CN112250505A - 一种速溶粒状磷铵用崩解剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种速溶粒状磷铵用崩解剂及其制备方法和应用，涉及速溶粒状磷铵制备技术领域。将羟丙基纤维素和膨润土按比例混合均匀后制成崩解剂备用；按每吨粒状磷铵成品质量的0.2％～1％将崩解剂与磷铵料浆在造粒机中混合均匀后成粒，经干燥筛分冷却后得到速溶粒状磷铵成品。崩解剂与磷铵料浆在造粒机中混合造粒，均匀分布在粒状磷铵内部，在其中形成易于湿润的毛细管通道，当粒状磷铵产品置于水中后，水沿毛细管迅速进入磷铵内部，加上崩解剂本身具有的强吸水性和膨胀性，颗粒润湿后会膨胀瓦解，加上溶解时会产生少量热，也使得颗粒内部残存空气膨胀，进一步促使粒状磷铵的溶解，溶解时间提高50％以上。

Description

一种速溶粒状磷铵用崩解剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及速溶粒状磷铵制备技术领域，具体涉及一种速溶粒状磷铵用崩解剂及其制备方法和应用。
背景技术
肥料级磷铵产品是一种富含氮磷的复合肥，属于土壤和作物都需要的基础肥，因此市场需求量大。生产过程中，使用磷酸和氨作为原料，通过预中和反应，再结合管式反应器，得到粒状的磷铵产品。产品粒径在1～4.75mm不等，强度高，但存在溶解速度慢的问题，特别是在水中的溶解速度。随着我国水肥一体化的快速发展，客户对于磷铵产品水溶性要求越来越高，这也使得粒状磷铵产品的接受度、认可度越来越低，亟需开发一种速溶型的粒状磷铵产品。
《崩解剂用于肥料的实验探究》(孙玉翠等，云南化工，第45卷第6期，2018年6月)探索了不同的崩解剂用于肥料中，对于加快肥料的溶解速度的影响。其将不同崩解剂分别与成品平衡肥磨细后混匀再造粒，取不同粒径颗粒肥料做实验，得出了崩解性能最好是L-HPC和PVP-K30的结论。同时也提到崩解剂添加的种类、添加量、颗粒粒径等之间对于溶解速率的影响。从内容看，仅用单一物料作为崩解剂的话，成本太高，市场难以接受，不便于产品的推广和使用。由于羟丙基纤维素具有崩解粘结双重作用，若只加入羟丙基纤维素，加入量超过0.5％时会由于粘结作用反而导致溶解速率下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种速溶粒状磷铵用崩解剂及其制备方法和应用，解决现有磷铵产品水溶性差的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：一种速溶粒状磷铵用崩解剂，其特征在于：由羟丙基纤维素和膨润土按比例配制加工而成，其中，羟丙基纤维素为8～35份，膨润土为65～90份。
更进一步的技术方案是所述崩解剂的制备和应用具体步骤如下：
(1)将羟丙基纤维素和膨润土按比例混合均匀后制成崩解剂备用；
(2)按每吨粒状磷铵成品质量的0.2％～1％将崩解剂与磷铵料浆在造粒机中混合均匀后成粒，经干燥筛分冷却后得到速溶粒状磷铵成品。
更进一步的技术方案是所述步骤(2)中速溶粒状磷铵成品为磷酸一铵、磷酸二铵中的至少一种。
更进一步的技术方案是所述步骤(2)中的磷铵料浆由氨气和湿法磷酸在管式反应器中反应后得到，反应温度为100～150℃，投料摩尔质量比为1.55～1.6:1，中和度控制在1.4～1.6。
更进一步的技术方案是所述步骤(2)中崩解剂加入点为与造粒机连接的原料皮带、返料皮带、预中和槽中的一种。
更进一步的技术方案是所述步骤(2)中料浆和崩解剂喷洒在造粒机机床后，在造粒机内包裹成粒，再进行二次通氨，控制中和度在1.75～1.95，控制水分在3～5％，反应时间为5～10分钟。
更进一步的技术方案是所述步骤(2)中粒状磷铵产品颗粒粒径为1～4.75mm。
反应原理：崩解剂与磷铵料浆在造粒机中混合造粒，均匀分布在粒状磷铵内部，在其中形成易于湿润的毛细管通道，当粒状磷铵产品置于水中后，水沿毛细管迅速进入磷铵内部，加上崩解剂本身具有的强吸水性和膨胀性，颗粒润湿后会膨胀瓦解，加上溶解时会产生少量热，也使得颗粒内部残存空气膨胀，进一步促使粒状磷铵的溶解。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.通过将崩解剂用于粒状磷铵产品生产工艺中，得到快速溶解的磷铵肥，满足客户需求，利于粒状磷铵产品的推广，实现与水肥一体化的对接。
2.无需再增加新设备，在原有磷铵生产装置的对应位置加入崩解剂就能实现生产，且崩解剂添加量少，组成成分成本低易于获取，其中膨润土还有很好的吸附作用，有助于磷铵中的氮磷的释放。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为崩解剂不同添加量下粒状磷铵产品1小时后的溶解情况。
图3为崩解剂不同添加量下粒状磷铵产品2小时后的溶解情况。
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，以下结合附图及实施例，对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例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
根据生产需求，制备速溶64％磷酸二铵产品，具体步骤如下：
(1)首先在混合机内加入羟丙基纤维素10kg，再加入90kg膨润土混合均匀成崩解剂备用。
(2)在原料仓皮带上按每吨成品磷酸二铵重量的2‰加入崩解剂。
(3)含N量为18％的气氨/液氨、P2O5浓度为46％的湿法磷酸在管式反应器中混合反应，反应温度控制在100～150℃，物料比重：1.55～1.60：1；反应生成中和度为1.4～1.6mol/mol适中的料浆后，与崩解剂同步喷洒至造粒机床层上，在造粒机内包裹成粒，再进行二次通氨，使其喷洒料浆反应中和度为1.75～1.95，蒸发大部分水分，控制水分在3～5％左右，反应时间5～10分钟，获得速溶粒状磷酸二铵半成品。
(4)速溶粒状磷酸二铵半成品通过造粒机输送到干燥机，干燥后物料送入筛分装置，合格粒子再经过冷却、包装而得粒径为1～4.75mm速溶粒状磷酸二铵成品。产品质量达到GB10205磷酸一铵、磷酸二铵标准中传统法粒状磷酸二铵优等品18－46－0指标。
(5)64％磷酸二铵产品溶解时间比原来产品提高50％。
实施例2
根据生产需求，制备速溶60％磷酸二铵产品，具体步骤如下：
(1)首先在混合机内加入羟丙基纤维素20kg，再加入80kg膨润土混合均匀成崩解剂备用。
(2)在原料仓皮带上按每吨成品磷酸二铵重量的5‰加入崩解剂。
(3)含N量为16％的气氨/液氨、P2O5浓度为44％的湿法磷酸在管式反应器中混合反应，反应温度控制在100～150℃，物料比重：1.55～1.60：1；反应生成中和度为1.4～1.6mol/mol适中的料浆后，与崩解剂同步喷洒至造粒机床层上，在造粒机内包裹成粒，再进行二次通氨，使其喷洒料浆反应中和度为1.75～1.95，蒸发大部分水分，控制水分在3～5％左右，反应时间5～10分钟，获得速溶粒状磷酸二铵半成品。
(4)速溶粒状磷酸二铵半成品通过造粒机输送到干燥机，干燥后物料送入筛分装置，合格粒子再经过冷却、包装而得粒径为1～4.75mm速溶粒状磷酸二铵成品。产品质量达到GB10205磷酸一铵、磷酸二铵标准中传统法粒状磷酸二铵优等品15－42－0指标。
(5)60％磷酸二铵产品溶解时间比原来产品提高55％。
实施例3
根据生产需求，制备速溶57％磷酸二铵产品，具体步骤如下：
(1)首先在混合机内加入羟丙基纤维素30kg，再加入70kg膨润土混合均匀成崩解剂备用。
(2)在原料仓皮带上按每吨成品磷酸二铵重量的9‰加入崩解剂。
(3)含N量为15％的气氨/液氨、P2O5浓度为42％的湿法磷酸在管式反应器中混合反应，反应温度控制在100～150℃，物料比重：1.55～1.60：1；反应生成中和度为1.4～1.6mol/mol适中的料浆后，与崩解剂同步喷洒至造粒机床层上，在造粒机内包裹成粒，再进行二次通氨，使其喷洒料浆反应中和度为1.75～1.95，蒸发大部分水分，控制水分在3～5％左右，反应时间5～10分钟，获得速溶粒状磷酸二铵半成品。
(4)速溶粒状磷酸二铵半成品通过造粒机输送到干燥机，干燥后物料送入筛分装置，合格粒子再经过冷却、包装而得粒径为1～4.75mm速溶粒状磷酸二铵成品。产品质量达到GB10205磷酸一铵、磷酸二铵标准中传统法粒状磷酸二铵优等品15－42－0指标。
(5)57％磷酸二铵产品溶解时间比原来产品提高60％。
实施例4
按实施例3的方法步骤，崩解剂添加量分别设置为0、0.2％、0.5％制得3种粒状磷铵产品，取相同质量产品置于水中溶解，1小时后溶解效果如图2所示，2小时后溶解效果如图3所示。由此可知，崩解剂的加入可大大提高磷铵产品的溶解速率，溶解速率提高60％以上。同时也可以看出，随着添加量的增大，溶解速率加快，溶解时间缩短。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件或布局进行多种变形和改进。除了对组成部件或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (7)

1.一种速溶粒状磷铵用崩解剂，其特征在于：由羟丙基纤维素和膨润土按比例配制加工而成，其中，羟丙基纤维素为8～35份，膨润土为65～90份。
2.根据权利要求1所述的一种速溶粒状磷铵用崩解剂，其特征在于：所述崩解剂的制备和应用具体步骤如下：
(1)将羟丙基纤维素和膨润土按比例混合均匀后制成崩解剂备用；
(2)按每吨粒状磷铵成品质量的0.2％～1％将崩解剂与磷铵料浆在造粒机中混合均匀后成粒，经干燥筛分冷却后得到速溶粒状磷铵成品。
3.根据权利要求2所述的一种速溶粒状磷铵用崩解剂，其特征在于：所述步骤(2)中速溶粒状磷铵成品为磷酸一铵、磷酸二铵中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的一种速溶粒状磷铵用崩解剂，其特征在于：所述步骤(2)中的磷铵料浆由氨气和湿法磷酸在管式反应器中反应后得到，反应温度为100～150℃，投料摩尔质量比为1.55～1.6:1，中和度控制在1.4～1.6。
5.根据权利要求2所述的一种速溶粒状磷铵用崩解剂，其特征在于：所述步骤(2)中崩解剂加入点为与造粒机连接的原料皮带、返料皮带、预中和槽中的一种。
6.根据权利要求2所述的一种速溶粒状磷铵用崩解剂，其特征在于：所述步骤(2)中料浆和崩解剂喷洒在造粒机机床后，在造粒机内包裹成粒，再进行二次通氨，控制中和度在1.75～1.95，控制水分在3～5％，反应时间为5～10分钟。
7.根据权利要求2所述的一种速溶粒状磷铵用崩解剂，其特征在于：所述步骤(2)中粒状磷铵产品颗粒粒径为1～4.75mm。
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