一種粒狀過磷酸鈣表面涂覆層的改性方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種粒狀過磷酸鈣表面涂覆層的改性方法。所述改性方法包括預(yù)熱、混拌尿素、混拌堿性物質(zhì)及冷卻工序，首先將粒狀過磷酸鈣加熱至55~115℃；然后按粒狀過磷酸鈣重量的0.1~2.5%加入尿素，混拌1~10min，使尿素與過磷酸鈣中的游離磷酸形成磷酸脲；再按粒狀過磷酸鈣重量的0.4~5.5%加入堿性物質(zhì)，混拌3~30min，使堿性物質(zhì)與上一工序中形成的磷酸脲反應(yīng)生產(chǎn)磷酸鹽和尿素，反應(yīng)產(chǎn)生的磷酸鹽和尿素即作為粒狀過磷酸鈣的涂覆層；最后冷卻已涂覆的粒狀過磷酸鈣至室溫即可。所述改性方法能夠明顯降低粒狀過磷酸鈣的吸濕性和結(jié)塊傾向，所得產(chǎn)品特別適用于粒狀過磷酸鈣與粒狀尿素為原料的BB肥生產(chǎn)，而且操作簡單，工藝互換性好，經(jīng)濟(jì)效益顯著，推廣應(yīng)用價(jià)值較高。
【專利說明】一種粒狀過磷酸鈣表面涂覆層的改性方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于散裝摻混肥生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種粒狀過磷酸鈣表面涂覆層的改性方法。

【背景技術(shù)】
[0002]散裝摻混肥又稱BB肥，是根據(jù)地域、作物、土壤、氣候等因素的個(gè)體差異由兩種或兩種以上的等粒子單質(zhì)或復(fù)合肥料經(jīng)機(jī)械混合而得到的現(xiàn)代新型復(fù)合肥料。BB肥以工藝簡單、配方靈活、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)在我國肥料應(yīng)用比例中正取得穩(wěn)步提高的發(fā)展態(tài)勢。
[0003]然而，BB肥經(jīng)機(jī)械混合后，不同肥料組份間的不同化學(xué)成分會產(chǎn)生一些理性變化，造成BB肥吸濕性和結(jié)塊傾向加大，如過磷酸鈣與尿素混合后，在二者顆粒間直接反應(yīng)釋放出過磷酸鈣中一水磷酸二氫鈣的結(jié)晶水為游離酸水(式1)，使BB肥變?yōu)闈窈隣?，物理水含量增加，?dǎo)致肥粒在貯存、運(yùn)輸和施用過程中吸濕性和結(jié)塊傾向加大。
[0004]Ca (H2PO4) 2H20+4C0 (NH2) 2 — Ca (H2PO4) 2.4C0 (NH2) 2+H20 (式 I)
為了解決過磷酸鈣與尿素混合用于生產(chǎn)BB肥時(shí)出現(xiàn)的問題，必須對兩種單質(zhì)肥料進(jìn)行改性處理，如對尿素顆粒噴涂含鎂或鋁的水溶鹽、氧化物或氫氧化物等，但該法不適用于對過磷酸鈣顆粒進(jìn)行處理；又如在過磷酸鈣造粒之前用堿性物質(zhì)中和，但由于堿性物質(zhì)中和了過磷酸鈣中的游離磷酸，使過磷酸鈣的理化指標(biāo)退化嚴(yán)重。
[0005]因此，研發(fā)一種能夠顯著降低BB肥吸濕性和結(jié)塊傾向，同時(shí)對過磷酸鈣的各項(xiàng)理化指標(biāo)，尤其是水溶磷和有效磷含量無影響的粒狀過磷酸鈣表面涂覆層的改性方法，將為BB肥的進(jìn)一步推廣使用提供強(qiáng)有力的技術(shù)保證，具有良好的應(yīng)用前景。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種粒狀過磷酸鈣表面涂覆層的改性方法。
[0007]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:所述粒狀過磷酸鈣表面涂覆層的改性方法，包括預(yù)熱、混拌尿素、混拌堿性物質(zhì)及冷卻工序,具體包括:
A、預(yù)熱:將粒狀過磷酸鈣加熱至55~115°C；
B、混拌尿素:按粒狀過磷酸1丐重量的0.1^2.5%加入尿素,混拌I"!Omin,使尿素與過磷酸鈣中的游離磷酸形成磷酸脲；
C、混拌堿性物質(zhì):按粒狀過磷酸鈣重量的0.4^5.5%加入堿性物質(zhì)，混拌3~30min，使堿性物質(zhì)與工序B中形成的磷酸脲反應(yīng)生產(chǎn)磷酸鹽和尿素，反應(yīng)產(chǎn)生的磷酸鹽和尿素即作為粒狀過磷酸鈣的涂覆層；
D、冷卻:冷卻已涂覆的粒狀過磷酸鈣至室溫。
[0008]本發(fā)明所述的改性方法具有以下優(yōu)點(diǎn): 1、通過控制粒狀過磷酸鈣的預(yù)熱溫度，在不影響過磷酸鈣理化指標(biāo)的前提下有效提高了覆膜反應(yīng)的速度，縮短了反應(yīng)時(shí)間，同時(shí)節(jié)約了能耗。
[0009]2、通過調(diào)整尿素和堿性物質(zhì)的加入量，有利于在顆粒過磷酸鈣的表面形成厚度適宜的涂覆層，有效減少了產(chǎn)物的吸濕性和結(jié)塊性能。
[0010]3、尿素及堿性物質(zhì)的加入形態(tài)優(yōu)選了更有利于涂覆反應(yīng)均勻、穩(wěn)定且快速進(jìn)行的粉末狀，進(jìn)一步提高了反應(yīng)速度，改善了產(chǎn)物的質(zhì)量穩(wěn)定性。
[0011]4、在堿性物質(zhì)的選擇上優(yōu)選含有鉀、磷、氨、鎂、錳、硼、鋅、鑰或銅等可被作物吸收的營養(yǎng)元素的堿性物質(zhì)，有利于提高產(chǎn)品的綜合肥效，減少非肥料組份對土壤的污染。
[0012]5、基于形成磷酸脲的反應(yīng)為放熱，優(yōu)選的反應(yīng)時(shí)間在保證反應(yīng)充分進(jìn)行，形成均勻涂覆層的同時(shí)有利于減少對產(chǎn)物理化性能的影響，有效降低了能耗，為企業(yè)降本增效。
[0013]綜上所述，本發(fā)明所述的改性方法能夠明顯降低粒狀過磷酸鈣的吸濕性和結(jié)塊傾向，所得產(chǎn)品特別適用于粒狀過磷酸鈣與粒狀尿素為原料的BB肥生產(chǎn)，而且操作簡單，工藝互換性好，經(jīng)濟(jì)效益顯著，推廣應(yīng)用價(jià)值較高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的工藝流程及過磷酸鈣表面涂覆層變化過程圖；
圖2為已涂覆的粒狀過磷酸鈣的抗結(jié)塊試驗(yàn)裝置；
圖中:1_壓塊，2-裝袋試樣，3-U型支架。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但不以任何方式對本發(fā)明加以限制，基于本發(fā)明教導(dǎo)所作的任何變換或替換，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0016]本發(fā)明所述的粒狀過磷酸鈣表面涂覆層的改性方法，包括預(yù)熱、混拌尿素、混拌堿性物質(zhì)及冷卻工序，具體包括:
所述的預(yù)熱指的是將粒狀過磷酸鈣加熱至55~115°C ；
所述的混拌尿素指的是按粒狀過磷酸鈣重量的0.1~2.5%加入尿素，混拌f lOmin，使尿素與過磷酸鈣中的游離磷酸形成磷酸脲(式2)。由于磷酸脲熔點(diǎn)較尿素低，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，在過磷酸鈣顆粒表面形成一層粘性的磷酸脲膜，同時(shí)在原過磷酸鈣顆粒表面產(chǎn)生一層貧游離磷酸層，這是由于與尿素的反應(yīng)，使原過磷酸鈣顆粒表面與內(nèi)部相比游離酸降低的結(jié)果。
[0017]H3P04+C0 (NH2) 2 — CO (NH2).H3PO4 (式 2 )
所述的混拌堿性物質(zhì)指的是按粒狀過磷酸鈣重量的0.1~5.5%加入堿性物質(zhì)，混拌3^30min,使堿性物質(zhì)與上一工序中形成的磷酸脲反應(yīng)生產(chǎn)磷酸鹽和尿素，反應(yīng)產(chǎn)生的磷酸鹽和尿素即作為粒狀過磷酸鈣的涂覆層。堿性物質(zhì)與過磷酸鈣表面生成的磷酸脲的反應(yīng)如式3所示，式中堿性物質(zhì)以碳酸氫鉀為例進(jìn)行說明。
[0018]CO (NH2) 2.H3P04+KHC03 — CO (NH2) 2+KH2P04+H20+C02 (式 3 )
所述的冷卻指的是冷卻已涂覆的粒狀過磷酸鈣至室溫。
[0019]所述過磷酸鈣為普通過磷酸鈣、富過磷酸鈣或重過磷酸鈣中的任一種或幾種的混合物。
[0020]所述普通過磷酸鈣指的是硫酸分解磷礦所得的產(chǎn)物；所述富過磷酸鈣指的是硫酸、磷酸的混合酸分解磷礦所得的產(chǎn)物；所述重過磷酸鈣指的是磷酸分解磷礦所得的產(chǎn)物。
[0021]所述堿性物質(zhì)為含有植物養(yǎng)分元素的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽、硅酸鹽或磷酸鹽中的任一種或幾種的混合物。
[0022]所述植物養(yǎng)分元素優(yōu)選為鉀、磷、氨、鎂、錳、硼、鋅、鑰或銅中的任一種或幾種。
[0023]工序A所述預(yù)熱溫度優(yōu)選為6(TllO°C。
[0024]工序A所述預(yù)熱優(yōu)選將粒狀過磷酸鈣加熱至6(Tll(TC后，保持(T0.5min。
[0025]工序B所述尿素的加入量優(yōu)選為0.2^2%,混拌時(shí)間優(yōu)選為f 5min。
[0026]工序B所述尿素的加入形態(tài)為熔融態(tài)、高濃度水溶液或粉末狀中的任一種。
[0027]工序B所述尿素的加入形態(tài)優(yōu)選為粉末狀。
[0028]工序B所述尿素的加入形態(tài)為水溶液時(shí)，其濃度> 90%。
[0029]工序C所述堿性物質(zhì)的加入量優(yōu)選為0.5飛％，混拌時(shí)間優(yōu)選為3~15min。
[0030]工序C所述堿性物質(zhì)的加入形態(tài)優(yōu)選為粉末狀。
[0031]工序D所述的冷卻可以在混合攪拌或靜態(tài)下進(jìn)行。
[0032]實(shí)施例1 實(shí)驗(yàn)原料:
(1)因重過磷酸鈣含有有效量較高的磷酸二氫鈣，當(dāng)與顆粒尿素?fù)交旌?，二者之間的接觸反應(yīng)(式I)較其它品種的過磷酸鈣最為明顯，最具代表性，因而實(shí)施例中均采用重過磷酸鈣作為過磷酸鈣的表面涂覆改性處理原料。
[0033]粒狀重過磷酸鈣符合GB21634-2008 —等品的指標(biāo)要求，如表1所示。
[0034]表1實(shí)驗(yàn)用粒狀重過磷酸鈣的理化指標(biāo)

【權(quán)利要求】
1.一種粒狀過磷酸鈣表面涂覆層的改性方法，其特征在于包括預(yù)熱、混拌尿素、混拌堿性物質(zhì)及冷卻工序，具體包括: A、預(yù)熱:將粒狀過磷酸鈣加熱至55~115°C； B、混拌尿素:按粒狀過磷酸1丐重量的0.1^2.5%加入尿素,混拌I"!Omin,使尿素與過磷酸鈣中的游離磷酸形成磷酸脲； C、混拌堿性物質(zhì):按粒狀過磷酸鈣重量的0.4^5.5%加入堿性物質(zhì)，混拌3~30min，使堿性物質(zhì)與工序B中形成的磷酸脲反應(yīng)生產(chǎn)磷酸鹽和尿素，反應(yīng)產(chǎn)生的磷酸鹽和尿素即作為粒狀過磷酸鈣的涂覆層； D、冷卻:冷卻已涂覆的粒狀過磷酸鈣至室溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性方法，其特征在于所述過磷酸鈣為普通過磷酸鈣、富過磷酸鈣或重過磷酸鈣中的任一種或幾種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性方法，其特征在于所述堿性物質(zhì)為含有植物養(yǎng)分元素的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽、硅酸鹽或磷酸鹽中的任一種或幾種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性方法，其特征在于所述植物養(yǎng)分元素為鉀、磷、氨、鎂、錳、硼、鋅、鑰或銅中的任一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的改性方法，其特征在于工序A所述預(yù)熱溫度為6(Tll(TC。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性方法，其特征在于工序B所述尿素的加入量為0.2~2%，混拌時(shí)間為I~5min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6任一項(xiàng)所述的改性方法，其特征在于工序B所述尿素的加入形態(tài)為熔融態(tài)、高濃度水溶液或粉末狀中的任一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性方法，其特征在于工序C所述堿性物質(zhì)的加入量為0.5~5%，混拌時(shí)間為3~15min。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8任一項(xiàng)所述的改性方法，其特征在于工序C所述堿性物質(zhì)的加入形態(tài)為粉末狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性方法，其特征在于工序D所述的冷卻可以在混合攪拌或靜態(tài)下進(jìn)行。
【文檔編號】C05G1/00GK104130043SQ201410384694
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月7日
【發(fā)明者】陳斌, 楊志祥, 董學(xué)建 申請人:云南祿豐勤攀磷化工有限公司