[发明专利]一种制备磷酸二氢钾副产烟草专用肥的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工技术领域，尤其是一种制备磷酸二氢钾副产烟草专用肥的生产方法。

背景技术

氮、磷、钾是植物生长必不可少的重要营养元素。植物根系对氮的吸收主要是以无机态的[NH₄⁺]和[NO₃^-]；磷主要以[H₂PO₄^-]的形式被植物吸收；钾在水中解离成[K⁺]，被植物根系吸收。尿素是有机态氮肥，需经过土壤中的脲酶作用，水解成碳酸铵或碳酸氢铵后，才能被作物吸收利用。

同时，磷酸二氢钾是一种能够应用工业、农业等领域，具有广泛的用途。如在工业方面主要作为化工原材料的生产，在农业方面主要用于饲料和化肥的添加，除此之外，磷酸二氢钾还可以用于食品添加作为原料，改善食品口感和质量，为人体补充钾元素等微量元素。但是，目前对于磷酸二氢钾产品的生产方法主要有热法磷酸和湿法磷酸，而热法磷酸成本较大，不宜作为广泛推广，因此，湿法磷酸生产磷酸二氢钾产品成为了主要的方法，可是，湿法磷酸制备磷酸二氢钾产品的过程中，还存在着较多的缺陷，比如在进行磷酸二氢钾提纯时的难度较大，生产过程中设备要求相对较高，原料难求，提取磷矿石中的磷的工艺较为复杂，工艺流程长，进而导致生产成本高；同时，生产过程中会产生大量的废旧废弃物，导致环境的污染。

为此，本研究者在前期从废旧废弃物以及对设备要求高、原料难求等技术问题入手，对磷酸二氢钾产品采用磷酸与尿素反应形成磷酸脲中间体之后，在于氢氧化钾等含钾原料反应，并将反应后的母液循环使用制备尿素，或者直接转入化肥生产线生产化肥，使得原料来源丰富，对设备的腐蚀程度降低，减少废气废液的排放，降低了磷酸二氢钾产品生产的成本，为磷酸二氢钾产品的制备提供了一种新思路。

以上技术的改进依然存在着较大问题和困难，如采用磷酸与尿素反应生成磷酸脲的过程中，其工艺条件控制不好，则在下一步反应不可能形成单纯的置换反应，进而导致原料液中含有的并非一定是尿素原料，同时，整个生产工艺中还会有大量的废旧物质排放，难以解决污染物的零排放问题；并且，磷酸二氢钾产品在结晶析出的过程中也难以完全析出，而是始终处于饱和状态的饱和溶液，继而使得磷酸二氢钾在溶液中含量较大，如果深度结晶析出，则获得的磷酸二氢钾产品的纯度较差，影响磷酸二氢钾产品的质量。基于此，通过对磷酸二氢钾作为肥料的性质进行研究与探讨，并结合大量的报道来看，磷酸二氢钾具有能够被植物吸收达到98％以上的性质，而据报道普通的磷肥被作物吸收利用率仅能达到10-25％，普通钾肥仅能被作物吸收利用45-60％，尿素、碳铵等氮肥仅能被作物吸收利用20-46％；由此可见，磷酸二氢钾被作物吸收利用率明显高于普通的氮磷钾肥。

但是，目前对于氮磷钾肥的开发使用主要采用的是尿素等含氮化肥、氯化钾等含钾化肥以及磷肥等含磷化肥，根据农作物的需求复配而得，形成大量的混合态的复合肥，进而导致肥料中的元素不均一，而难以被植物尽可能的吸收完全，导致元素污染环境，影响土壤的土质，为此，有研究者从复配态的复合肥出发，将复合肥制备成化合态的复合肥，进而使得元素与元素之间的搭配适当，再被作物吸收一种元素时，能够使另外一种元素在土壤中得到平衡，不导致元素浪费而污染环境，并且降低了复合肥生产过程中的成本；

如专利号为200710048214.6的《一种磷酸二氢钾、硫基复合肥和聚合氯化铝的联产方法》公开了生产磷酸二氢钾过程中生产硫基复合肥和聚合氯化铝的联产方法，改善了湿法磷酸制备磷酸二氢钾产品过程中杂质的影响问题。

又如专利号为200810197992.6的《一种磷酸铵镁复合肥的生产方法》公开了一种含有镁离子、铵根离子、和磷酸根离子混合态的复合肥，降低了湿法磷酸精制成本，防止了资源的浪费。

同时，也有针对作物进行混合复合肥的制备技术，却没有看到有任何关于将复合肥制备过程中针对作物的需求而进行元素搭配，并制作成化合态的复合肥的技术方案存在，特别是针对烟草这种较为特殊的经济作物；也没有发现有文献针对磷酸与尿素反应制备磷酸二氢钾产品过程中，磷酸二氢钾结晶析出不完全所造成的大量的磷酸二氢钾产品的浪费，以及磷酸二氢钾结晶过度又要带有大量杂质，继而使得磷酸二氢钾产品的纯度不够，以及大量废液转化难而排除的技术问题进行解决。