一种磷酸一铵防结块剂及其应用的制作方法

1.本发明属于化工技术领域，具体涉及一种磷酸一铵防结块剂及其应用。


背景技术：

2.磷酸一铵做为一种含有磷元素和氮元素的二元肥料，适用于各类土壤和各种作物、可做种肥、基肥和追肥使用，其中作为追肥使用的比较多，同时也是生产三元复合肥、bb肥的最主要基础原料。目前粉状磷酸一铵有三种生产工艺，一种为传统法，其方法是将湿法生产的磷酸浓缩后，在进行氨中和，把中和完成的磷酸一铵料浆干燥得到粉状磷酸一铵成品。该工艺对磷酸的纯度要求较高，不太适合国内磷矿品位的现状。另一种方法是中和料浆浓缩法，其方法是用氨中和稀磷酸，制得中和料浆再进行蒸发浓缩，最后干燥得到粉状磷酸一铵产品。和传统法相比，此方法生产的磷酸一铵带入了较多的磷矿中的杂质种类，产品质量相对差一些，对磷矿品位的要求较低。第三种是在第二种工艺的基础上，稀磷酸中和后加入过滤装置，除去杂质后得到更加纯净的磷酸一铵清液，在进行浓缩，冷却结晶，离心分离取得磷酸一铵结晶，最后进行干燥得到成品，此种工艺主要用来生产纯度更高的晶状工业磷酸一铵。尤其是后两种工艺生产的粉状磷酸一铵，由于产品水分、温度、堆码以及产品本身携带的一些杂质存在的原因，导致磷酸一铵结块。
3.尤其是来自磷酸中的多种金属阳离子同磷酸一铵反应，生成几种不同的盐或者复盐，在磷酸净化除杂过程中又没有办法完全除去，极少量的进入磷酸一铵成品中，对磷酸一铵成品的主要养分影响不大，但正是这部分杂质的存在，在有少量水分存在且随着环境条件不断变化时，水分不断往复蒸发、凝结，导致磷酸一铵颗粒表面发生溶解、结晶并在颗粒之间产生“晶桥”，使颗粒之间发生连接。另外，在一定压力下，因毛细管黏附效应等，造成磷酸一铵产品严重结块，其中水分迁移作用又是诸多结块因素中的主要因素。
4.因此，在包装后储存过程中容易产生结块，给运输、客户使用带来不变，在机械化，自动化设备应用过程中，这种问题显得尤为突出。
5.目前，市场上有多种形式的防结块剂产品存在，其中专利文献cn107746291a公开发明一种料浆法生产的磷酸一铵防结块剂方法，采用在生产磷酸一铵结晶之前，加入防结块的媒晶剂，改变磷酸一铵结晶的晶型，减小磷酸一铵的吸湿性，从而改善磷酸一铵的结块性能。此发明的媒晶剂主要是选取一种或几种无机盐混合物，对于结块严重的磷酸一铵产品添加量达到10％，添加量大，并且会影响产品的质量，不适合普遍推广使用。发明专利cn109650363a公开了一种全水溶性工业磷酸一铵防结块剂及其使用方法，同样也是采用晶控剂和防潮剂结合的方式，并且是通过喷雾的方式加入到烘干之后的工业磷酸一铵晶体上，该发明需要在工业磷酸一铵干燥设备处增加混合装置，才能使防结块剂添加均匀，达到相应的防结块效果。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种磷酸一铵防结块剂，本发明要解决的问题是：现有技
术中磷酸一铵防结块剂添加量大，或者需要新增设备才能使防结块剂添加均匀，达到相应的防结块效果，使企业成本增加。
7.本发明公开了一种磷酸一铵防结块剂，其特征在于，包括锁水剂，颗粒表面能降低剂和晶型控制剂。
8.引入一种应用于磷酸一铵有防结块作用的混合物，由锁水剂、颗粒表面能减低剂及晶型控制剂等多种化学物质复配而成，充分发挥各组分之间的协同作用，减少防结块剂的使用。
9.进一步的，所述锁水剂包括聚乙二醇双磺酸钠。
10.进一步的，所述聚乙二醇双磺酸钠分子式为naso3‑
o(ch2ch2o)
n
‑
so3na。n为9左右。
11.进一步的，所述聚乙二醇双磺酸盐中的聚乙二醇为聚乙二醇400。
12.进一步的，所述锁水剂的制备方法，包括以下步骤：
13.s1.向反应容器中加入聚乙二醇、氨基磺酸和催化剂；
14.s2.升温到95
‑
100℃，并保温6
‑
7h，即得。
15.进一步的，所述颗粒表面能降低剂为十二烷基联苯醚二磺酸钠。
16.进一步的，所述晶型控制剂为乙二醇、聚乙二醇双磺酸钠和十二烷基联苯醚二磺酸钠。
17.进一步的，各组分质量百分比为：聚乙二醇双磺酸钠5
‑
30％、乙二醇11
‑
50％、十二烷基联苯醚二磺酸钠0.8
‑
2％、水10
‑
80％，其组分质量百分比之和为100％。
18.一种磷酸一铵防结块剂应用，每生产1吨成品，防结块剂添加量为0.3
‰‑5‰
。
19.进一步的，所述防结块剂在干燥前的磷酸一铵料浆中加入。
20.在中和槽之后，干燥之前加入料浆中，防结块剂可以充分和物料混合均匀，进而保证成品中防结块剂添加是均匀的。可以有效降低磷酸一铵颗粒的表面能及锁住成品中少量的水分，具有长时间保持粉状磷酸一铵松散的作用。
21.进一步的，所述防结块剂应用于粉状磷酸一铵。
22.本发明的有益效果为：
23.1.利用聚乙二醇(400)双磺酸钠中双磺酸基团很强的亲水性，在磷酸一铵颗粒表面吸附后,可以有效控制水分子随环境变化而迁移，从而阻止磷酸一铵颗粒之间晶桥的形成，并与添加的颗粒表面能降低剂及晶型控制剂等协同作用,有效地防止磷酸一铵颗粒的结块；
24.2.防结块剂能有效的从根本上解决粉状磷酸一铵产品结块的问题；
25.3.防结块剂比现有防结块剂产品的添加量大幅降低，不影响磷酸一铵产品的质量；
26.4.防结块剂产品从干燥前的磷酸一铵料浆中加入，能充分保证产品在成品中添加均匀。
具体实施方式
27.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
28.实施例1
29.本发明的实施方式提供了一种锁水剂，所述锁水剂包括聚乙二醇(400)双磺酸钠。
30.利用聚乙二醇(400)双磺酸钠中双磺酸基团很强的亲水性，在磷酸一铵颗粒表面吸附后,可以有效控制水分子随环境变化而迁移，从而阻止磷酸一铵颗粒之间晶桥的形成，并与添加的颗粒表面能降低剂、晶型控制剂等协同作用,有效地防止磷酸一铵颗粒的结块。
31.锁水剂的锁水效果测试。
32.分别取水分含量2.5％的磷酸一铵各100克，分别添加磷酸一铵重量2
‰
的锁水剂及其他类似物质及空白作为对照组，将计量的添加物溶于2％的水中后与磷酸一铵混合均匀，放置于烘箱中，50
±
1℃恒温下保持若干时间测量磷酸一铵重量的变化。
33.如下所述锁水试验数据仅为试验部分数据，但不仅限于试验数据表述的锁水效果。
34.添加2％水的磷酸一铵在2小时、4小时、6小时、10小时测试对应减少重量分别为1.5克、2.5克、3.0克、3.2克。
35.添加甘油的磷酸一铵在2小时、4小时、6小时、10小时测试对应减少重量分别为1.3克、2.0克、2.4克、2.6克。
36.添加聚乙二醇(400)的磷酸一铵在2小时、4小时、6小时、10小时测试对应减少重量分别为1.4克、2.3克、2.9克、3.1克。
37.添加聚乙二醇(400)双磺酸盐的磷酸一铵在2小时、4小时、6小时、10小时测试对应减少重量分别为1.0克、1.5克、1.8克、1.9克。
38.从上述测试方法可以看出，添加聚乙二醇(400)双磺酸钠的磷酸一铵重量减少最小，锁水效果好。
39.实施例2
40.本发明的实施方式提供了一种锁水剂制备方法。向反应釜中加入聚乙二醇(400)，加入计量的氨基磺酸和适量的催化剂(如尿素)，先缓慢搅拌至基本均匀，调快反应釜搅拌速度至60r/min以上，升温到95
‑
100℃，保温6
‑
7h，用氢氧化钠中和得到聚乙二醇(400)双磺酸钠。
41.实施例3
42.本实施例为含有下述组分(质量百分比)的粉状磷酸一铵防结块剂：
43.聚乙二醇(400)双磺酸钠：10％；
44.乙二醇：14％；
45.十二烷基联苯醚二磺酸钠：2.0％；
46.水：74％；
47.按照上述配比分别准确称量各组分，加入到带有搅拌装置的混合槽中，搅拌30分钟混合均匀即可。
48.实施例4
49.本实施例为含有下述组分(质量百分比)的粉状磷酸一铵防结块剂：
50.聚乙二醇(400)双磺酸钠：20％；
51.乙二醇：24％；
52.十二烷基联苯醚二磺酸钠：2.0％；
53.水：54％；
54.按照上述配比分别准确称量各组分，加入到带有搅拌装置的混合槽中，搅拌30分钟混合均匀即可。
55.实施例5
56.本实施例为含有下述组分(质量百分比)的粉状磷酸一铵防结块剂：
57.聚乙二醇(400)双磺酸钠：8％；
58.乙二醇：34％；
59.十二烷基联苯醚二磺酸钠：2.0％；
60.水：56％；
61.按照上述配比分别准确称量各组分，加入到带有搅拌装置的混合槽中，搅拌30分钟混合均匀即可。
62.实施例6
63.本实施例为含有下述组分(质量百分比)的粉状磷酸一铵防结块剂：
64.聚乙二醇(400)双磺酸钠：10％；
65.乙二醇：40％；
66.十二烷基联苯醚二磺酸钠：1.0％；
67.水：49％；
68.按照上述配比分别准确称量各组分，加入到带有搅拌装置的混合槽中，搅拌30分钟混合均匀即可。
69.实施例7
70.本实施例为含有下述组分(质量百分比)的粉状磷酸一铵防结块剂：
71.聚乙二醇(400)双磺酸钠：15％；
72.乙二醇：45％；
73.十二烷基联苯醚二磺酸钠：1.0％；
74.水：39％；
75.按照上述配比分别准确称量各组分，加入到带有搅拌装置的混合槽中，搅拌30分钟混合均匀即可。
76.实施例8
77.本实施例为含有下述组分(质量百分比)的粉状磷酸一铵防结块剂：
78.聚乙二醇(400)双磺酸钠：30％；
79.乙二醇：15％；
80.十二烷基联苯醚二磺酸钠：2.0％；
81.水：56％；
82.按照上述配比分别准确称量各组分，加入到带有搅拌装置的混合槽中，搅拌30分钟混合均匀即可。
83.对比例1
84.本实施方式作为本发明的一对比例，其在实施例4的基础上改变仅为磷酸一铵防结块剂组分中未添加聚乙二醇(400)双磺酸钠，以十二烷基硫酸钠代替，其余组分，用量及生产工艺也相同。
85.对比例2
86.本实施方式作为本发明的一对比例，其在实施例4的基础上改变仅为磷酸一铵防结块剂组分中未添加聚乙二醇(400)双磺酸钠，以十二烷基苯磺酸代替，其余组分，用量及生产工艺也相同。
87.对比例3
88.本实施方式作为本发明的一对比例，其在实施例4的基础上改变仅为磷酸一铵防结块剂组分中未添加聚乙二醇(400)双磺酸钠，以聚丙烯酸钠代替，其余组分，用量及生产工艺也相同。
89.对比例4
90.本实施方式作为本发明的一对比例，其在实施例4的基础上改变仅为磷酸一铵防结块剂组分中未添加聚乙二醇(400)双磺酸钠，以聚丙烯酰胺代替，其余组分，用量及生产工艺也相同。
91.对比例5
92.本实施方式作为本发明的一对比例，其在实施例4的基础上改变仅为磷酸一铵防结块剂组分中未添加聚乙二醇(400)双磺酸钠，以甘油代替，其余组分，用量及生产工艺也相同。
93.对比例6
94.本实施方式作为本发明的一对比例，其在实施例4的基础上改变仅为磷酸一铵防结块剂组分中未添加聚乙二醇(400)双磺酸钠，以多聚磷酸钠代替，其余组分，用量及生产工艺也相同。
95.检测
96.将各施例和对比例中的磷酸一铵防结块剂按一定添加量喷涂于试验肥料表面上，在2mpa的压力下成型为φ50
×
40mm的圆柱体，然后在此压力下置于温度60℃的试验箱中12h；再在此压力下置于相对湿度60％、温度40℃的环境中12h，如此循环三次，得试样，然后测试试样的破碎压力，单位为：n。空白组为不添加防结块剂。
97.测试结果表
[0098][0099][0100]
从上表可以看出，添加了磷酸一铵防结块剂的效果明显好于对比例和空白组。
[0101]
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种
形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。