[发明专利]脱氟磷酸联产水溶性NPK复合肥和饲料磷酸钙盐的方法

说明书

技术领域

本发明涉及脱氟磷酸联产水溶性NPK复合肥和饲料磷酸钙盐的方法，属于化工生产技术领域。

背景技术

随着我国土壤沙化越发严重，耕地面积逐年减少，农田灌溉用水缺乏，这些都限制了农业的发展。为了提高粮食产量，提高土地利用率、水资源合理利用、使用高效化肥成为未来农业主要的发展方向。而含氮、磷、钾三种养份的肥料即为NPK复合肥。目前水资源较为缺乏和大面积种植的地区，水肥一体化滴灌方法不仅能够节约大量的水资源，还能有效的提高化肥的利用率，该方法能够解决目前农业发展面临的一些问题。水肥一体化滴灌方法对肥料的水溶性要求较高，目前市场上绝大部分肥料水溶性较差，不适合用于滴灌化肥，这就促进了水溶性肥料的发展。水溶性NPK复合肥是由磷酸二氢铵和磷酸二氢钾组成的全水溶性复合肥，其相比市场上其他肥料不仅在水溶性方面有明显优势，而且其主要成分是植物生长所必须的氮、磷、钾元素。

传统生产水溶性NPK复合肥的方法还是采用热法磷酸作为主要原料，首先中和得到磷酸一铵，磷酸一铵再与氯化钾或者硫酸钾发生复分解反应，得到水溶性NPK复合肥。该方法主要是采用热法磷酸生产，其成本较高，导致该产品的经济效益较小。近年来报导了一些采用磷酸生产水溶性NPK复合肥的方法，如中国专利文件《水溶性NPK复合肥的制备方法》（申请号：200810058885.5）、《一种磷酸生产水溶性磷酸钾铵的方法》（申请号：201210583341.7）和《一种用磷酸生产水溶性磷酸钾铵肥料的方法》（申请号：201210580855.7），这对水溶性NPK复合肥的发展都有明显的促进作用。专利《水溶性NPK复合肥的制备方法》（申请号：200810058885.5）采用硫酸氢钾和磷矿粉反应，反应完成后过滤的滤液与液氨或者碳酸氢铵反应，经浓缩结晶可得到水溶性NPK复合肥产品。该方法虽然成本较低，但产品质量较差，且在磷酸萃取反应中引入钾，其会在磷酸过滤管道中结晶，引起管道堵塞，限制其工业化生产。《一种磷酸生产水溶性磷酸钾铵的方法》（申请号：201210583341.7）和《一种用磷酸生产水溶性磷酸钾铵肥料的方法》（申请号：201210580855.7）都是将磷酸先进行脱氟，再与氨中和，得到的磷酸一铵溶液，再将其与氯化钾或者硫酸钾发生复分解反应，结晶得到水溶性NPK复合肥。该方法虽然能够得到质量较高的产品，但产品中含有的氯和硫对植物生长作用并不明显，同时产生的枸溶性磷肥产品附加值较低，降低了氮、钾的利用率。

因此，如何更高效的利用原料中的磷、氮、钾元素，生产出产品附加值高副产物，同时得到具有全水溶性和养分含量高的水溶性NPK复合肥成为目前需要急需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供脱氟磷酸联产水溶性NPK复合肥和饲料磷酸钙盐的方法。本发明方法无废渣产生，氮、钾的利用率高。

本发明脱氟磷酸联产水溶性NPK复合肥和饲料磷酸钙盐的方法，其步骤如下：

a、一次中和反应：将脱氟磷酸和一次中和剂进行中和反应，得固液混合物，固液分离，得滤饼A和滤液A，其中，按摩尔比，脱氟磷酸:一次中和剂=1.0～3.5:1，一次中和剂为氧化钙、碳酸钙、氢氧化钙、磷酸三钙中的至少一种；

b、二次中和反应：将滤液A与二次中和剂进行二次中和反应，得到pH为2.5～4.0的溶液，固液分离，得滤饼B和滤液B，其中，二次中和剂为液氨、氨水、碳酸铵、碳酸氢铵、磷酸氢二铵、磷酸三铵中的至少一种；

c、三次中和反应：将滤液B与三次中和剂进行三次中和反应，得到pH=4.0～8.0的溶液，固液分离，得到滤饼C和滤液C，其中，所述滤液C为NPK复合肥溶液，所述三次中和剂为氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、磷酸氢二钾、磷酸三钾中至少一种；

d、NPK复合肥的获取：将滤液C制备得到水溶性NPK复合肥；

e、饲料级磷酸钙盐的获取：将滤饼A、滤饼B和滤饼C混合后干燥，或者将滤饼A、滤饼B和滤饼C干燥后混合，得到饲料级磷酸钙盐。

本发明方法流程图如图1所示。

其中，a步骤中，脱氟磷酸与钙可发生反应，得到磷酸钙盐沉淀。此外，脱氟磷酸中的大部分氟以及其它杂质可形成沉淀，减少后续反应中的杂质离子。期间主要发生的反应有：

Ca²⁺+2H₃PO₄=Ca(H₂PO₄)₂+2H⁺