一种提高肥料级磷酸氢钙中水溶性磷含量的方法

摘要

本发明公开了一种提高肥料级磷酸氢钙中水溶性磷含量的方法，它是将肥料级磷酸氢钙与酸性活化剂混合均匀，堆放熟化1-3天，使肥料级磷酸氢钙中的枸溶性磷大幅度转化为水溶性磷。经本发明方法处理后的产品，其水溶性磷占有效磷的百分率将达到75%以上，可作为优质磷肥直接施用或用于复合肥生产原料。高水溶磷含量有利于植物吸收利用，能大幅度提高肥料级磷酸氢钙的利用率，减少肥料的施用量，对磷资源的高效利用及环境保护具有重要意义，同时也促进了磷酸盐工业的发展。

说明书

技术领域

本发明涉及一种磷肥，具体涉及将肥料级磷酸氢钙中枸溶性磷转化为水溶性磷从而提高水溶性磷含量的方法，属于肥料制造技术领域。

背景技术

肥料级磷酸氢钙属于磷酸盐工业生产饲料级磷酸氢钙时脱氟工序的副产物，其有效五氧化二磷含量在20%-35%之间，主要理化指标如下(%)：

现有技术中肥料级磷酸氢钙的应用主要以磷肥的形式施用于土壤或作为复合肥生产的原料。但是由于肥料级磷酸氢钙中磷主要是以枸溶性磷CaHPO₄的形式存在，只有少部分水溶性磷Ca(H₂PO_4??)₂，其中CaHPO₄占比超过90%，因此肥料级磷酸氢钙中有效磷多为枸溶性磷，水溶性极差（100℃，0.025%），无论是直接施用还是生产复合肥后施用，其肥效均非常缓慢，磷元素利用率偏低，已逐渐被市场所摈弃，肥料级磷酸氢钙的使用量骤减严重制约着磷酸盐工业的正常发展。

发明内容

本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种提高肥料级磷酸氢钙中水溶性磷含量的方法，从而提高肥料级磷酸氢钙的磷元素利用率，提高肥效，使肥料级磷酸氢钙得到高效利用，促进磷酸盐工业的发展。

为了实现上述目的，本发明提高肥料级磷酸氢钙中水溶性磷含量采用的技术方案是这样的：

本发明采用酸性活化剂来处理肥料级磷酸氢钙，将肥料级磷酸氢钙与酸性活化剂混合均匀，堆放熟化1-3天后，其枸溶性磷大幅度转化为水溶性磷。 

进一步的，为了保证活性，节约成本，所述的酸性活化剂选自硫酸和硝酸。

所述酸性活化剂的浓度为40%～70%。

所述酸性活化剂的添加量为基于肥料级磷酸氢钙中总五氧化二磷质量的0.5-1.5倍。

进一步的讲，该技术方案的具体操作步骤如下：

（1）将肥料级磷酸氢钙与酸性活化剂放入混合机中混合搅拌，使酸与肥料级磷酸氢钙充分混匀接触，其中混合机为配备有飞刀的搅拌机，酸性活化剂的添加量为基于肥料级磷酸氢钙中总五氧化二磷质量的0.5-1.5倍。 

（2）混合物料在常温下堆放熟化1-3天，使物料与酸进一步反应，提高产品水溶磷含量，破碎包装即得到高含量水溶性磷的肥料级磷酸氢钙产品。

与现有技术相比，本发明采用价格低廉的稀硫酸或稀硝酸为酸性活化剂来处理低廉且肥效较差的肥料级磷酸氢钙，以达到提高其中水溶性磷含量从而提高肥效的效果。其原理为在酸性条件下，肥料级磷酸氢钙中不溶于水的CaHPO₄与H⁺反应，可转化为水溶性的Ca(H₂PO_4??)₂，反应方程式如下：

2CaHPO₄+2H⁺=Ca(H₂PO_4??)₂+Ca²⁺

本申请的发明人经过大量研究发现，活化剂（硫酸或硝酸）的浓度应在40%-70%之间，若活化剂浓度过高，导致混合过程固液比过大，不利于混合均匀，使产品指标波动大。若活化剂浓度过低，活化效果将受较大影响，产品水溶性磷含量提升幅度将大大受限，同时过低的活化剂浓度，将带入更多的水分，需要额外进行烘干处理后，才能使产品的水分含量到达要求。

同时活化剂（硫酸或硝酸）的添加量需基于肥料级磷酸氢钙中各元素组分情况进行核算，控制活化剂的添加量为基于肥料级磷酸氢钙中总五氧化二磷质量的0.5-1.5倍，才能保证产品活化后水溶性磷占有效磷的百分率达到75%以上。活化剂添加过多，产品游离酸含量将超过化工行业标准要求，作为肥料施用对作物有不利影响。活化剂添加过少，活化效果达不好，产品水溶性磷含量提升幅度将大大受限，失去本发明的意义。

经活化剂处理并混合均匀的物料，需堆放熟化1-3天后，才能保证活化后的产品水溶磷含量高且指标稳定。活化时间短，所加活化剂未能与物料充分反应，产品中的水溶性磷含量提升幅度较小，且未参与反应的活化剂将以游离酸的形式存在，使产品酸度过高不能使用。同时未能充分堆放活化的产品经包装后，可能出现局部的自然活化过程，导致产品的指标波动和变化，难以对产品进行有效的质量控制。

本发明在肥料级磷酸氢钙中加入活化剂后，产品能够达到化工行业标准HG/T 3275-1999 有效五氧化二磷(P₂O₅)含量≥15%的要求，其中水溶性磷占有效磷的百分率可达到75%以上。另外，由于添加活化剂（硫酸或硝酸）可为产品带入中量元素硫或硝态氮，能进一步提高产品的施用效果，增加产品肥效。

本发明的技术效果：本发明所提供的提高肥料级磷酸氢钙中水溶性磷含量的方法，经活化剂处理后的产品，其枸溶性磷大幅度转化为水溶性磷，水溶性磷占有效磷的百分率将达到75%以上，可作为优质磷肥直接施用或用于复合肥生产原料。高水溶磷含量有利于植物吸收利用，能大幅度提高肥料级磷酸氢钙的利用率，减少肥料的施用量，对磷资源的高效利用及环境保护具有重要意义，同时也促进了磷酸盐工业的发展。

附图说明

图1为本发明方法的工艺流程图。

具体实施方式

为了更加清楚的理解本发明的目的、技术方案及有益效果，下面对本发明做进一步的说明，但并不将本发明的保护范围限定在以下实施例中。下述实施例工艺流程参照图1进行。

实施例1 ：

（1）肥料级磷酸氢钙的活化处理：

在容积为5m³的混合机内，加入2吨肥料级磷酸氢钙（有效磷含量32.0%、水溶磷2.0%），搅拌状态下，采用雾化喷头喷入0.8吨稀硫酸（H₂SO₄质量含量43%），继续搅拌20分钟，使物料混合均匀。

（2）熟化处理：

将（1）所得混合物料置于空地堆放熟化1天。

（3）破碎包装：

将（2）所得的物料经破碎机破至1mm以下，得到产品。

实施例1中制备出的肥料级磷酸氢钙指标如下：有效磷22.85%、水溶磷18.12%、水溶性磷占有效磷的百分率79.30%。本实施例使肥料级磷酸氢钙中的枸溶性磷72.29%转化为了水溶性磷。

实施例2：

（1）肥料级磷酸氢钙的活化处理：

在容积为5m³的混合机内，加入2吨肥料级磷酸氢钙（有效磷含量32.0%、水溶磷2.0%），搅拌状态下，采用雾化喷头喷入0.75吨稀硝酸（HNO₃质量含量55%），继续搅拌20分钟，使物料混合均匀。

（2）熟化处理：

将（1）所得混合物料置于空地堆放熟化3天。

（3）破碎包装：

将（2）所得的物料经破碎机破至1mm以下，得到产品。

实施例2中制备出的肥料级磷酸氢钙指标如下：有效磷23.27%、水溶磷17.96%、水溶性磷占有效磷的百分率77.18%。本实施例使肥料级磷酸氢钙中的枸溶性磷70.95%转化为了水溶性磷。