CN1212248A - 直接法生产无氯复合肥 - Google Patents

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张智新
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    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G1/00—Mixtures of fertilisers belonging individually to different subclasses of C05

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Abstract

一种以氯化钾或氯化铵或氯化钾和氯化铵为原料生产无氯复合肥的方法,其特征是以氯化钾或氯化铵或氯化钾和氯化铵与硫酸反应,释放完氯化氢后,生成物再和或不和硫酸一起去酸解磷矿粉从而制得无氯的复合肥,复合肥的氮磷钾含量可以调节,本发明工艺过程简短,所需投资少,生产成本低,具有显著的经济效益。

Description

直接法生产无氯复合肥
本发明是一种以氯化钾或氯化铵或氯化钾和氯化铵为原料直接生产无氯复合肥的方法。
现行以氯化钾为原料生产无氯复合肥，首先要把氯化钾制成硫酸钾、碳酸钾或氢氧化钾，再进一步制成无氯复合肥，工艺过程复杂，制造成本很高。国外开发了以氯化钾制造磷酸二氢钾的“直接法”流程，但所用硫酸及磷矿粉均过量，生成的氟硅酸钾混入磷石膏需回收，酸解的产物为磷酸二氢钾与磷酸的混和物，需用甲醇盐析分离，使得制造成本依然很高，难于在工业生产上应用。
我国氯化铵数量巨大，因含氯而普遍滞销，尚未见用于制造无氯复合肥的报道。
本发明的目的：在于提供一种工艺过程简化，制造成本低，以氯化钾或氯化铵或氯化钾和氯化铵直接制造无氯复合肥的方法。
本发明的构思是：以氯化钾或氯化铵或氯化钾和氯化铵与硫酸反应，释放完氯化氢后，生成物溶于水再和或不和硫酸去酸解磷矿粉，酸解产物再制成无氯复合肥。
具体工艺如下：
一、制造氯化氢或盐酸：氯化钾或氯化铵或氯化钾和氯化铵与硫酸的反应，常温下即可进行，但为加速反应仍需加热，控温在70-160℃并且搅拌的条件下进行，如果用浓硫酸(98-100％)，则释放出较干燥的氯化氢，如果用稀硫酸，则有水蒸汽随同氯化氢放出，冷却后得到盐酸。一般硫酸的浓度不低于55％，否则所得盐酸浓度太低，反应式如下：
                                (1)
                            (2)
                (3)氯化钾或氯化铵与硫酸反应用量的摩尔比为3∶3-5，反应至基本无氯化氢放出时止。
二、制造无氯复合肥：制造氯化氢的反应结束后，加入水使生成物完全溶解，搅拌下加入磷矿粉进行反应，反应在常温并且搅拌的条件下进行，历时40-90分钟，物料PH值≥1.2结束。改变反应物用量的摩尔比，可以调整所得无氯复合肥的氮磷钾含量比。以硫酸氢钾或硫酸氢铵的摩尔数为7，磷矿粉里所含Ca5F(PO4)3的摩尔数为1，则得无氯的磷含量最低的磷钾或磷氮或氮磷钾复合肥，反应原理如下：
硫酸氢钾或硫酸氢铵溶于水：      (4)      (5)酸解磷矿粉：      (6)生成无氯复合肥：
       (7)      (8)    (9)总反应式：                    (10)            (11)                                         (12)
以硫酸氢钾或硫酸氢铵的摩尔数为3，硫酸的摩尔数为2，磷矿粉里所含Ca5F(PO4)3的摩尔数为1，则得磷含量最高的磷酸二氯钾或磷酸二氢铵或磷酸二氢钾与磷酸二氢铵的混合物，反应原理与前相同，总反应式如下：                    (13)                (14)                                                 (15)以硫酸氢钾的摩尔数为18，硫酸的摩尔数为5，磷矿粉里所含Ca5F(PO4)3的摩尔数为4，则得磷钾含量近于相等的无氯复合肥，反应式如下：        (16)反应结束后，用氨中和无氯复合肥溶液，可以提高无氯复合肥的含氮量，中和可以在无氯复合肥溶液浓缩前或后进行，浓缩后中和则更能避免损失氨，中和应控制溶液最终的PH值小于8，以减少以后加工过程中氨的损失。
本发明由于酸解磷矿粉的反应，酸不过量，反应的中间产物是磷酸二氢钙而不是磷酸，并且酸解的时间也较短，经分析测定，基本上无氟硅酸钾进入磷石膏，因此整个工艺不需钾回收工序。
附图是整个工艺流程示意。
下面结合附图进一步叙述本发明的实施例：
在反应釜里加入氯化钾或氯化铵或氯化钾和氯化铵8，在加热并搅拌的条件下，加入硫酸9进行制造氯化氢的反应1，如果为浓硫酸则得较干燥的氯化氢10，如果为稀硫酸则得到含水蒸气的氯化氢11，经冷却7得到盐酸12，反应1结束后，加入水13搅拌使生成物全溶，搅拌下加入磷矿粉14，常温下搅拌进行反应2，结束后物料15去浓缩3，浓缩后可以直接去造粒干燥4，也可去中和6，用氨19中和后再去造粒干燥4，均得到较低浓度的无氯复合肥17。物料15去分离5，去除磷石膏16后去浓缩3，浓缩后直接去造粒干燥4，也可去中和6用氨19中和后去造粒干燥4，均可得到较高浓度的无氯复合肥18。
本发明的工艺过程简单，氯化钾或氯化铵脱氯后的生成物与磷矿粉反应即得到无氯复合肥，节省了大量投资，降低了操作费用及能耗。现行技术制造磷酸二氢钾或磷酸二氢铵的中间产物为磷酸，而本发明的中间产物为磷酸二氢钙，因而本发明节省了近30％的硫酸，降低了生产成本。和国外的“直接法”相比，本发明无钾回收工序，完全不使用任何有机溶剂，工艺过程更简单，生产成本更远低于国外的“直接法”。本发明还适于把数量巨大而又普遍滞销的氯化铵改产为畅销的高浓度的无氯磷氮复合肥磷酸二氢铵及氯产品，对于提高我国化肥的档次以及完善和推动“联碱法”的发展也有重要意义。

Claims (2)

1、一种以氯化钾或氯化铵或氯化钾和氯化铵为原料生产无氯复合肥的方法，其特征是以氯化钾或氯化铵或氯化钾和氯化铵一起与硫酸反应，释放出氯化氢并分别生成硫酸氢钾或硫酸氢铵或硫酸氢钾与硫酸氢铵的混和物，加水溶解后再和或不和硫酸一起去与磷矿粉反应，分解磷矿粉的酸不过量，酸解的产物是磷酸二氢钙，为反应的中间产物，磷酸二氢钙随即与硫酸钾或硫酸铵或硫酸钾和硫酸铵反应生成无氯复合肥，改变反应物用量的摩尔比可以调整无氯复合肥的氮磷钾含量比，用氨中和无氯复合肥溶液，可以提高无氯复合肥的含氮量。
2、一种如权利1要求所述的方法，氯化钾或氯化铵或氯化钾和氯化铵一起与硫酸反应，需控温70-160℃，并且搅拌的条件下进行，氯化钾或氯化铵与硫酸反应用量的摩尔比为3∶3-5，硫酸的浓度不低于55％，反应至基本无氯化氢放出时为止，酸解磷矿粉的反应，在常温并且搅拌的条件下进行，历时40-90分钟物料PH值≥1.2时结束，反应用量的摩尔比以硫酸氢钾或硫酸氢铵的摩尔数为7，磷矿粉里所含Ca5F(PO4)3的摩尔数为1，则得无氯的磷含量最低的磷钾或磷氮或氮磷钾复合肥，以硫酸氢钾或硫酸氢铵的摩尔数为3，硫酸的摩尔数为2，磷矿粉里所含Ca5F(PO4)3的摩尔数为1，则得磷含量最高的磷酸二氢钾或磷酸二氢铵，以硫酸氢钾的摩尔数为18，硫酸的摩尔数为5，磷矿粉里所含Ca5F(PO4)3的摩尔数为4，则得磷钾含量近于相等的无氯复合肥，用氨中和无氯复合肥溶液，应控制溶液最终的PH值小于8，以减少以后加工过程中氨的损失。
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