重钙装置反应器中与原料磷矿浆、蒸汽充分反应混合得到含单质硫重过磷酸钙料浆；

S3：将含单质硫重过磷酸钙料浆送至高塔造粒机设备，得到粒料；

S4：粒料进入干燥机内用热风干燥再破碎，利用筛分机进行筛选获得含单质硫重过磷酸钙复合肥颗粒。

S5：筛分获得的部分返料则与含单质硫重过磷酸钙料浆重新混合进入造粒机进行造粒。

进一步，所述磷酸选自利用溶剂溶剂萃取法净化湿法磷酸获得的副产品萃余酸，实现萃余酸的再利用，减少萃余酸的对环境的污染，也节约生产成本。

进一步，所述表面活性剂由十二烷基苯磺酸钠和OP-10乳化剂组成；十二烷基苯磺酸钠易溶于水，渗透力强，OP-10乳化剂属于非离子表面活性剂、抗静电，具有增溶的作用；两者组成的表面活性剂溶解强，能显著提高硫磺粉的利用率。

进一步，所述表面活性剂也可以是脂肪醇醚硫酸钠，同时具有乙氧基和磺酸基团，因此同时具有阴离子和非离子的特性。

进一步，在步骤S1中，所述萃余酸温度为60℃以上，以促进硫磺大量、均匀分散其中。

进一步，在步骤S2中，所述反应器内的反应温度为95℃，反应时间为4-5小时，防止硫磺在高温下产生硫蒸汽、H2S、SO2等刺激性气味的有害气体和烟雾，不仅污染环境，还易对身体造成伤害。

相比于现有技术，本发明具有如下优点：

1、通过预先的乳化处理使得单质硫元素在复合肥料中颗粒大小一致，分布均匀，减少返料的发生，大大提高生产效率。

2、利用溶剂溶剂萃取法净化湿法磷酸获得的副产品萃余酸作为复合肥原料，大大节约生产成本；

3、利用十二烷基磺酸钠和OP-10乳化剂作为表面活性剂，能够增强硫磺粉在水中的溶解度，有效提高硫磺利用率，同时OP-10乳化剂具有抗静电的作用，能防止硫磺粉在加工过程中产生危害；

4、严格控制制备工艺的温度和时间，防止硫磺在高温长时间下产生刺激性有害气体或者发生爆炸，导致生命危害以及硫损失；

5、制备方法安全、简单，制得的复合肥料产品能够协同促进作物生长。

附图说明

图1为本发明生产含单质硫的重过磷酸钙的制备工艺流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图以及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

一种制备含单质硫的重过磷酸钙的生产工艺，包括以下步骤：

S1：将硫磺、表面活性剂、与萃余酸(w(P₂O₅)＝42.24％，w(固)＝2.37％)按一定的质量比例置于乳化机内混合，使硫磺充分的均质、分散、乳化于磷酸内制得混合原料A；

S2：将混合原料A送至重钙装置反应器中与原料磷矿浆(w(P₂O₅)＝31.24％,w(固)＝65％)、蒸汽充分反应混合得到含单质硫的重过磷酸钙料浆；

S3：将含单质硫的重过磷酸钙料浆送至高塔造粒机设备，得到粒料；

S4：粒料进入干燥机内用热风干燥再破碎，利用筛分机进行筛选获得含单质硫的重过磷酸钙复合肥颗粒。

S5：筛分获得的部分返料则与含单质硫的重过磷酸钙料浆重新混合进入造粒机进行造粒。

进一步，所述表面活性剂由十二烷基苯磺酸钠和OP-10乳化剂组成。

进一步，在步骤S1中，所述萃余酸温度为60℃以上。

进一步，在步骤S2中，所述反应器内的反应温度为95℃，反应时间为4小时。

实施例2：

一种制备含单质硫的重过磷酸钙的生产工艺，包括以下步骤：

S1：将硫磺、表面活性剂、与萃余酸(w(P₂O₅)＝42.24％，w(固)＝2.37％)按一定的质量比例置于乳化机内混合，使硫磺充分的均质、分散、乳化于磷酸内制得混合原料A；

S2：将混合原料A送至重钙装置反应器中与原料磷矿浆(w(P₂O₅)＝31.24％,w(固)＝65％)、蒸汽充分反应混合得到含单质硫的重过磷酸钙料浆；

S3：将含单质硫的重过磷酸钙料浆送至高塔造粒机设备，得到粒料；

S4：粒料进入干燥机内用热风干燥再破碎，利用筛分机进行筛选获得含单质硫的重过磷酸钙复合肥颗粒。

S5：筛分获得的部分返料则与含单质硫的重过磷酸钙料浆重新混合进入造粒机进行造粒。

进一步，所述表面活性剂由十二烷基苯磺酸钠和OP-10乳化剂组成。

进一步，在步骤S1中，所述萃余酸温度为60℃以上。

进一步，在步骤S2中，所述反应器内的反应温度为95℃，反应时间为4.5小时。

实施例3：

一种制备含单质硫的重过磷酸钙的生产工艺，包括以下步骤：

S1：将硫磺、表面活性剂、与萃余酸(w(P₂O₅)＝42.24％，w(固)＝2.37％)按一定的质量比例置于乳化机内混合，使硫磺充分的均质、分散、乳化于磷酸内制得混合原料A；

S2：将混合原料A送至重钙装置反应器中与原料磷矿浆(w(P₂O₅)＝31.24％,w(固)＝65％)、蒸汽充分反应混合得到含单质硫的重过磷酸钙料浆；

S3：将含单质硫的重过磷酸钙料浆送至高塔造粒机设备，得到粒料；

S4：粒料进入干燥机内用热风干燥再破碎，利用筛分机进行筛选获得含单质硫的重过磷酸钙复合肥颗粒。

S5：筛分获得的部分返料则与含单质硫的重过磷酸钙料浆重新混合进入造粒机进行造粒。

进一步，所述表面活性剂由十二烷基苯磺酸钠和OP-10乳化剂组成。

进一步，在步骤S1中，所述萃余酸温度为60℃以上。

进一步，在步骤S2中，所述反应器内的反应温度为95℃，反应时间为5小时。

实施例4：

一种制备含单质硫的重过磷酸钙的生产工艺，包括以下步骤：

S1：将硫磺、表面活性剂、与萃余酸(w(P₂O₅)＝42.24％，w(固)＝2.37％)按一定的质量比例置于乳化机内混合，使硫磺充分的均质、分散、乳化于磷酸内制得混合原料A；

S2：将混合原料A送至重钙装置反应器中与原料磷矿浆(w(P₂O₅)＝31.24％,w(固)＝65％)、蒸汽充分反应混合得到含单质硫的重过磷酸钙料浆；

S3：将含单质硫的重过磷酸钙料浆送至高塔造粒机设备，得到粒料；

S4：粒料进入干燥机内用热风干燥再破碎，利用筛分机进行筛选获得含单质硫的重过磷酸钙复合肥颗粒。

S5：筛分获得的部分返料则与含单质硫的重过磷酸钙料浆重新混合进入造粒机进行造粒。

进一步，所述表面活性剂由十二烷基苯磺酸钠组成。

进一步，在步骤S1中，所述萃余酸温度为60℃以上。

进一步，在步骤S2中，所述反应器内的反应温度为95℃，反应时间为4.5小时。

实施例5：

一种制备含单质硫的重过磷酸钙的生产工艺，包括以下步骤：

S1：将硫磺与萃余酸(w(P₂O₅)＝42.24％，w(固)＝2.37％)按一定的质量比例置于乳化机内混合，使硫磺充分的均质、分散、乳化于磷酸内制得混合原料A；

S2：将混合原料A送至重钙装置反应器中与原料磷矿浆(w(P₂O₅)＝31.24％,w(固)＝65％)、蒸汽充分反应混合得到含单质硫的重过磷酸钙料浆；

S3：将含单质硫的重过磷酸钙料浆送至高塔造粒机设备，得到粒料；

S4：粒料进入干燥机内用热风干燥再破碎，利用筛分机进行筛选获得含单质硫的重过磷酸钙复合肥颗粒。

S5：筛分获得的部分返料则与含单质硫的重过磷酸钙料浆重新混合进入造粒机进行造粒。

进一步，在步骤S1中，所述萃余酸温度为60℃以上。

进一步，在步骤S2中，所述反应器内的反应温度为95℃，反应时间为4.5小时。

取实施例1-5中制得的各产品进行外观、有效含量分析，总结如表格1所示

表1含单质硫的重过磷酸钙复合肥成分分析

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种生产含单质硫的重过磷酸钙的制备方法，其主要包括以下步骤：

S1：将硫磺、表面活性剂、与磷酸置于乳化机内混合，使硫磺充分的均质、分散、乳化于磷酸内制得混合原料A；

S2：将混合原料A送至重钙装置反应器中与原料磷矿浆、蒸汽充分反应混合得到含单质硫重过磷酸钙料浆；

S3：将含单质硫重过磷酸钙料浆送至高塔造粒机设备，得到粒料；

S4：粒料进入干燥机内用热风干燥再破碎，利用筛分机进行筛选获得含单质硫重过磷酸钙复合肥颗粒；

S5：筛分获得的部分返料则与含单质硫重过磷酸钙料浆重新混合进入造粒机进行造粒。

2.根据权利要求1所述的一种生产含单质硫的重过磷酸钙的制备方法，其特征在于：所述磷酸选自利用溶剂溶剂萃取法净化湿法磷酸获得的副产品萃余酸。

3.根据权利要求1所述的一种生产含单质硫的重过磷酸钙的制备方法，其特征在于：所述表面活性剂由十二烷基苯磺酸钠和OP-10乳化剂组成。

4.根据权利要求2所述的一种生产含单质硫的重过磷酸钙的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，所述萃余酸温度为60℃以上。

5.根据权利要求1所述的一种生产含单质硫的重过磷酸钙的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，所述反应器内的反应温度为95℃，反应时间为4-5小时。

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