CN1205995A - 粒状普通过磷酸钙的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种粒状普通过磷酸钙(简称普钙)的制造方法,它将传统粉状或与块状混合的普钙,加入适量的中和剂钙镁磷肥,中和其中的游离酸及多余水分。再经破碎、造粒、干燥、筛分后,即得粒状普钙。该产品克服了粉状或与块状混合的传统普钙存在的缺点,既提高了有效磷的利用率,又适应了现代农业对普钙的需求,是一种很有发展前途的产品。

Description

粒状普通过磷酸钙的制造方法

本发明涉及磷肥制造领域中，特别涉及粒状普通过磷酸钙(简称普钙)的加工制造方法。

普钙作为农业生产的重要肥料之一，自本世纪二十年代到九十年代近七十年的发展过程中，其质量指标一直处于以下范围：

P₂O₅(有效)        12～18％(分三个等级)

H₂O(游离)         12～14％

游离酸(P₂O₅)      ≤5．5％

而普钙的品种则过于单一，至今仍然为粉状和块状混合物。其物理性能长期没有得到改善，造成普钙在农业生产中一直存在如下缺陷：

1、由于肥料没有粒度要求，粉块不匀，造成均匀施肥困难，肥料的利用率始终徘徊在15～25％之间，肥效得不到提高。

2、由于粉块不匀，特别是游离酸较高，块肥接触作物根杆时，造成作物局部烧伤，影响农业丰收。

3、肥料在储运过程中，极易受压结块和吸潮结块，给施肥带来不便。

4、不适应现代农业生产的要求，不利于机械化施肥作业和拌种施肥，只能用于传统的小农经济。

本发明的目的是解决上述粉状(或与块状混合)存在的缺陷，提供一种粒状普钙的加工制造方法。

实现本发明的主要技术方案是：

用传统普钙制造方法生产的、符合质量要求的、呈粉状或与块状混合的普钙，根据其游离酸(P₂O₅)的分析含量，通过计算，按比例加入中和剂钙镁磷肥，中和其中的游离酸及多余水份，后再将经过中和的物料，经过粉碎，转入过粒机，采用附聚成球原理，在转鼓造粒机中，用高速雾化水束喷洒在物料表面，使物料滚动成粒。其后，再转入回转干燥机进行干燥，含水量达到3～5％指标后，再进行筛分，粒度在2～4mm之间，即为成品粒状普钙，经冷却后，包装出厂。粒度不符合要求者，粗返料再回转到粉碎、造粒工序，掺入新一轮造粒成形，细余料则直接返回造粒机进入下一轮造粒，这样循环往复，直至全部造粒合格。

具体工艺流程及要求指标如下：

1、工艺流程：

首先，对一定数量的粉状或与块状混合的普钙，进行取样化验，分析其中游离酸(P₂O₅)的含量，再对准备用作中和剂的钙镁磷肥进行取样化验，分析出其中MgO、CaO的含量，根据上述分析结果，再计算钙镁磷肥的加入量。确定了钙镁磷肥的加入量后，即可称重计量，将钙镁磷肥均匀地加入普钙中，进行中和。中和反应完成后，即将中和后的普钙送入破碎机进行破碎，破碎完后，再转送到造粒机中进行造粒，造粒后的普钙，水份含量高，再转入干燥机内进行干燥，干燥后的普钙，粒度大小不匀，再转入筛分机中进行筛分，合格者，经冷却包装即为成品，不合格者，再直接返回到破碎或造粒过机，参加新一轮的破碎、造粒。具体见附图1：粒状普钙生产工艺流程图。

2、工艺要求及指标：

(1)中和：

降低普钙水份和转化游离酸的有效手段是中和。本工艺方法选用钙镁磷肥作中和剂，钙镁磷肥作为一种产量大、应用广泛的一种磷肥，其有效磷以枸溶性形式出现，它与普钙适量中和，不会造成全磷和水溶性下降，相反还加入了部分枸溶性磷，有利于作物长效吸收。其化学原理是：钙镁磷肥中的Ca₂(PO₄)₂、Mg₃(PO₄)₂，与普钙中的游离酸和水份发生以下反应：

这样，加入适量的钙镁磷肥，可将普钙中全部的游离酸转化为水溶性磷，并化合部分水份，同时放出的热量又蒸发一部分游离水，促使中和后的普钙水份降至8-10％。

但应注意钙镁磷肥的加入量要以完全中和游离酸为限，若用量过多则造成水溶性磷下降，有效磷退化，甚至产生难溶的磷酸三钙。因此，应根据普钙中游离酸的含量以及钙镁磷肥的MgO、CaO含量来计算中和所需加入的钙镁磷肥的用量。

设需要中和的普钙总量为M吨，则加入钙镁磷肥的总量m吨的计算公式为： $m=1.035M\×\frac{\[P_2{O}_5\]}{\[\mathrm{CaO}+\mathrm{MgO}\]}$

其中，〔P₂O₅〕为待中和普钙中游离酸的含量，单位：％

〔CaO+MgO〕为加入钙镁磷肥的MgO、CaO含量总和，单位：％

在实际应用中，要根据每批普钙游离酸(P₂O₅)的含量及钙镁磷肥MgO、CaO含量分析，来计算钙镁磷肥的加入量。

实施例1：有10吨需中和的普钙，含游离酸(P₂O₅)为5．5％，用于中和的钙镁磷肥含MgO：11％，CaO：43％，则需加入钙镁磷肥总量为：

加入钙镁磷肥后，要混合均匀，翻堆2-3次，反应24小时，蒸发水份，即形成了松散、干燥的中和普钙，为下步造粒备好了原料。

(2)粉碎：

中和后的普钙仍有一部分块肥，当这些大块物料参与造粒时，不仅越滚越大，还不断压坏刚成球的小颗粒，降低了成球率，破坏了颗粒园度，增加了粗返料的破碎量。因此，对中和处理后的普钙需进行破碎，使小于1毫米的物料达到95％以上。粉碎设备采用链板式粉碎机，链板易清理，使用周期长，粉碎效率高。

(3)造粒：

普钙造粒是采用附聚成球原理，高速雾化水束喷洒在物料表面，使物料附聚成小颗粒，然后不停地滚动成长，抛光园润成一定的球粒。经中和处理的普钙，游离酸已全部转化，水份下降至8-10％，物料经过料斗、粉碎机、皮带机进入造粒机，不会出现粘堵现象。

粒状普钙生产，关键要控制好进入造粒机的水份。当进入造粒机物料水份高于12％时，造粒机内会因物料过湿而成大球。因此，要求进入造粒机物料的水份要控制在8-10％，游离酸全部转变为磷酸二氢钙(镁)。

为使造粒的成球率一开始就能达到90％，每次造粒开始即需加入一定量的1-3毫米细颗粒，作为成球的“核心”即母粒。物料进行一次造粒循环后，筛下小于2毫米的细颗粒，就可连续不断地作为“核心”补充给造粒机，从而保持整个生产过程中成粒率稳定在90％以上。如果不加入“核心”和补充细颗粒返料，成球率只有60％左右。造粒设备可选用复混肥定型转鼓造粒机，采用蒸汽转鼓造粒。它具有成球率高，颗粒强度好，颗粒表面光滑园润等特点。卧式造粒机内壁装有耐温耐腐蚀的塑料衬板，能克服造粒时物料粘壁和对造粒机金属筒体的腐蚀。蒸汽压力选定在0．5MPa以上，喷头埋设在物料内部100mm左右，采用汽液混合专用喷头，当通汽通水时，水被蒸汽雾化，形成高速细水束喷洒在运动的物料中，利用水的集聚作用形成物料小球，然后在造粒机内不断滚动成一定直径的球粒，进入后面干燥设备。所用的蒸汽能提高物料温度，使普钙中某些盐分受热融溶形成少量液体，增加物料间的湿度，有利于物料之间的集聚粘合，同时可减少造粒机的水份加入，降低后部的干燥负荷，防止形成大球和结块。如果物料水份过高，水束过大，蒸汽压力低，雾化不好，则出现大球或呈稠状物质，以致无法造粒。如果水份少，物料过干，则难以集聚，成球率降低。水份和成粒率均可由操作人员调节水汽阀门和进入的物料量控制。推荐工艺指标：进造粒机的物料水份控制在8-10％，造粒机出口的物料水份控制在12-13％，出口温度在50-55℃，出口颗粒控制在1-4mm。

(4)干燥：

从造粒机出来的肥料颗粒，进入回转干燥机。为防止烘干温度过高，造成有效磷退化，烘干时间应控制在15分钟左右，出口物料温度控制在75℃-80℃，水份降到3-5％。

(5)筛分；

烘干的颗粒经胶带运输机送到筛分机，2-4mm的合格颗粒，经筛分后，冷却包装，小于2mm细颗粒经胶带机输送回造粒机，大于4mm的粗颗粒返回粉碎设备，粉碎后再进入造粒机，整个生产过程采用机械化作业和封闭的生产流水线。

按上述工艺方法，制出粒状普钙的质量分级及特征：

指项                 标目	优等品	一等品	合格品
					Ⅰ	Ⅱ
			有效磷(P2O5)％≥	18			18	14	12
游离水(H2O)％≤	3.5	5			5	5
			粒度(2.0-4.0mm)％≥	90			90	85	85
颗粒平均抗压强度N≥	12	10			8	8

粒状普钙除了保持粉状普钙的优点外，还有以下特征：

(1)颗粒均匀，适用于机械化施肥，有利于推进农业现代化进程，提高农业效率。

(2)提高了有效磷利用率，粒状普钙能防止粉肥流失，并克服了因块度不匀引起土壤局部盐份和游离酸偏高，对作物造成伤害，有效磷利用率从25％上升到35％。

(3)有良好的物理性能，水份低、颗粒不受潮、不结块，不会受压板结，储运性好，施用方便。

(4)能与氮肥、钾肥直接掺混成氮磷钾复混肥。掺混过程中，不会与尿素发生水解，是最简易的复混肥生产方法，用户对这样的复混肥一眼就能看出其中含有的氮磷钾成分，从而可防止假冒复混肥的冲击。

(5)缩短丁普钙的熟化期。熟化前期主要是通过转化提高有效磷，熟化后期转化缓慢，主要是降低水份。对需造粒的普钙可提前中和，熟化期可提前3-5天。

由于粒状普钙有上述特点，预计到本世纪末，全国30％产量的普钙将要以粒状普钙出现，到2010年，除少量作复混肥原料用的普钙外，传统的粉状普钙将全部被粒状普钙取代。

Claims (8)

1、一种粒状普通过磷酸钙(简称普钙)的制造方法，包括将传统的粉状或与块状混合的普钙成品(有效P₂O₅：12～18％；游离H₂O：12～14％；游离酸(P₂O₅)≤5．5％)，用成品钙镁磷肥作中和剂，中和其中的游离酸及多余水分。其特征在于，首先将需中和的粉状或与块状混合的普钙，加入钙镁磷肥中和其中的游离酸及多余水分，然后经过破碎，使物料95％以上的粒径少于1毫米，再转入造粒机内进行造粒，后将造成的粒状物再经过干燥、过筛、包装后，即得粒状过磷酸钙。

2、根据权利要求1的方法，其特征在于：用钙镁磷肥做中和剂，用于中和粉状或与块状混合的普钙中的游离酸及多余水分。

其化学方程式为：

钙镁磷肥的加入量m按下列公式计算：

$m=1.035M\×\frac{\left(P_2{O}_5\right)}{\[\mathrm{CaO}+\mathrm{MgO}\]}$

其中，M为需中和普钙总量，〔P₂O₅〕为需中和普钙中游离酸的含量(％)；〔CaO+MgO〕为中和剂钙镁磷肥中CaO与MgO的含量和(％)。

3、根据权利要求1或2的方法，其特征在于：加入钙镁磷肥后，混合料均匀翻堆2-3次，中和反应24小时，蒸发水份。

4、根据权利要求1或2或3的方法，其特征在于：中和后的普钙水份在8～10％。

5、根据权利要求1的方法，其特征在于：用链板式粉碎机，对中和处理后的普钙进行破碎，使少于1毫米的物料达到95％以上。

6、根据权利要求1的方法，其特征在于：造粒采用附聚成球原理，用高速雾化水束喷洒在物料表面，使物料在滚动过程中附聚成粒，整个过粒过程可在造粒机中进行。在造粒过程中，每次造粒时，首先加入一定量的1-3毫米的细颗粒，作为成球的“核心”，其后，将造粒循环过程中筛分下来的、粒径少于2毫米的细颗粒即细余料，作为“核心”补充给造粒机，蒸汽压力选定在0．5MPa以上，喷头埋设在物料内部100mm左右。

造粒机出口物料水份控制在12～13％，出口温度控制在50～55℃，颗粒控制在1～4mm。

7、根据权利要求1的方法，其特征在于：在回转干燥机内，颗粒烘干时间控制在15分钟左右，出料口温度控制在75～80℃。经干燥后的成品，水份含量在3～5％。

8、根据杈利要求1的方法，其特征为：筛分后2-4mm的颗粒合格；少于2mm的细颗粒送回造粒机造粒；大于4mm的颗粒返回粉碎设备粉碎后，再重新进入造粒机造粒。