[发明专利]一种低聚合度聚磷酸铵颗粒多元复合肥及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低聚合度聚磷酸铵颗粒多元复合肥及其制备方法，所述的复合肥由以下质量比的原料制备而成：固体原料：酸性聚磷酸铵粘性溶液：氨化剂质量比为4.0‑8.0：1.0：0.05‑1.0。所述的低聚合度聚磷酸铵颗粒多元复合肥的制备方法包括有氨站工况下的转鼓气氨氨化造粒法和无氨站工况下的转鼓碳酸氢铵氨化造粒法；本发明解决了现有方法合成聚磷酸铵原料消耗高、能耗高、环保污染高、成本高且产品易吸潮的问题，也解决了现有转鼓造粒制备复合肥造粒成球率低、产品颗粒强度低、产品水溶性差、产品易结块和产品磷肥利用率低下等问题。

技术领域

本发明涉及复合肥生产技术领域，具体涉及一种低聚合度聚磷酸铵颗粒多元复合肥及其制备方法。

背景技术

低聚合度聚磷酸铵由于具有水溶性高、对金属离子螯合能力强、低温条件下不易结晶、缓释长效等优点，目前已被越来越多地应用于肥料制造领域，特别是大量用作配制高浓度液体肥料和全水溶性滴灌粉体肥料的基础磷肥。目前国内应用于肥料领域的聚磷酸铵主要有聚磷酸铵水剂型和聚磷酸铵粉体两种类型。水剂型聚磷酸铵主要由精制湿法磷酸和气氨经管式反应器在200℃-300℃高温条件下聚合反应而得，粉体型聚磷酸铵主要由磷酸脲或尿素、磷酸一铵在200℃-300℃高温聚合、低温冷却粉碎而得。目前这两种生产方法均存在原料损耗高、能耗高、生产控制难度高、尾气排放量大、环境污染严重、生产成本偏高等问题，导致产品价格较高，大部分仅应用于高端水溶性肥料生产，限制了其在大宗中低端颗粒复合肥生产中的推广应用。

目前，为了提升复合肥产品的品质，尤其是提高磷的有效利用率，一些科研院所和复合肥生产企业加强了对聚磷酸铵复合肥的技术研发，并申请了一些制备聚磷酸铵复合肥方法的专利技术，如中国专利文献CN105272477A公开了一种水溶性聚磷酸铵NPK复合肥及其制备方法，它主要利用尿素与氯化钾或氯化铵或双氰铵先加热生产低温尿素融液，再与磷酸一铵和硫酸钾或氯化钾形成悬浮液，然后在加热110℃-150℃条件下反应10-60min,通过高塔喷浆造粒方法生产出PH值为6-8、聚合度为2-10、磷酸一铵聚合率为40％左右的水溶性聚磷酸铵NPK颗粒复合肥。该方法比其它利用尿素、磷酸一铵高温聚合反应方法相比，聚合反应温度低了许多和反应时间缩短了许多，但该类方法只要有聚磷酸铵产生，就会排放出大量的NH₃和CO₂尾气，造成尾气处理和环保排放压力增大，该类方法也同样需要消耗大量的蒸汽，长时间的高温聚合反应，也易造成产品缩二脲含量超标，该方法也属于高能耗、高污染生产工艺，难以广泛应用。

目前，大宗中低端颗粒多元复合肥造粒仍主要采用转鼓氨酸法或转鼓蒸汽团粒法生产。该类方法，磷元素主要采用农用级磷酸一铵以固体形态加入造粒系统，但由于农用级磷酸一铵中含有15％左右的水不溶性钙、镁、铁、铝、硅等中微量元素复合物，其中一部分P₂O₅以水不溶性磷酸盐的形态存在，正磷酸根也易与复合肥原料或土壤中的金属离子结合生产水不溶性磷酸盐，致使磷肥的利用率低下，仅为30％左右，而磷酸一铵自身所含的钙、镁、铁、硅等中微量元素也难以有效利用。同时由于物料特性差异，在传统转鼓造粒过程中需添加对农作物生长无利的粘土类或有机高分子化学物类作为造粒粘接剂来提高造粒成球率和颗粒强度，这既增加了生产成本，也浪费了资源，还可能污染了土壤。

因此，采用一种低成本、低能耗、低污染、生产工艺控制简单的方法制备颗粒聚磷酸铵多元复合肥，提高磷肥的有效利用率，是肥料行业急需解决的课题之一。利用廉价的农用级磷酸一铵、浓硫酸、水为原料，通过低温自聚合反应制备酸性聚磷酸铵粘性溶液，并利用酸性聚磷酸铵粘性溶液和气氨在管式反应器中进行氨化反应生成的高粘性聚磷酸铵混合溶液作为造粒粘接剂、调理剂和鳌合剂，同时结合传统转鼓造粒生产设备，制备低聚合度聚磷酸铵颗粒多元复合肥的方法，目前国内研究少，且尚未见有相关资料涉及。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的之一在于提供一种低聚合度聚磷酸铵和低聚合度聚磷酸铵颗粒多元复合肥的制备方法，旨在解决现有方法制备聚磷酸铵原料损耗高、尾气污染严重、能耗高、工艺控制难度大、生产成本高、产品易吸湿等问题。