一种配制磷酸二氢铵并联产洋葱专用增强肥的方法
【专利摘要】本发明涉及化工【技术领域】，公开了一种配制磷酸二氢铵并联产洋葱专用增强肥的方法，通过检测洋葱生长过程中从土壤中吸收的各种营养元素的量，来分析洋葱生长过程中需要的营养元素的配比，然后采用磷酸与碳酰胺反应生成中间体，再向该中间体中通入氨气生产磷酸二氢铵，使其中一部分磷酸二氢铵结晶析出，用以调节反应液中营养元素的配比符合洋葱生长所需，并添加洋葱所需的其他营养元素来配制洋葱专用增强肥。该生产方法使得原料得以充分利用，生产出的磷酸二氢铵品质较好，配制的洋葱专用增强肥成本较低。
【专利说明】一种配制磷酸二氢铵并联产洋葱专用增强肥的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化工【技术领域】，特别是涉及一种配制磷酸二氢铵并联产洋葱专用增强 肥的方法。
【背景技术】
[0002] 磷酸二氢铵，又称为磷酸一铵，是一种化学制剂，一种白色的晶体，加热会分解成 偏磷酸铵。磷酸二氢铵可以用作肥料和木材、纸张、织物的防火剂，也可用于制药和反刍动 物饲料添加剂。目前，制备磷酸二氢铵采用的磷酸一氢铵复分解法。它是将水、氯化钾、碳酸 氢铵按比例投料，然后加入规定量的磷酸，充分搅拌后，调pH值，加热浓缩后，经冷却结晶、 离心分离、干燥后即得产品，离心分离所得母液浓缩即为含氮、磷、钾等多元素复合肥。该工 艺没有三废排放，生产成本较中和法、结晶法、萃取法、离子交换法低。但产品质量不如中和 法、萃取法、离子交换法，只可做农用，因此，其产品的价值会大大低于其它方法。但是，结晶 法、中合法、萃取法以及离子交换法制备磷酸二氢钾的过程中均有废液排出，对环境造成污 染。
[0003] 以上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，如磷酸二氢铵在加热时会生成偏磷酸铵，导致磷酸二氢铵的收率较 低，同时，整个生产工艺中还会有大量的废弃物质排放，难以解决污染物的零排放问题；并 且，磷酸二氢铵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，继而使得磷酸二氢铵在溶液中含量较大，如果深度结晶析出，则获得的磷酸二氢铵产 品的纯度较差，影响磷酸二氢铵产品的质量。
[0004] 关于磷酸二氢铵的生产方法有很多，例如，专利申请号为201210194632. 7公开的 "生产工业磷酸二氢铵的方法"，其采用的技术方案是：第一步在湿法磷酸中加入一定量的 磷矿浆反应静置一段时间进行初步脱硫，然后取上清液加入钡盐和钠盐脱氟后，通入氨气 进行中和，再过滤即得到磷铵溶液，再将该磷铵溶液与萃取后的磷酸混合反应，浓缩结晶就 得到磷酸二氢铵。该方法生产出的磷酸二氢铵浓度较高，但是其生产工艺较为复杂，生产成 本较高，且有废液排出，对环境造成污染。
[0005] 洋葱，别名球葱、圆葱、玉葱、葱头、荷兰葱。洋葱在我国分布很广，南北各地均有 栽培，而且种植面积还在不断扩大，是目前我国主栽蔬菜之一。洋葱的杀菌抑菌能力强，极 少患病虫害，是一种比较洁净的无污染绿色食品。洋葱含有前列腺素A，能降低外周血管阻 力，降低血粘度，可用于降低血压、提神醒脑、缓解压力、预防感冒。洋葱还能清除体内氧自 由基，增强新陈代谢能力，抗衰老，预防骨质疏松，是中老年不可多得的保健食物。洋葱可食 部分达90%，每100g中含热量163kJ，水分89. 2g、蛋白质1. lg，脂肪0? 2g，膳食纤维0? 9g， 碳水化合物8. Ig、胡萝卜素20ii g，视黄醇当量g，硫胺素0. 03mg、核黄素0. 03mg、尼g 酸 0? 3mg ;维生素 C8mg，维生素 E0. 14mg ;钾 147mg、钠 4. 4mg，|丐 24mg，镁 15mg、铁 0? 6mg，猛 0? 14mg、锋 0? 23mg，憐 39mg，硒 0? 92pg。
[0006] 要提高洋葱的产量，把握好施肥的时机、用量以及肥料种类的选择是关键，肥料中 的配方合理，不仅能减少施肥成本，而且能够提升作物的产量。目前种植的洋葱施肥是以 尿素为辅。尿素能在短时间内满足洋葱生长过程中对氮元素的需求，但难以满足洋葱对于 磷和钾元素的需求，导致洋葱产量不高。同时，尿素的养分配比不合理，会造成肥料的浪费， 并且难以促进洋葱的高产稳产。发明专利申请号为20111426342. 6公开了"洋葱专用增强 肥"，该肥料是通过将尿素，硝酸铵，钙镁磷，重过磷酸钙，硝酸钾以及添加剂混合而成，所含 营养元素比较丰富，但肥效较短，而且肥料的利用率为20-30%，造成大量的营养元素的浪 费。部分肥料残留在土壤中，使土壤板结。
【发明内容】
[0007] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种配制磷酸二氢铵并联产洋葱专用增强肥的 方法，以解决现有的肥料中营养元素搭配不符合洋葱对营养元素的需求，导致对洋葱所施 用的肥料被洋葱吸收率较低，其中一些元素化合物残留在土壤中，改变土壤的结构，污染环 境。同时，解决在制备磷酸二氢铵产品的过程中，磷酸二氢铵结晶析出不完全会造成的大量 的磷酸二氢铵的浪费，磷酸二氢铵结晶过度又会给磷酸二氢铵产品带入大量杂质，继而使 得磷酸二氢铵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] -种配制磷酸二氢铵并联产洋葱专用增强肥的方法，包括以下步骤： _〇] 1.制备中间体：先将磷酸加入到反应釜内，并将磷酸的温度升高到120-140°C， 然后向反应釜中加入碳酰胺使其与磷酸进行合成反应，反应200-240min后，将温度冷却至 15_30°C后结晶，再离心分离得中间体，所述磷酸与碳酰胺的摩尔比为（1. 1-1. 3) :1 ;
[0011] 2.制备磷酸二氢铵：将步骤（1)中获得的中间体送入反应釜内，并向反应釜内通 入氨气，氨气与中间体的摩尔比为（1. 4-1. 6) : 1，控制反应时间为40-60min，反应温度为 15-25°C，并调节pH值为8-9,反应结束后，将获得的料浆加入到冷却结晶器中循环结晶，同 时检测分析滤液，当滤液中氮与五氧化二磷的质量比为（10-15) :(4.5-6)时，停止结晶并 过滤，将得到的滤饼烘干后得磷酸二氢铵产品；
[0012] 3.制备洋葱专用增强肥：向步骤（2)中过滤磷酸二氢铵的滤液中加入钾的化合 物调整氮含量为10-15%、五氧化二磷含量为4. 5-6%、氧化钾含量为9-12%，再向滤液中 添加中、微量元素化合物，最后将滤液送入烘干器中，以升温速度为4°C /min将温度升高至 26-30°C，将滤液烘干至水分含量为3-4%，即可制得洋葱专用增强肥。
[0013] 所述中间体为磷酸脲。
[0014] 所述步骤⑴中，将磷酸与碳酰胺以摩尔比为1. 2 :1加到反应釜中混合，控制反应 温度为130°C，反应220min后，将温度冷却至20°C后再离心分离得中间体。
[0015] 所述步骤（2)中，中间体与氨气反应时搅拌速度为200r/min，反应时间为50min， 反应溶液的pH值为8. 5。
[0016] 所述的中微量元素化合物为硫酸钙、硫酸锌、硫酸镁、硼砂以及硫酸锰、硫酸亚铁、 硫酸钠。
[0017] 所述中间体与氨气的摩尔比为1 :1. 5。
[0018] 所述步骤（3)中干燥时采用升温速度为4°C /min升温至28°C，干燥40min后，调 整水分含量为3. 5%。
[0019] 所述洋葱专用增强肥中氮含量为12%、五氧化二磷含量为5%、氧化钾含量为 10%。
[0020] 本发明的有益效果在于：
[0021] 1、传统磷酸二氢铵制备工艺中，磷酸一铵复分解法虽然没有三废排放，生产成本 较中和法、结晶法、萃取法、离子交换法低。但产品质量不如中和法、萃取法、离子交换法，只 可做农用，因此，其产品的价值会大大低于其它方法。但是，结晶法、中合法、萃取法以及离 子交换法制备磷酸二氢钾的过程中均有废液排出，对环境造成污染。本发明采用磷酸与碳 酰胺反应后，再用反应生成物与氨气反应，再使磷酸二氢铵结晶析出，通过检测滤液中氮、 磷成分的含量来控制结晶的程度，将滤液用来生产洋葱专用增强肥。磷酸二氢铵结晶程度 较小，所以配制出的磷酸二氢铵纯度较高。同时，将滤液回收用来制备洋葱专用增强肥，使 得洋葱专用增强肥的生产成本较低。
[0022] 2、本发明通过使配制磷酸二氢铵，进而调整反应液中氮、磷的含量符合洋葱生长 所需的比值，生产出的洋葱专用增强肥能被洋葱更加充分的吸收，以最少的肥料投入，产出 最多的洋葱，具有显著的经济价值。
[0023] 3、本发明将反应液析出一部分磷酸二氢铵，然后再将滤液用来配制洋葱专用增强 月巴，没有尾液排出污染环境，具有显著的环保价值。
[0024] 4、本发明的洋葱专用增强肥为化合态复混肥，通过对生产工艺中参数，即就是温 度、原料浓度以及配比的控制，使得磷酸与尿素反应后，生成磷酸脲产品，磷酸脲产品本身 具有较强的酸性，而磷酸与尿素之间又是通过配位键的方式结合在一起形成的化合态复 盐，也是传统技术中作为作物用肥，并且作物对该化合态复盐的吸收率比对尿素、碳酸铵、 硝酸铵等一元、二元肥料吸收率均较优的一种化合态专用增强肥，然而，这种化合态复盐在 磷酸存在的环境下，在80-250°C的温度下，会发生复杂的分解聚合反应，使得磷酸脲形成 (H 2P04)-和（H2NC0NH3) +两个离子，（H2NC0NH3) +离子与磷酸接近，并在温度为80-160。。的环 境下，形成
【权利要求】
1. 一种配制磷酸二氢铵并联产洋葱专用增强肥的方法，其特征在于：包括以下步骤： (1) 制备中间体：先将磷酸加入到反应釜内，并将磷酸的温度升高到120-140°c，然 后向反应釜中加入碳酰胺使其与磷酸进行合成反应，反应200-240min后，将温度冷却至 15-30°C后结晶，再离心分离得中间体，所述磷酸与碳酰胺的摩尔比为（1. 1-1. 3) :1 ; (2) 制备磷酸二氢铵：将步骤（1)中获得的中间体送入反应釜内，并向反应釜内通 入氨气，氨气与中间体的摩尔比为（1.4-1. 6): 1，控制反应时间为40-60min，反应温度为 15-25°C，并调节pH值为8-9,反应结束后，将获得的料浆加入到冷却结晶器中循环结晶，同 时检测分析滤液，当滤液中氮与五氧化二磷的质量比为（10-15) :(4.5-6)时，停止结晶并 过滤，将得到的滤饼烘干后得磷酸二氢铵产品； (3) 制备洋葱专用增强肥：向步骤（2)中过滤磷酸二氢铵的滤液中加入钾的化合物 调整氮含量为10-15%、五氧化二磷含量为4. 5-6%、氧化钾含量为9-12%，再向滤液中添 加中、微量元素化合物，最后将滤液送入烘干器中，以升温速度为4°C /min将温度升高至 26-30°C，将滤液烘干至水分含量为3-4%，即可制得洋葱专用增强肥。
2. 根据权利要求1所述的配制磷酸二氢铵并联产洋葱专用增强肥的方法，其特征在 于：所述中间体为磷酸脲。
3. 根据权利要求1所述的配制磷酸二氢铵并联产洋葱专用增强肥的方法，其特征在 于：所述步骤⑴中，将磷酸与碳酰胺以摩尔比为1. 2 :1加到反应釜中混合，控制反应温度 为130°C，反应220min后，将温度冷却至20°C后再离心分离得中间体。
4. 根据权利要求1所述的配制磷酸二氢铵并联产洋葱专用增强肥的方法，其特征在 于：所述步骤（2)中，中间体与氨气反应时搅拌速度为200r/min，反应时间为50min，反应溶 液的pH值为8. 5。
5. 根据权利要求1所述的配制磷酸二氢铵并联产洋葱专用增强肥的方法，其特征在 于：所述的中微量元素化合物为硫酸钙、硫酸锌、硫酸镁、硼砂以及硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸 钠。
6. 根据权利要求1所述的配制磷酸二氢铵并联产洋葱专用增强肥的方法，其特征在 于：所述中间体与氨气的摩尔比为1 :1. 5。
7. 根据权利要求1所述的配制磷酸二氢铵并联产洋葱专用增强肥的方法，其特征在 于：所述步骤（3)中干燥时采用升温速度为4°C/min升温至28°C，干燥40min后，调整水分 含量为3. 5%。
8. 根据权利要求1所述的配制磷酸二氢铵并联产洋葱专用增强肥的方法，其特征在 于：所述洋葱专用增强肥中氮含量为12%、五氧化二磷含量为5%、氧化钾含量为10%。
【文档编号】C05G1/06GK104291290SQ201410479110
【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, 朱飞武, 薛涛, 彭宝林, 何敏, 石秀明, 李军旗, 唐晓宁 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