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(jiǎn)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(jiǎn)單、配方靈活、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)在我國(guó)肥料應(yīng)用比例中正取得穩(wěn)步提高的發(fā)展態(tài)勢(shì)。
[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(huì)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)闈窈隣睿锢硭吭黾?，?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(duì)兩種單質(zhì)肥料進(jìn)行改性處理，如對(duì)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(duì)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(duì)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(wú)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(yíng)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(duì)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(duì)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(jiǎn)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(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但不以任何方式對(duì)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?jī)?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?jī)?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(hào)】C05G1/00GK104130043SQ201410384694
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)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(qǐng)人:云南祿豐勤攀磷化工有限公司