[发明专利]制造复合肥料的方法

说明书

本发明涉及一种制备含N和P和/或K颗粒肥料产品的方法，其中：

(α)将精细分粒含N和/或P和/或K的肥料原料与水接触，制得一种湿混合物，和

(b)把该湿混合物粒化成颗粒肥料，和任选地，

(c)进一步处理上述肥料颗粒得到所述的颗粒肥料产品。

在含NPK(N=氮、P=磷、K=钾)的硝酸盐中，有几种化学反应发生。这些化学反应应在制造过程中完成，以避免继续进行化学反应。这些继续进行的后反应引起许多不希望的现象，如降低抗碎强度，表面龟裂，增加结块倾向，盐表面的粉化导致处理时产生粉尘，以及低的磨损等。

在硝酸铵和氯化钾之间的反应导致生成硝酸钾和氯化铵。

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原则上用非活性氯化钾可以抑止硝酸铵和氯化钾之间的反应，但是考虑到非反应性氯化钾不易得到，因此这一方法并不吸引人。也可用具有相当低水含量的浆料来遏止反应。但是，实际上如此严格的条件会导致这种方法成为非常敏感的方法。

完成硝酸铵和商业氯化钾之间的反应的另一常用的方法是使用过量的硝酸铵或过量的氯化钾以使得氯化钾或硝酸铵两者中一个能完全转化。例如还可通过在粒化器前的一个单独的混合器预混硝酸铵和氯化钾，以增加初始组分的反应时间而实现完全转换。这类方法不可用于氯化钾摩尔数过量的情况，因为混合物太粘不再能粒化。

使用精细粉碎的氯化钾或使用预热的氯化钾能实现完全转换。但是这些方法需要高的耗能，因而引起相应的高生产成本。

通常要求完全转换硫酸铵以防止继续后反应。形成双盐如2NH₄NO₃^*(NH₄)₂SO₄,3NH4NO₃^*-(NH₄)₂SO₄导致颗粒结块和降解。通过粉碎硫酸铵可促进反应完全。另一种可能途径是操作时采用无水浆状物。在处理和贮存期间吸附的湿气加速反应的完全性。如此形成的双盐在水中有较大的溶解度，还有移动离子易从颗粒盐析。这导至高结块倾向。

在用硫酸铵和氯化钾的情况下，会按下列方程式生成硫酸钾。

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所生成的硫酸钾几乎不含未反应的，并生成一系列固溶体(NH₄,K)₂SO₄。在用细粉碎的硫酸铵和氯化钾情况下，该反应在贮存过程中完成。在二种组分均为较大的晶体时，反应在晶体表面进行但如果没有足够的水加速反应，则反应不会进一步进行。

铵双盐也形成一系列固溶体2(NH₄,K)NO₃^*(NH₄,K)₂SO₄。这一系列固溶体较初始组分更容易溶解在水中。由于较高的可溶性，存在着可移动的离子以加速进一步反应。当此类化合物存在于复合肥料中时，他们引起与高结块性有关的严重的质量问题。

硫酸铵和硝酸铵或硝酸钾间的反应可用与上述相似的方法来处理。

在硝酸磷酸盐方法中磷酸盐石转换成磷的形式，这对植物是有用的。当硝酸与磷酸盐石反应时，发生此现象，此时磷以磷酸的形式释出。在后续的步骤中所产生的酸的混合物用铵中和至所希望的程度。在这些方法中生成的硝酸钙可通过使它结晶成四水硝酸钙除去，但其缺点为昂贵的结晶处理步骤和有大量副产物。钙也可在许多氨反应器内用酸(如磷酸)来沉淀，该方法的缺点是例如需要许多反应器及需要贮存酸的铵，这意味着高的投资和复杂操作。

在用蒸气粒化制造复合肥料的方法中，固体原材料被粉碎并混合在一起，接着是粒化阶段，其中加入蒸气或水。在这些方法中，粒化对粒化条件例如湿气含量，温度等是敏感的，并且最终产品的物理性能较差。制造含硝酸盐产品时，硝酸铵与氯化钾连续反应较长时间，结果在颗粒间产生很强的结晶桥，说明它们有强的结块倾向。

在粒化器内粒化时，在TVA铵粒化器内，氨或氨化溶液与硫酸或磷酸反应制出一种浆料。这方法的缺点是需要供应液体原材料如酸和氨。