一种绿豆专用肥的配制方法
【专利摘要】本发明涉及化工【技术领域】，公开了一种绿豆专用肥的配制方法，通过对绿豆生长过程中吸收的营养元素进行研究，分析绿豆生长所需营养元素的比例，而后采用磷酸与碳酰胺反应制备中间体，再用中间体与碱性钾反应制备磷酸二氢钾，通过控制磷酸二氢钾结晶过程滤液的养分含量比，向分离磷酸二氢钾的滤液中加入中微量元素化合物来制备绿豆专用肥。该方法不仅提高了磷酸二氢钾的纯度，而且通过分析绿豆生长过程中所需的营养元素的比值，配制出绿豆专用肥，提高了绿豆的产量，并且生产过程中没有废液排出，不会对环境造成污染。
【专利说明】一种绿豆专用肥的配制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化工【技术领域】，尤其是涉及一种绿豆专用肥的配制方法。
【背景技术】
[0002] 绿豆，别名青小豆、箓豆、植豆等。其种子和茎被广泛食用。绿豆汤是家庭常备夏季 清暑饮料，清暑开胃，老少皆宜。传统绿豆制品有绿豆糕、绿豆酒、绿豆饼、绿豆沙、绿豆粉皮 等。绿豆含蛋白质（主要是球蛋白类）、脂肪、碳水化合物、钙、磷、铁、维生素A、B、C。磷脂 成分中有磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰甘油、磷脂酰丝氨酸、磷脂酸。因 其营养丰富，可作豆粥、豆饭、豆酒、食、鈔食，或作饵顿糕，或发芽作菜，故有"食中佳品，济 世长谷"之称。盛夏酷暑，人们喝些绿豆粥，甘凉可口，防暑消热。小孩因天热起痱子，用绿 豆和鲜荷服用，效果更好。若用绿豆、赤小豆、黑豆煎汤，既可治疗暑天小儿消化不良，又可 治疗小儿皮肤病及麻疹。常食绿豆，对高血压、动脉硬化、糖尿病、肾炎有较好的治疗辅助作 用。此外绿豆还可以作为外用药，嚼烂后外敷治疗疮疖和皮肤湿疹。如果得了痤疮，可以 把绿豆研成细末，煮成糊状，在就寝前洗净患部，涂抹在患处。"绿豆衣"能清热解毒，还有消 肿、散翳明目等作用，近几十年来，人们用现代科学技术对绿豆进行了多方面的研究。
[0003] 绿豆在生长过程中需要吸收的氮、磷、钾的比例是（20-46) : (10-25) : (45-60)，目 前，市场上还没发现有绿豆专用肥，种植绿豆施用的肥料是氮肥以及有机肥，这些肥料中营 养元素的配比不符合绿豆生长所需营养元素的比例，导致很多营养元素没有被绿豆吸收， 继续留在土壤中，改变土壤结构，造成环境污染。
[0004] 通过在网上检索，申请号为201110388645. 3公开了 "一种绿豆增产肥的配制方 法"，其采用牛骨粉、猪骨粉、鸡骨粉、羊骨粉、鱼粉、大粪粉、大豆粉、黑豆粉、扁豆粉、龙虾 粉、红薯粉、大豆粉等配制而成，该肥料易溶解，不板结土壤，营养元素丰富。但是，原料收集 困难且生产成本较高。
[0005] 磷酸二氢钾是一种能够应用工业、农业等领域，具有广泛的用途。如在工业方面主 要作为化工原材料的生产，在农业方面主要用于饲料和化肥的添加，除此之外，磷酸二氢钾 还可以用于食品添加作为原料，改善食品口感和质量，为人体补充钾元素等中微量元素。目 前对于磷酸二氢钾产品的生产方法主要有中和法、萃取法、离子交换法、复分解法、结晶法 以及电解法等，中和法生产磷酸二氢钾中和法的特点是工艺流程短，技术成熟，设备少，产 品质量高，能耗低，投资少。该法以热法磷酸和钾碱为原料，生产成本高，难以在农业上应 用，主要用于生产食品、医药和工业级的磷酸二氢钾。溶剂萃取法成为精制磷酸最有效的方 法之一，用湿法磷酸制取提供了方便。采用有机溶剂萃取法，可选择性地对进行萃取，可排 除粗磷酸中的离子型杂质，制取的磷酸二氢钾产品质量高，能耗低，但磷酸回收率低，有机 溶剂价格昂贵，对环境有污染。离子交法可用氨中和湿法磷酸除去大部分杂质得到较纯磷 酸二氢铵溶液作为离子交换的原料，同时用较廉价的氯化钾代替中和法所用的氢氧化钾， 与中和法相比生产成本有较大下降，但该法的蒸发量太大成品需要蒸发水，能耗过高，且树 脂价格昂贵，一次性投资较大。另外，每生产磷酸二氢钾要副产的氯化铵稀溶液，产量大时 后处理很麻烦；复分解法主要是采用磷酸与碳酸钠反应制备磷酸二氢钠后再与氯化钾反应 生成磷酸二氢钾的工艺流程。该法的特点是生产设备简单，反应条件平和，操作方便，没有 污染，质量可靠，但该法的产品质量不如中和法，会含有少量氯化钠。结晶后的母液中回收 氯化钠耗能高，价值低。
[0006] 上述技术的改进依然存在着较大问题和困难，其工艺条件控制不好，则会在反应 中生成其他其他产品，如磷酸二氢钾在水中容易水解生成磷酸一氢钾，导致磷酸二氢钾的 收率较低，同时，整个生产工艺中还会有大量的废旧物质排放，难以解决污染物的零排放问 题；并且，磷酸二氢钾产品在结晶析出的过程中也难以完全析出，而是始终处于饱和状态的 饱和溶液，继而使得磷酸二氢钾在溶液中含量较大，如果深度结晶析出，则获得的磷酸二氢 钾产品的纯度较差，影响磷酸二氢钾产品的质量。
【发明内容】
[0007] 有鉴于此，本发明提供一种绿豆专用肥的配制方法，以解决种植绿豆施用的肥料 是氮肥以及有机肥，这些肥料中营养元素的配比不符合绿豆生长所需营养元素的比例，导 致很多营养元素没有被绿豆吸收，继续留在土壤中，改变土壤结构，造成环境污染的技术问 题。同时，解决了在制备磷酸二氢钾产品的过程中，磷酸二氢钾结晶析出不完全会造成的大 量的磷酸二氢钾的浪费，磷酸二氢钾结晶过度又会给磷酸二氢钾产品带入大量杂质，继而 使得磷酸二氢钾产品的纯度较低的技术问题。
[0008] 本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：
[0009] -种绿豆专用肥的配制方法，采用磷酸与碳酰胺以（1. 1-1. 3) :1的摩尔比混合， 然后以5°C/min的升温速度将两混合物的温度升高到100-120°C，搅拌反应100_120min， 然后将3°C/min的速度将温度冷却至30-45°C，再离心分离得中间体；将该中间体与碱性钾 盐以摩尔比为1 : (1. 9-2. 1)混合反应，调节反应的pH值为10-12,反应结束后，获得含氮磷 钾的料浆，将该料浆置于冷却结晶器中循环结晶处理，同时检测分析滤液，当滤液中氮、磷、 钾的摩尔比为（2.5-3) : (0.4-0. 6) : (1.3-1. 5)时，停止结晶并过滤,滤饼为磷酸二氢钾产 品；向滤液中加入其他中微量元素化合物调整为绿豆专用肥的初成品，将初成品置于烘干 器中，采用升温速度为5°C/min升温至25-30°C，干燥40-60min后，调整水分含量为3-4%， 即可制得绿豆专用肥。
[0010] 具体包括以下步骤：
[0011] (1)原料混合反应：将磷酸与碳酰胺以摩尔比为（1. 1-1. 3) :1加到反应釜中混合， 然后以5°C /min的升温速度将两混合物的温度升高到70°C，搅拌反应llOmin，然后将温度 冷却至40°C，再离心分离得中间体；
[0012] (2)制备磷酸二氢钾：将步骤（1)中获得的中间体与碱性钾盐以摩尔比为1 : (1. 9-2. 1)在反应釜中混合反应，以搅拌速度为200-250r/min搅拌反应40-60min，并调节 反应的pH值为11，反应结束后，获得含氮磷钾的料浆，将该料浆置于冷却结晶器中循环结 晶处理，同时检测分析滤液，当滤液中氮、磷、钾的摩尔比为2. 8:0. 5:1. 4时，停止结晶并过 滤，滤饼为磷酸二氢钾产品；
[0013] (3)制备绿豆专用肥：向步骤（2)中过滤磷酸二氢钾后的滤液中加入其他中微量 元素化合物调整为绿豆专用肥的初成品，将初成品置于烘干器中，采用升温速度为5°C/ min升温至28°C，干燥50min后，调整水分含量为3-4%，即可制得绿豆专用肥。
[0014] 所述中间体为磷酸脲。
[0015] 所述碱性钾盐为氢氧化钾。
[0016] 所述的中微量元素化合物为硫酸锌、硼砂、钥酸中的一种或几种混合物。
[0017] 所述中间体与碱性钾盐以摩尔比为1 :2。
[0018] 所述绿豆专用肥为化合态复混肥。
[0019] 所述的化合态复混肥成分中含有以下氮磷钾化合态结构式：
[0020]
【权利要求】
1. 一种绿豆专用肥的配制方法，其特征在于：采用磷酸与碳酰胺以（1.1-1.3) :1的 摩尔比混合，然后以5°C /min的升温速度将两混合物的温度升高到100-120°C，搅拌反应 100-120min，然后将3°C /min的速度将温度冷却至30-45°C，再离心分离得中间体；将该中 间体与碱性钾盐以摩尔比为1 :(1.9-2. 1)混合反应，调节反应的pH值为10-12,反应结束 后，获得含氮磷钾的料浆，将该料浆置于冷却结晶器中循环结晶处理，同时检测分析滤液， 当滤液中氮、磷、钾的摩尔比为（2. 5-3) :(0.4-0.6) :(1.3-1.5)时，停止结晶并过滤，滤饼 为磷酸二氢钾产品；向滤液中加入其他中微量元素化合物调整为绿豆专用肥的初成品，将 初成品置于烘干器中，采用升温速度为5°C /min升温至25-30°C，干燥40-60min后，调整水 分含量为3-4%，即可制得绿豆专用肥。
2. 根据权利要求1所述的绿豆专用肥的配制方法，其特征在于：具体包括以下步骤： (1) .原料混合反应：将磷酸与碳酰胺以摩尔比为（1.1-1. 3) :1加到反应釜中混合，然 后以5°C/min的升温速度将两混合物的温度升高到110°C，搅拌反应1 lOmin，然后将温度冷 却至40°C，再离心分离得中间体； (2) .制备磷酸二氢钾：将步骤（1)中获得的中间体与碱性钾盐以摩尔比为1 : (1. 9-2. 1)在反应釜中混合反应，以搅拌速度为200-250r/min搅拌反应40-60min，并调节 反应的pH值为11，反应结束后，获得含氮磷钾的料浆，将该料浆置于冷却结晶器中循环结 晶处理，同时检测分析滤液，当滤液中氮、磷、钾的摩尔比为2. 8:0. 5:1. 4时，停止结晶并过 滤，滤饼为磷酸二氢钾产品； (3) .制备绿豆专用肥：向步骤（2)中过滤磷酸二氢钾后的滤液中加入其他中微量元 素化合物调整为绿豆专用肥的初成品，将初成品置于烘干器中，采用升温速度为5°C /min 升温至28°C，干燥50min后，调整水分含量为3-4%，即可制得绿豆专用肥。
3. 根据权利要求1或2所述的绿豆专用肥的配制方法，其特征在于：所述中间体为磷 酸脲。
4. 根据权利要求1或2所述的绿豆专用肥的配制方法，其特征在于：所述碱性钾盐为 氢氧化钾。
5. 根据权利要求1或2所述的绿豆专用肥的配制方法，其特征在于：所述的中微量元 素化合物为硫酸锌、硼砂、钥酸、硫酸镁、硫酸钙中的一种或几种混合物。
6. 根据权利要求1或2所述的绿豆专用肥的配制方法，其特征在于：所述中间体与碱 性钾盐以摩尔比为1 :2。
7. 根据权利要求1或2所述的绿豆专用肥的配制方法，其特征在于：所述绿豆专用肥 为化合态复混肥。
8. 根据权利要求7所述的绿豆专用肥的配制方法，其特征在于：所述的化合态复混肥 成分中含有以下氮磷钾化合态结构式：
其中，碳原子与氧原子之间的虚线表示C原子与0原子之间 存在配位键。
【文档编号】C05G1/00GK104291904SQ201410479082
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】陈肖虎, 廖吉星, 高贵龙, 杨勇, 薛涛, 谢飞, 唐晓宁, 石磊, 赵伟毅, 李军旗 申请人:贵州大学, 贵阳中化开磷化肥有限公司, 贵州科鑫化冶有限公司