[发明专利]氮磷钾复合肥料

说明书

本发明是关于制造含氯化物-和/或硫酸盐的NPK-肥料（复合肥料）的方法，这种肥料有减低的膨胀和结块趋势。这种肥料是通过用无机酸酸化磷酸盐，然后除去钙盐、蒸发、造粒或成粒而制得。

在储存期间，尤其在散装储存期间，某些NPK-肥料的颗粒发生结块和/或膨胀。看来这个问题部分地与使用的钾源类型，也就是KCL或K₂SO₄有关。

新生产出的肥料颗粒是自由流动的，但是会发生缓慢的后反应，并且一些后反应明显地导致肥料颗粒的体积增大和结块。如果在生产期间能够保持低含水量（＜0.35%）操作条件，上面所提及的问题看来就可以避免。然而，实际上这样严格的操作条件会导致一种高度复杂的生产过程。经常发生这样的情况：甚至当人们认为已经遵守了这种严格的操作条件后，这种高度复杂的生产过程也会引起能否获得合格的产品储存性能的问题。

那么问题或者在于高含水量本身造成的储存问题，抑或是由于有松散束缚的（游离的）水的存在，这些游离水引起某些可能的有害后反应。

从2000652号日本专利申请中早已知道，通过加入0.5-1.0%重量（以MgO计算）的氢氧化镁来稳定NPK-肥料，以抵抗湿度和温度变化的影响。然而这种添加剂造成掺入水份并不能解决面对的问题。

正如大家都知道的未能找到解决这一问题的方法，发明人认为有必要进一步进行研究，以确定引起储存问题的真正原因。于是就近从后反应理论着手。在这里可以变化使用的钾盐类型，并且为了弄明白今后能否阻止或大大推迟可能发生的不良后反应。人们从研究KCL和K₂SO₄各自可能的后反应着手。

根据经验，仅仅某些NPK-配方出现问题，因而，人们研究了其中一些已经发现含有储存期间增加其体积（体积变化百分之几）的颗粒的配方。这种体积变化导致了颗粒破碎和结块问题。这样的一种NPK-配方已从具有大约如下的重量%组成的水溶液中制备出来：

38.9% NH₄NO₃

12.1% NH₄H₂PO₄+（NH₄）₂HPO₄

25.8% K₂SO₄

15.2% MgSO₄·H₂O

0.5% H₂O

这种混合物包含一种复杂的化学体系。最终产物中的组分含量将不可能与上述组分含量一样。因为有湿度存在并且还存在有大的温度差异，不能将这种系统看成是盐的一种机械混合物。

一种最重要的主要组分NH₄NO₃（AN）在固化和进一步冷至室温的期间可能经过几个相。每一次相转变首先引起体积变化。例如从ANⅢ转换为ANⅣ体积增加约3.6%。

然而，在膨胀机理中看来是核心反应的化学反应是一对盐的转变，可将它书写如下：

在研究膨胀现象的时候，用化学分析和X-射线衍射仪的手段证明这一对盐的转换发生在硫酸盐为基的肥料中。在混料器中这种转换就已经开始，在散装储存期间继续进行。已经证明反应速度首先主要取决于含水量，其次是温度。但是在很大程度上也取决于化学组成。

当反应是根据反应式（1）进行时，这对盐的转化将会引起严重的膨胀。如果AN是以Ⅲ式存在，膨胀5.3%，如果AN是以Ⅳ式存在应是7.7%。已知当有水分存在的时候从Ⅲ式到Ⅳ式的转换于32℃下发生。

由这对盐的转化引起的体积增加不能单独说明膨胀现象。然而，一些研究表明。KNO₃和（NH₄）₂SO₄二者将进一步反应并生成新化合物。

为了确定是否这对盐的转换是膨胀机理的主要因素，必须确定在具有不同膨胀度的样品中有多少NH₄NO₃或K₂SO₄转换了：