CN113956107A - 一种防结块高塔全水溶硝基复合肥的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种防结块高塔全水溶硝基复合肥的制备方法，它包括以下步骤：S1、硝酸铵熔融液经计量后输送到高塔造粒装置熔融槽，与高塔造粒装置的系统返料熔融后溢流到一级混合槽；S2、磷酸一铵、磷酸二氢钾、曼海姆法硫酸钾原料加入到一级混合槽，充分混合后溢流到二级混合槽；S3、将计量后的硝酸铵相稳定剂、pH调节剂、螯合微量元素、肥料增效剂加入到二级混合槽进行充分混合；S4、乳化、造粒，得到硝基复合肥颗粒；S5、筛分、冷却、包裹水溶性防结剂后送入散装仓库堆存；S6、散堆后的硝基复合肥进行再筛分、包装，得到防结块高塔全水溶硝基复合肥。本发明方法生产的高塔全水溶硝基复合肥不易结块，可长时间储存。
Description
技术领域
本发明涉及肥料技术领域，具体涉及一种防结块高塔全水溶硝基复合肥的制备方法。
背景技术
现有高塔全水溶硝基复合肥生产方法一般是将硝酸铵熔融液或将硝铵磷在熔融槽中熔融后作为液相，在混合槽中与一定比例的工业级磷酸一铵、磷酸二氢钾、曼海姆法硫酸钾等全水溶原料充分混合，然后在造粒塔中喷淋造粒，喷淋造粒后的复合肥颗粒经筛分、冷却、包膜、包装，得到全水溶硝基复合肥。但是由于硝酸铵具有多晶性、吸湿性等特性，现有方法生产出来的高塔全水溶硝基复合肥易出现粉化、板结等问题。
在-17～170℃范围内，硝酸铵在常压下有五种热力学上稳定的晶型，当由一种晶型转变成另一种晶型时，其晶体结构和晶格体积会发生改变，尤其是在32.3℃时，Ⅲ-Ⅳ相变时晶格体积变化最大。在硝基复合肥的生产中，混合料浆从高塔喷淋而下，被空气冷凝成60℃左右的肥料颗粒，肥料颗粒再被冷却至35℃左右进行包装，在储存中肥料温度还会发生变化，如此经过硝酸铵多个晶型转变点，尤其是经过32.3℃时Ⅲ-Ⅳ的晶型转变点，复合肥体积和密度都发生了变化，从而易板结。
因此，可以向硝基复合肥中加入硝酸铵相稳定剂等物质，通过改变硝酸铵的晶变特性，降低其宏观体积变化率，生产出不易结块的高塔全水溶硝基复合肥。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高塔全水溶硝基复合肥防结块的方法。该方法生产的高塔全水溶硝基复合肥不易结块，可长时间储存。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种防结块高塔全水溶硝基复合肥的制备方法，它包括以下步骤：
（1）来自硝酸铵生产装置98.5%的硝酸铵熔融液经计量后输送到高塔造粒装置熔融槽，与系统返料熔融后溢流到一级混合槽；
（2）将计量后的工业级磷酸一铵、磷酸二氢钾、曼海姆法硫酸钾原料加入到一级混合槽，充分混合后溢流到二级混合槽；
（3）将计量后的硝酸铵相稳定剂、pH调节剂、螯合微量元素、肥料增效剂加入到二级混合槽进行充分混合；
（4）上述料浆进入乳化机进行乳化，乳化好后进入造粒机进行造粒，得到硝基复合肥颗粒；
（5）上述硝基复合肥颗粒进行筛分、冷却、包裹水溶性防结剂后送入散装仓库堆存；
（6）散堆后的硝基复合肥进行再筛分、包装，得到全水溶硝基复合肥。
优选的，所述硝酸铵相稳定剂包括硝酸钾、聚磷酸钾、水溶性聚磷酸铵中的一种或一种以上，添加比例为总原料量的1%～10%（质量比）。
优选的，所述聚磷酸钾为焦磷酸钾和/或三聚磷酸钾，所述水溶性聚磷酸铵为聚合度小于20的聚磷酸铵。
在常温下硝酸铵以Ⅳ相稳定存在，在Ⅳ相中NH4+和N03-之间形成的氢键体系较强，当氢键体系减弱时，硝酸铵会向Ⅲ相转变。硝酸钾中的K+能取代硝酸铵晶格中的NH4+，聚磷酸盐中的极性基团聚合态磷酸根与硝酸铵晶格中的NH4+形成氢键，都能使原有氢键体系减弱，更容易转变为Ⅲ相，宏观表现为改性硝酸铵的Ⅲ-Ⅳ相变温度有不同程度的升高。因此，硝酸钾、聚磷酸钾、水溶性聚磷酸铵可作为硝酸铵相稳定剂，添加硝酸铵相稳定剂，抑制硝酸铵的相转变，达到防止硝基复合肥板结的目的。
优选的，所述pH调节剂包括碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸钾、磷酸氢二铵、磷酸氢二钾中的一种或一种以上，添加比例为总原料量的1%～10%（质量比）。
现有高塔全水溶硝基复合肥生产中使用了较多工业级磷酸一铵、曼海姆法硫酸钾等全水溶原料，但是工业级磷酸一铵pH约4.0（1:250稀释，下同）、曼海姆法硫酸钾pH约2.5，导致生产出来的全水溶硝基复合肥的pH普遍较低，一般在3～4之间。较低pH的全水溶硝基复合肥会很快板结，而添加碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸钾、磷酸氢二铵、磷酸氢二钾等，适当提高其pH，能提高产品的防结块性。
优选的，所述肥料增效剂为聚谷氨酸、聚天门冬氨酸、海藻精粉、硝化抑制剂DMPP中的一种或一种以上。
优选的，所述水溶性防结剂为市售水溶性防结块油和水溶性防结块粉，水溶性防结块油用量为1～3千克/吨肥，水溶性防结块粉用量为3～5千克/吨肥。
优选的，所述散装仓库中的空气相对湿度≤60%，散装仓库储存时间6～48小时，出散装仓库复合肥温度高于环境温度5℃～10℃。
包裹水溶性防结剂的全水溶硝基复合肥进入散装仓库，在储存过程中其内部还发生着复杂的化学反应，外在表现为复合肥内部有5℃左右的温升且局部团聚结块。复合肥在散装仓库储存一段时间后，其内部温度趋于稳定，便可以进行再筛分和包装。控制散装仓库中的空气相对湿度和出散装仓库复合肥温度均是为了防止其吸附空气中的水分。
本发明的高塔全水溶硝基复合肥，具有以下优点：
添加硝酸铵相稳定剂、pH调节剂并经散装仓库散堆后的全水溶硝基复合肥不易粉化，不易板结，能库存6个月以上。而未添加的在生产后1～3天就开始板结，半月左右便严重板结，甚至摔包都不能散开。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的具体实施作进一步说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，相关领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明内容中的％，如无特殊说明均表示wt％。
实施例一：
（1）45%来自硝酸铵生产装置98.5%的硝酸铵熔融液经计量后输送到高塔造粒装置熔融槽，与系统返料熔融后溢流到一级混合槽，熔融槽温度155～170℃；
（2）将22%工业级磷酸一铵、10%曼海姆法硫酸钾加入到一级混合槽，充分混合后溢流到二级混合槽，一级混合槽温度150～168℃；
（3）将9.5%曼海姆法硫酸钾，5%硝酸铵相稳定剂A、7%pH调节剂a、1.2%EDTA螯合复合微量元素、0.3%海藻精粉加入到二级混合槽进行充分混合，二级混合槽温度150～168℃；混合料浆进入乳化机进行乳化，乳化好后进入造粒机进行造粒，得到硝基复合肥颗粒；
（4）将硝基复合肥颗粒进行筛分、冷却，包裹水溶性防结块油2千克/吨肥、水溶性防结块粉4千克/吨肥，然后送入散装仓库堆存，控制散装仓库中的空气相对湿度约50%；
（5）散堆12小时后的硝基复合肥送去再筛分、包装，得到全水溶硝基复合肥。出散装仓库复合肥温度高于环境温度5℃。
经过检测，所得复合肥总氮为18.8%，有效P2O5为16.3%，K2O为16.2%，库存1～2个月不粉化板结。
实施例二：
（1）44%来自硝酸铵生产装置98.5%的硝酸铵熔融液经计量后输送到高塔造粒装置熔融槽，与系统返料熔融后溢流到一级混合槽，熔融槽温度155～170℃；
（2）将18%工业级磷酸一铵、14.5%曼海姆法硫酸钾加入到一级混合槽，充分混合后溢流到二级混合槽，一级混合槽温度150～168℃；
（3）将10%曼海姆法硫酸钾，5%硝酸铵相稳定剂水溶性B、7%pH调节剂b、1.2%EDTA螯合复合微量元素、0.3%海藻精粉加入到二级混合槽进行充分混合，二级混合槽温度150～168℃；混合料浆进入乳化机进行乳化，乳化好后进入造粒机进行造粒，得到硝基复合肥颗粒；
（4）将硝基复合肥颗粒进行筛分、冷却，包裹水溶性防结块油2千克/吨肥、水溶性防结块粉4千克/吨肥，然后送入散装仓库堆存，控制散装仓库中的空气相对湿度约50%；
（5）散堆12小时后的硝基复合肥送去再筛分、包装，得到全水溶硝基复合肥。出散装仓库复合肥温度高于环境温度10℃。
经过检测，所得复合肥总氮为18.2%，有效P2O5为16.7%，K2O为16.5%，库存2～3个月不粉化板结。
实施例三：
（1）43%来自硝酸铵生产装置98.5%的硝酸铵熔融液经计量后输送到高塔造粒装置熔融槽，与系统返料熔融后溢流到一级混合槽，熔融槽温度155～170℃；
（2）将12%工业级磷酸一铵、8.5%磷酸二氢钾、13%曼海姆法硫酸钾加入到一级混合槽，充分混合后溢流到二级混合槽，一级混合槽温度150～168℃；
（3）将13%曼海姆法硫酸钾，6%硝酸铵相稳定剂，包括5%硝酸铵相稳定剂C和1%硝酸铵相稳定剂D、3%pH调节剂c、1.2%EDTA螯合复合微量元素、0.3%海藻精粉加入到二级混合槽进行充分混合，二级混合槽温度150～168℃；混合料浆进入乳化机进行乳化，乳化好后进入造粒机进行造粒，得到硝基复合肥颗粒；
（4）将硝基复合肥颗粒进行筛分、冷却，包裹水溶性防结块油2千克/吨肥、水溶性防结块粉4千克/吨肥，然后送入散装仓库堆存，控制散装仓库中的空气相对湿度约50%；
（5）散堆12小时后的硝基复合肥送去再筛分、包装，得到全水溶硝基复合肥。出散装仓库复合肥温度高于环境温度8℃。
经过检测，所得复合肥总氮为17.5%，有效P2O5为16.8%，K2O为16.9%，库存≥6个月不粉化板结。
为分析硝酸铵相稳定剂和pH调节剂提高全水溶硝基复合肥防结块性的原因，在实施例的实施过程中，从二级混合槽中取一定量的混合料浆，倒入专用模具中成型，用多层自封袋封存，在不同条件下观测成型样本的变化情况。
现有的常规生产方法（未添加硝酸铵相稳定剂和pH调节剂，以及未经散装仓库散堆处理）与本发明生产方法生产的全水溶硝基复合肥性能比较如下表所示。其中，升降温循环是指先将成型样本放在高温下8小时，然后放在室温16小时，如此反复进行。
上述实施例中，硝酸铵相稳定剂A为硝酸钾，硝酸铵相稳定剂B为水溶性聚磷酸铵18-58-0，硝酸铵相稳定剂C为水溶性聚磷酸铵14-65-0，硝酸铵相稳定剂D为三聚磷酸钾。pH调节剂a为磷酸氢二钾，pH调节剂b为磷酸氢二钾，pH调节剂c为磷酸氢二铵。
从以上观测可以看出，添加硝酸铵相稳定剂和pH调节剂的全水溶硝基复合肥在室温下和升降温循环下表现出了更好的稳定性，并且稳定性较好时其耐受升降温温差越大，这与改性硝酸铵的Ⅲ-Ⅳ相变温度有不同程度的升高是一致的。
从以上实施例可以看到，添加硝酸铵相稳定剂和pH调节剂，并经散装仓库散堆，能提高全水溶硝基复合肥的防结块性。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种防结块高塔全水溶硝基复合肥的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：
S1、来自硝酸铵生产装置的98.5%硝酸铵熔融液经计量后输送到高塔造粒装置熔融槽，与高塔造粒装置的系统返料熔融后溢流到一级混合槽；
S2、将计量后的工业级磷酸一铵、磷酸二氢钾、曼海姆法硫酸钾原料加入到一级混合槽，充分混合后溢流到二级混合槽；
S3、将计量后的硝酸铵相稳定剂、pH调节剂、螯合微量元素、肥料增效剂加入到二级混合槽进行充分混合；
S4、二级混合槽的料浆进入乳化机进行乳化，乳化好后进入造粒机进行造粒，得到硝基复合肥颗粒；
S5、上述硝基复合肥颗粒进行筛分、冷却、包裹水溶性防结剂后送入散装仓库堆存；
S6、散堆后的硝基复合肥进行再筛分、包装，得到防结块高塔全水溶硝基复合肥。
2.根据权利要求1所述的一种防结块高塔全水溶硝基复合肥的制备方法，其特征在于S3中硝酸铵相稳定剂为硝酸钾、聚磷酸钾、水溶性聚磷酸铵中的一种或多种混合。
3.根据权利要求2所述的一种防结块高塔全水溶硝基复合肥的制备方法，其特征在于所述硝酸铵相稳定剂的添加比例为总原料质量的1%～10%。
4.根据权利要求2所述的一种防结块高塔全水溶硝基复合肥的制备方法，其特征在于所述聚磷酸钾为焦磷酸钾和/或三聚磷酸钾，所述水溶性聚磷酸铵为聚合度小于20的聚磷酸铵。
5.根据权利要求1所述的一种防结块高塔全水溶硝基复合肥的制备方法，其特征在于S3中pH调节剂为碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸钾、磷酸氢二铵、磷酸氢二钾中的一种或多种混合。
6.根据权利要求5所述的一种防结块高塔全水溶硝基复合肥的制备方法，其特征在于S3中pH调节剂添加比例为总原料质量的1%～10%。
7.根据权利要求1所述的一种防结块高塔全水溶硝基复合肥的制备方法，其特征在于S5中散装仓库中的空气相对湿度≤60%，散装仓库储存时间6～48小时，出散装仓库复合肥温度高于环境温度5～10℃。
8.根据权利要求1所述的一种防结块高塔全水溶硝基复合肥的制备方法，其特征在于S3中所述肥料增效剂为聚谷氨酸、聚天门冬氨酸、海藻精粉、硝化抑制剂DMPP中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的一种防结块高塔全水溶硝基复合肥的制备方法，其特征在于S3中所述水溶性防结剂为水溶性防结块油和水溶性防结块粉混合制成。
10.根据权利要求9所述的一种防结块高塔全水溶硝基复合肥的制备方法，其特征在于水溶性防结块油用量为1～3千克/吨肥，水溶性防结块粉用量为3～5千克/吨肥。
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