一种制备磷酸二氢氧化钾溶液副产红薯专用肥的生产方法
【专利摘要】本发明涉及化工【技术领域】，尤其是一种制备磷酸二氢氧化钾溶液副产红薯专用肥的生产方法，通过对湿法磷酸制备磷酸二氢氧化钾溶液的温暖等系数进行改变，提高磷酸二氢氧化钾溶液产品的纯度，同时可以生产出含有N、P、K化合态的复混肥，并且在滤液中添加甲醛制作一种控释复混肥，提高磷酸二氢氧化钾溶液的纯度，生产出的该红薯专用肥的吸收率好，同时生产出的该红薯专用肥能够满足红薯生长周期中各个时期的营养需要，大大地增加了红薯产量，是高效的复混肥。
【专利说明】一种制备磷酸二氢氧化钾溶液副产红薯专用肥的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化工【技术领域】，尤其涉及一种制备磷酸二氢氧化钾溶液副产红薯专用 肥的生产方法。
【背景技术】
[0002] 磷酸二氢氧化钾溶液，广泛适用于各类型经济作物、粮食、瓜果、蔬菜等几乎全部 类型的作物，具有显著增产增收、改量优化品质、抗倒伏、抗病虫害、防治早衰等许多优良作 用，并且具有克服作物生长后期根系老化吸收能力下降而导致的营养不足的作用，属新型 高浓度磷钾二元素复合肥料，是农业上的高效磷钾复合肥。目前国内很多肥料厂家都在生 产磷酸二氢氧化钾溶液复合肥，其生产方法主要有中和法、萃取法、离子交换法、复分解法、 直接法、结晶法和电解法等，其中复分解法包括热法磷酸和湿法磷酸制取磷酸二氢氧化钾 溶液，而热法磷酸成本较大，不宜作为广泛推广，因此，湿法磷酸生产磷酸二氢氧化钾溶液 产品成为了主要的方法，湿法磷酸制磷酸的基本步骤如下 ：
[0003] 反应式一：
[0004] CO (NH2) 2+H3P〇4= CO (NH 2) 2. H3PO4
[0005] 反应式二
[0006] CO (NH2) 2. H3PO4+KOH = KH2P04+H20+C0 (NH2) 2
[0007] 在整个反应在40?80°C下反应，大量的碳酰胺在反应结束后未发生任何变化，同 时由于碳酰胺溶解度很高，在20°C时，其溶解度为85g/100ml (详见《磷肥与复合肥》第20 卷第6期--化学肥料溶解度与复混肥生产工艺），同时碳酰胺的溶解度随温度的升高而 增大，故此滤液中含有的碳酰胺在通过降温晶体析出后，滤液中还含有大量未析出的碳酰 胺、K+、H 2PO4' HPO42' PO4'如果直接做废水排出，既浪费资源，又会造成资源的浪费，同时， 析出的磷酸氢二钾晶体的纯度不高。
[0008] 红薯富含蛋白质、淀粉、果胶、纤维素、氨基酸、维生素及多种矿物质，有"长寿食 品"之誉。含糖量达到15% -20%。有抗癌、保护心脏、预防肺气肿、糖尿病、减肥等功效。据 研究，每生产1000公斤鲜薯，需要从土壤中吸收速效氮3. 5公斤、五氧化二磷1. 8公斤、钾5 公斤。传统的红薯施肥都是运用家禽粪便，如专利号为CN201310506237. 2的发明专利"一 种红薯渣鸡粪肥料及其制备方法"以及专利号为CN201210566294. 5的发明专利一种利用红 薯渣制备鸡粪肥料的方法的主要原料就是红薯渣和鸡粪，其主要缺陷是：家禽粪便中的N、 P、K无法确定，红薯的产量无法保持在一个很好的范围内；以及运用草木灰等肥料，如专利 号为CN201210142052. 3的发明专利"一种让红薯高产的配方肥"，主要原料为枣木木材、杏 木木材、桃木木材，杂木木材分别煅烧成灰，其优点是P、K含量高，但是N的含量较少，红薯 在生长前期，无法很快地封林，在一些干旱地区，封林时间过长，土壤水分流失快，会造成红 薯产量低；还有运用氮、磷、钾的混合肥，如专利号为CN200910227408. 1的发明专利"一种 用于红薯配方肥料"，其主要成分为碳酰胺、过磷酸钙、钙镁磷和氯化钾，其缺点是混合肥的 吸收不好，据报道：
[0009] 碳酰胺、碳铵的植物吸收利用率是：20 % - 46 % ;
[0010] 磷肥（二铵、一铵、重钙）的植物吸收利用率是：1〇% - 25% ;
[0011] 普通钾肥的植物吸收利用率是：45% - 60%。
[0012] 未吸收的混合肥，容易造成土壤板结，同时该肥料的释放和损失过快，前期会造成 红薯藤的疯长，后期由于红薯疯长以及因雨水浸泡或肥料自身分解，造成土壤中的营养无 法供给红薯的需要，造成产量极低。
[0013] 针对湿法磷酸生产磷酸二氢氧化钾溶液过程中，磷酸二氢氧化钾溶液的纯度不 高，滤液中还含有大量未析出的碳酰胺、κ+、η 2ρο4'ηρο42'ρ〇Λ等物质，本发明的研究者从大 量的现有技术文献以及多年的探索与研究，并对传统红薯专用肥的成分含量以及红薯的吸 收情况进行研究，有效地探讨出从湿法磷酸生产磷酸二氢氧化钾溶液的滤液中制取红薯专 用肥，解决湿法磷酸生产磷酸二氢氧化钾溶液的滤液中有效成分无法利用等问题，在国内 肥料生产中，未见报道。
【发明内容】
[0014] 针对以上技术问题，本发明提供了一种制备磷酸二氢氧化钾溶液副产红薯专用肥 的生产方法，通过独特的工艺生产设计，提高磷酸二氢氧化钾溶液的纯度，同时充分利用湿 法磷酸制磷酸二氢氧化钾溶液的滤液中碳酰胺、K+、H 2PO4' HPO42' Ρ〇Λ等物质，制取出适合 红薯生长的红薯专用肥。
[0015] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0016] 本发明提供了一种制备磷酸二氢氧化钾溶液副产红薯专用肥的生产方法，主要包 括以下步骤：
[0017] 1)采用磷酸与碳酰胺按照摩尔比为（1. 2-1. 6) :1混合，并以升温速度为5°C /min 从80°C升温至150°C，搅拌反应4-5h，分离得到中间体；再采用该中间体与碱性钾盐按照摩 尔比为I :(1. 1-1.3)混合，调节pH值为8. 5-9. 5,反应结束后，获得含氮、磷、钾的料浆，并 将含氮、磷、钾的料浆置于冷却结晶器中降温到40?45°C，进行结晶过滤处理，使滤液在冷 却结晶器中循环结晶处理，获得的滤饼为磷酸二氢氧化钾溶液产品，检测滤液中的碳酰胺、 K+、H2PCV含量；
[0018] 2)向滤液中加入甲醛溶液，按照与溶液中含有的碳酰胺的摩尔比为（0. 8?0. 9): 1混合，用氢氧化钾溶液和磷酸溶液调节溶液的用氢氧化钾溶液和磷酸溶液调节溶液的氮 成分的含量为15-25%、磷成分含量为1. 5-4. 5%、钾成分含量为8-14%、pH在8. 5?9.0。， 然后将混合液放入反应罐中，将压强增大到8?10个大气压，快速升温到85°C时，以5? 6°C /min的速率升温，到达到120°C时，保持2?3h ;
[0019] 3)将步骤2)得到的溶液等分为两份，
[0020] 取一份量的溶液快速降温至60°C和降压至常压下静置，命名为溶液A，
[0021] 取一份量的溶液放入一反应罐中，大气压快速升至2个大气压时，以50?IOOPa/ min的速率增加大气压，同时温度从85°C以1?2°C /min的速率升温，当达到3个大气压、 温度达到95°C时，保持0. 5?lh，命名为溶液B ;
[0022] (4)将步骤3)得到的溶液A、B、C混合后降温至60?65°C，，并加入一定量的H2S04 溶液，调节pH到7. 0?7. 4的范围，加入少量的CaSO4，加入MgS04、Fe2+的螯合物、H忑0 3中 的至少的一种，静置0. 5?lh，得到溶液C ;
[0023] (5)将步骤4)中得到的溶液C降温至20?25 °C，进行结晶过滤处理，得到 大量的
【权利要求】
1. 一种制备磷酸二氢氧化钾溶液副产红薯专用肥的生产方法，主要包括以下步骤： 1) 采用磷酸与碳酰胺按照摩尔比为（1.2-1. 6) :1混合，并以升温速度为5°C/min从 80°C升温至150°C，搅拌反应4-5h，分离得到中间体；再采用该中间体与碱性钾盐按照摩尔 比为1 :(1. 1-1.3)混合，调节pH值为8. 5-9. 5,反应结束后，获得含氮、磷、钾的料浆，并将 含氮、磷、钾的料浆置于冷却结晶器中降温到40?45°C，进行结晶过滤处理，使滤液在冷 却结晶器中循环结晶处理，获得的滤饼为磷酸二氢氧化钾溶液产品，检测滤液中的成分含 量； 2) 向滤液中加入甲醛溶液，按照与溶液中含有的碳酰胺的摩尔比为（0.8?0.9):1混合，用氢氧化钾溶液和磷酸溶液调节溶液的氮成分的含量为15-25%、磷成分含量为 1. 5-4. 5%、钾成分含量为8-14%、pH在8. 5?9. 0,然后将混合液放入反应罐中，将压强增 大到8?10个大气压，快速升温到85°C时，以5?6°C /min的速率升温，到达到120°C时， 保持2?3h ; 3) 将步骤2)得到的溶液等分为两份， 取一份量的溶液快速降温至60°C和降压至常压下静置，命名为溶液A， 取一份量的溶液放入一反应罐中，大气压快速升至2个大气压时，以50?100Pa/min 的速率增加大气压，同时温度从85°C以1?2°C /min的速率升温，当达到3个大气压、温度 达到95°C时，保持0. 5?lh，命名为溶液B ; 4) 将步骤3)得到的溶液A、B、C混合后降温至60?65°C，，并加入一定量的H2S04溶 液，调节pH到7. 0?7. 4的范围，加入少量的CaS04,加入MgS04、Fe2+的螯合物、H3B03中 的至少的一种，静置0. 5?lh，得到溶液C ; 5) 将步骤4)中得到的溶液C降温至20?25°C，进行结晶过滤处理，得到大量的根的 磷酸钾盐，以及少量的和等的脲醛的化合态复合肥初成品； 6) 造粒烘干，在此步骤中，先将步骤5)析出的混合物制作成直径为0. 2?0. 4cm的颗 粒，然后置于温度为60?65°C、流速为3?4m/s的氨气环境中烘干，制成红薯专用肥。
2. 如权利要求1所述的一种制备磷酸二氢氧化钾溶液副产红薯专用肥的生产方法， 其特征在于：步骤2)中加入的氢氧化钾溶液浓度为35?40%，所述的磷酸溶液的浓度为 20 ?25%。
3. 如权利要求1所述的一种制备磷酸二氢氧化钾溶液副产红薯专用肥的生产方法，其 特征在于：所述的步骤4)的硫酸浓度为5?15%。
4. 如权利要求1所述的一种制备磷酸二氢氧化钾溶液副产红薯专用肥的生产方法，其 特征在于：对化合态复合肥初成品氮成分含量为16?20%、磷成分含量为3?5%、钾成分 含量为11-16 %时，停止结晶。
【文档编号】C05B7/00GK104445123SQ201410479119
【公开日】2015年3月25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, 李军旗, 彭宝林, 何敏, 朱飞武, 赵伟毅, 刘琼, 曾舒, 毛小浩 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