[发明专利]一种非全水溶中量元素固体肥料的制备方法

说明书

本发明公开了一种非全水溶中量元素固体肥料的制备方法，属于化学肥料技术领域。针对当前农业生产中出现的土壤中微量元素缺乏而限制作物生长的问题，本发明通过将干燥的磷矿粉与硝酸发生酸解反应生成多组分酸解液，将酸解液中酸不溶物除去后再进行冷却结晶，过滤分离出结晶物四水硝酸钙，然后将四水硝酸钙加热熔融，得到四水硝酸钙熔融液，然后与两铵溶液反应，生成球形聚晶碳酸钙，再次过滤后得到以钙、镁为主要成分的非全水溶中量元素固体肥料。肥料中养分全面，同时有很好的土壤改良修复作用。中量元素肥料可以有效降低硝酸分解磷矿生产硝酸磷肥过程中副产物晶体钙堆放对环境的压力，每年可以为社会创造效益上亿元。

技术领域

本发明属于化学肥料技术领域，具体涉及一种非全水溶中量元素固体肥料的制备方法。

背景技术

以硝酸分解磷矿产生的四水硝酸钙经过转化而成的，以钙、镁元素为主要成分的非全水溶中量元素肥料，是一种富含多种营养元素的非全水溶中量元素肥料。在农业生产上具有作物补素、调酸抑碱和土壤修复改良等诸多特点，可被广泛应用于各种大田作物、经济作物的基肥和追肥，具有良好的经济效益和社会效益。

以硝酸分解磷矿产生的四水硝酸钙经过转化而成的中量元素(非全水溶)肥料，除含有钙、镁、硫、硅等中量元素外，还含有铁、硼、锰、锌、钼等微量元素。我国农业经过近四十年的快速发展，大量元素肥料在农业生产中广泛应用，导致了土壤中中微量元素含量的急剧降低，制约了现代农业的发展。通过增施中量元素肥料可以很好的为作物提供生长所需的各种营养元素，促进作物生长。

发明内容

针对当前农业生产中出现的土壤中微量元素缺乏而限制作物生长的问题，本发明提供了一种非全水溶中量元素肥料的制备方法，生产和推广中量元素肥料，促进农业生产。

为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种非全水溶中量元素固体肥料的制备方法，将干燥的磷矿粉与硝酸发生酸解反应生成多组分酸解液，将酸解液中酸不溶物除去后再进行冷却结晶，过滤分离出结晶物四水硝酸钙，然后将四水硝酸钙加热熔融，得到四水硝酸钙熔融液，然后与两铵溶液反应，生成球形聚晶碳酸钙，再次过滤后得到以钙、镁为主要成分的非全水溶中量元素固体肥料。多组分酸解液由硝酸分解磷矿粉而制得，酸解液经冷冻后产生结晶物Ca(NO₃)₂·4H₂O，从而过滤分离出四水硝酸钙。

进一步，所述硝酸与磷矿粉的重量比为硝酸:磷矿＝1.5～3.5；所述硝酸的质量百分数为50％～60％。若是硝酸浓度过低，则会将大量的水分带入多组分酸解液中，直接影响后续结晶工序，导致酸解液中硝酸钙的结晶变得很困难且结晶终点温度更低，结晶困难会使酸解液脱除钙不彻底；结晶终点温度低会使生产能耗显著增加。若硝酸浓度过高，则酸解反应速度更剧烈，使得多组分酸解液温度过高，温度超过80℃以上，会有大量的氮氧化物逸出，甚至是原料硝酸直接分解。硝酸浓度适中，则可以控制多组分酸解液具有良好的结晶性能，同时维持多组分酸解液温度在合理的范围内。

进一步，所述酸解反应的反应时间为0.5h～1.5h，酸解温度为45℃～70℃。在连续生产过程中，磷矿粉与硝酸连续大量的进入酸解槽，并在搅拌状态下加速反应，若是反应停留时间较短，则难以保证酸解反应的彻底性(达不到工艺要求)，若是反应停留时间过长，则需要很大的酸解反应槽，在生产操作、工艺控制及设备成本等方面都不合理。酸解反应控制在0.5h～1.5h是多年生产经验的总结，既能保证酸解反应的彻底性，又能便于生产操作和工艺控制。

进一步，所述冷却结晶的终点温度为-5℃～-20℃；冷却剂是质量浓度为20％的氨水。氨水凝固点与氨水浓度有关，质量浓度为20％的氨水凝固点为-35℃，完全满足工艺要求。如果氨水浓度变小，凝固点就会升高，很可能在极端操作情况下凝固而无法满足工艺要求甚至造成生产事故；如果氨水浓度增大，凝固点会降低，满足低温要求显然没有问题，但是氨水作为冷却剂换热之后的温度(约25℃)较高，这个温度下氨水的蒸气压会很高，工艺操作难度增加，使冷却系统变的更加复杂。