CN113956087A - 高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及大量元素水溶肥及其制备方法技术领域，是一种高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥及其制备方法，其以磷酸、磷酸氢二钾和微量元素为原料进行制备，再经过脱砷，得到高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥。本发明使用的原料为常规原料，生产成本低，制得的高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥中的大量元素含量高，达到72%以上，富含微量元素，pH低，通过所述脱砷方式处理，显著降低砷含量，解决了大量元素水溶肥砷含量超标的问题，保障土地安全，且更适合我国pH偏高的盐碱土，因此所述高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥具有广阔的市场前景，是大量元素水溶肥产业化发展的方向。

Description

高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及大量元素水溶肥及其制备方法技术领域，是一种高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥及其制备方法。

背景技术

我国现在滴灌面积在逐年增加，在滴灌中，大量元素水溶肥是使用频率较高的一款肥料。但是大量元素水溶肥，大多数采用的是搅拌式加工工艺，这种搅拌式工艺，容易造成：（1）在运输过程中重力分层。（2）在滴灌使用过程中，因为水溶解速度的不同，而造成肥料使用不均匀的现象。高磷高钾共结晶式大量元素水溶肥是通过以磷酸、磷酸氢二钾以及微量元素为原料，制备得到的一种共结晶式大量元素水溶肥，其具有工艺简单的优点，即通过现有常规的磷肥加工反应釜就可以实现，且具有原材料来源广泛、低成本的优点，所述大量元素水溶肥也使用直接搅拌工艺进行生产，直接搅拌工艺导致元素含量不均匀，使得在滴灌条件下，因为水溶解的问题而造成肥料使用效率低，且直接搅拌式大量元素水溶肥往往在高磷含量前提下出现砷元素超标的问题。

发明内容

本发明提供了一种高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有大量元素水溶肥使用直接搅拌工艺生产的产品具有砷元素超标的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥的制备方法，包括下述方法：

将磷酸、磷酸氢二钾和微量元素按照质量比10至65:5至60:0.2至9.0混合溶解得到溶解液；将溶解液送入脱砷塔进行脱砷，在脱砷塔中以加压硫化氢气体与溶解液进行逆流接触后得到接触液，将接触液过滤后得到脱砷液，脱砷液共结晶得到高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥的制备方法，具体包括下述方法：

第一步，将磷酸加热至60℃至65℃，然后向加热的磷酸中加入所需量磷酸氢二钾和微量元素，在加入磷酸氢二钾和微量元素的过程中采用边投料边搅拌的方式，投料速度不能过快，否则容易出现结晶，直至加料完毕，然后升温到120℃至125℃，直至磷酸氢二钾和微量元素完全溶解得到溶解液；

第二步，将第一步得到的溶解液降温到70℃至75℃后，送入脱砷塔；

第三步，将压力为0.1MPa至0.2MPa的硫化氢气体送入脱砷塔，溶解液与硫化氢气体进行逆流接触得到接触液，将接触液过滤后得到脱砷液；

溶解液与硫化氢气体逆流接触过程中，硫化氢气体溶解于溶解液中并形成二价硫离子，二价硫离子再和溶解液中的三价砷离子反应，形成三硫化二砷（AS₂S₃）结晶，通过过滤，将三硫化二砷结晶分离，得到脱砷液。

第四步，脱砷液在温度为250℃至380℃的条件下共结晶得到高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥。

通过共结晶，形成混合结晶体。

上述第一步中搅拌速率为30转/min至35转/min。

上述第三步中，脱砷和过滤温度均保持60℃至70℃恒温。

上述微量元素为硼、锰和锌中的一种以上。微量元素还可以是其它常规使用到的微量元素。

上述磷酸采用湿法磷酸或热法磷酸。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种使用技术方案之一所述高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥的制备方法制备得到的高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥。

本发明使用的原料为常规原料，生产成本低，制得的高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥中的大量元素（磷、钾之和）含量高，达到72%以上，富含微量元素，pH低，通过所述脱砷方式处理，显著降低砷含量，解决了大量元素水溶肥砷含量超标的问题，保障土地安全，且更适合我国PH偏高的盐碱土，因此所述高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥具有广阔的市场前景，且是大量元素水溶肥产业化发展的方向。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品；本发明中的百分数如没有特殊说明，均为质量百分数。

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：该高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥按下述的制备方法得到：

第一步，在反应釜中，将湿法磷酸加热至60℃，然后向加热的磷酸中加入所需量磷酸氢二钾和微量元素，在加入磷酸氢二钾和微量元素的过程中采用边投料边搅拌的方式，搅拌速率为30转/min，直至加料完毕，然后升温到120℃，直至磷酸氢二钾和微量元素完全溶解得到溶解液；

第二步，将第一步得到的溶解液降温到70℃，送入脱砷塔；

第三步，将压力为0.2MPa的硫化氢气体送入脱砷塔，溶解液与硫化氢气体进行逆流接触得到接触液，将接触液过滤后得到脱砷液，脱砷和过滤温度均保持60℃；

第四步，脱砷液置入结晶器，在温度为310℃的条件下烘干，直至不出现结晶，得到高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥。

实施例1中，微量元素包括硼、锰、锌，湿法磷酸、磷酸氢二钾和微量元素的折纯质量比为65:34:1。（根据原材料的纯度进行配料调整，纯度按照100%进行计算，比如湿法磷酸含量为45%，折纯为0.45的质量）。根据实施例1得到的高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥的成分见表1。

表1成分分析结果表

项目	P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>	K<sub>2</sub>O	PH	Cl	水不溶物	微量元素	As以元素计算（mg/kg）
								含量	61.03%	18.55%	1.8	0.17%	0.5%	1.03%	7

实施例2：该高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥按下述的制备方法得到：

第一步，在反应釜中，将热法磷酸加热至65℃，然后向加热的磷酸中加入所需量磷酸氢二钾和微量元素，在加入磷酸氢二钾和微量元素的过程中采用边投料边搅拌的方式，搅拌速率为35转/min，直至加料完毕，然后升温到123℃，直至磷酸氢二钾和微量元素完全溶解得到溶解液；

第二步，将第一步得到的溶解液降温到72℃，送入脱砷塔；

第三步，将压力为0.2MPa的硫化氢气体送入脱砷塔，溶解液与硫化氢气体进行逆流接触得到接触液，将接触液过滤后得到脱砷液，脱砷和过滤温度均保持70℃；

第四步，脱砷液置入结晶器，在温度为340℃的条件下烘干，直至不出现结晶，得到高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥。

实施例2中，微量元素包括硼、锰、锌，湿法磷酸、磷酸氢二钾和微量元素折纯的质量比为50:49:1。根据实施例2得到的高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥的成分见表2。

表2 成分分析结果表

项目	P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>	K<sub>2</sub>O	PH	Cl	水不溶物	微量元素	As以元素计算（mg/kg）
								含量	55.61%	26.05%	2.1	0.17%	0.2%	1.05%	7

实施例3：该高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥按下述的制备方法得到：

第一步，在反应釜中，将热法磷酸加热至65℃，然后向加热的磷酸中加入所需量磷酸氢二钾和微量元素，在加入磷酸氢二钾和微量元素的过程中采用边投料边搅拌的方式，搅拌速率为32转/min，直至加料完毕，然后升温到125℃，直至磷酸氢二钾和微量元素完全溶解得到溶解液；

第二步，将第一步得到的溶解液降温到75℃，送入脱砷塔；

第三步，将压力为0.2MPa的硫化氢气体送入脱砷塔，溶解液与硫化氢气体进行逆流接触得到接触液，将接触液过滤后得到脱砷液，脱砷和过滤温度均保持65℃；

第四步，脱砷液置入结晶器，在温度为310℃的条件下烘干，直至不出现结晶，得到高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥。

实施例3中，微量元素包括硼、锰、锌，湿法磷酸、磷酸氢二钾和微量元素的折纯质量比为62.2:37.6:0.2。根据实施例3得到的高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥的成分见表3。

表3 成分分析结果表

项目	P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>	K<sub>2</sub>O	PH	Cl	水不溶物	微量元素	As以元素计算（mg/kg）
								含量	59.9%	20.02%	1.8	0.17%	0.5%	0.21%	7

根据上述实施例制得的高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥大量元素（磷、钾之和）含量高，达到72%以上。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (9)

1.一种高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥制备方法，其特征在于包括下述方法：

将磷酸、磷酸氢二钾和微量元素按照质量比10至65:5至60:0.2至9.0混合溶解得到溶解液；将溶解液送入脱砷塔进行脱砷，在脱砷塔中以加压硫化氢气体与溶解液进行逆流接触后得到接触液，将接触液过滤后得到脱砷液，脱砷液共结晶得到高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥。

2.根据权利要求1所述的高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥的制备方法，其特征在于包括下述方法：

第一步，将磷酸加热至60℃至65℃，然后向加热的磷酸中加入所需量磷酸氢二钾和微量元素，在加入磷酸氢二钾和微量元素的过程中采用边投料边搅拌的方式，直至加料完毕，然后升温到120℃至125℃，直至磷酸氢二钾和微量元素完全溶解得到溶解液；

第二步，将第一步得到的溶解液降温到70℃至75℃后，送入脱砷塔；

第三步，将压力为0.1MPa至0.2MPa的硫化氢气体送入脱砷塔，溶解液与硫化氢气体进行逆流接触得到接触液，将接触液过滤后得到脱砷液；

第四步，脱砷液在温度为250℃至380℃的条件下共结晶得到高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥。

3.根据权利要求1或2所述的高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥的制备方法，其特征在于第一步中搅拌速率为30转/min至35转/min。

4.根据权利要求1或2所述的高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥的制备方法，其特征在于第三步中，脱砷和过滤温度均保持60℃至70℃恒温。

5.根据权利要求3所述的高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥的制备方法，其特征在于第三步中，脱砷和过滤温度均保持60℃至70℃恒温。

6.根据权利要求1或2或5所述的高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥的制备方法，其特征在于微量元素为硼、锰和锌中的一种以上；或/和，磷酸采用湿法磷酸或热法磷酸。

7.根据权利要求3所述的高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥的制备方法，其特征在于微量元素为硼、锰和锌中的一种以上；或/和，磷酸采用湿法磷酸或热法磷酸。

8.根据权利要求4所述的高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥的制备方法，其特征在于微量元素为硼、锰和锌中的一种以上；或/和，磷酸采用湿法磷酸或热法磷酸。

9.一种根据权利要求1至8任一项所述的高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥的制备方法制备得到的高含量共结晶式脱砷大量元素水溶肥。