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金利新闻
熔体造粒是复混肥料的生产方法
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熔体造粒是复混肥料的生产方法之一,最早应用于磷酸一铵(MAP)、硝酸磷酸铵(APN)、尿素磷酸铵(UAP)等肥料的造粒,在这些生产方法中,熔融态的氮素或磷素物料中加入钾盐或其它固体物料生产颗粒状氮磷钾复混肥料产品。熔体造粒工艺的特点是物料处于高温熔融状态,含水量很低,可流动的熔体直接喷入冷媒中,物料在冷却时固化成球形颗粒;或者可流动的熔体喷入机械造粒机内的返料粒子上,使之在细小的粒子表面涂布或粘结成符合要求的颗粒。熔体造粒工艺无需干燥,节省了投资和能耗。

上海化工研究院(化肥工业.1999,26(1):31)曾报导了以尿素、磷酸一铵、氯化钾为原料,采用熔融造粒工艺制氮磷钾三元复混肥料的实验室试验结果。该试验研究了工艺的可行性,对尿液浓度、混合液混合温度、停留时间等对熔融混合物流动性的影响进行了试验,并确定了合适的工艺条件。2004年该工艺实现了工程化。

影响熔融造粒工艺复混肥料产品质量的主要因素是产品中的缩二脲,过高的缩二脲含量会对农作物的生长发育产生严重危害。一般而言,复混肥料中的缩二脲是由原料尿素带入,采用常规的造粒工艺对肥料进行二次加工,由于造粒温度不高,在造粒过程中不会再产生新的缩二脲。但是,对于熔体法等造粒温度较高的工艺,如果造粒温度接近或超过尿素熔点,就会进一步产生缩二脲致使肥料产品中缩二脲含量提高,并且缩二脲的形成速率与温度和时间密切相关,温度越高,缩二脲的形成速率越快。因此,采用熔体造粒工艺进行肥料二次加工,控制不生成或减少缩二脲的生成就显得尤为重要。

中国专利CN1398826A提供了一种熔体油冷造粒工艺尿液中加入硝酸钠或氯化钾制造低温料浆的方法,但硝酸钠由于价格较高并且与尿素混合时混合物物性很差,实际上没有实用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用低温肥料料浆造粒制备复混肥料的方法。

本发明方法是在固体尿素熔融或尿素熔体与磷酸一铵、钾盐以及其它填充剂混合成熔融肥料料浆的过程中,加入氯化钾或氯化铵,在较低温度下熔融尿素或在较低温度下生成流动性良好的肥料料浆。本发明方法可以降低产品中的缩二脲生成量,并且可以使喷淋造粒过程在较低温度下进行,降低塔底产品温度。以部分氯化铵代替尿素,还可以在同样养分含量下形成流动性更好的肥料料浆,更大范围内调整产品的氮磷钾比例。

本发明方法的原理是:根据尿素与氯化钾或氯化铵可以形成低共熔物的特点,在固体尿素熔融过程中,加入氯化钾或氯化铵,固体尿素在熔点温度(132.7℃)以下即可熔融,或在熔融尿素与固体磷铵、钾盐和其它添加物混合成熔融料浆过程中加入氯化铵,在比现有工艺(混合料浆温度115~130℃)低的温度下料浆仍具有很好的流动性。

由于混合料浆中部分氮源来自于氯化铵,氯化铵的氮含量只有25%,远低于尿素的46%。在相同养分配方中可减少调整养分比例的固体填充剂量,料浆液相量增加,可以形成流动性更好的混合料浆;或在相同液相量下,氮含量降低,可以更大范围内调整产品的氮磷钾比例,氮含量在18%左右时,料浆仍具有较好的流动性,可以满足熔体塔式造粒喷淋装置对料浆流动性的要求。

本发明是这样实现的。本发明的一种采用低温肥料料浆造粒制备复混肥料的方法包括如下制备步骤:

(1)尿素与少量氯化钾或氯化铵在110~130℃下加热生成熔体物料料浆,所述的尿素与氯化钾和(或)氯化铵的重量比是1∶(0.05~0.2),再向上述料浆中加入磷酸一铵、钾盐和填充剂,加热混合制成低温肥料料浆,所述的尿素∶磷酸一铵∶钾盐的重量比是(1~5)∶1∶(1~3),所述的填充剂加入量是肥料总量的0%~25重量%,所述的低温肥料料浆混合温度控制在90~115℃;或

(2)尿素熔体与磷酸一铵、钾盐及填充剂加热混合,混合过程中加入一定量的氯化铵,制成低温肥料料浆,所述的尿素∶磷酸一铵∶钾盐的重量比是(1~5)∶1∶(1~3),所述的填充剂的加入量是肥料总量的0%~25重量%,所述的氯化铵的加入量是尿素量的5重量%~20重量%,所述的料浆混合温度是90~115℃;

(3)将步骤(1)或步骤(2)制得的低温肥料料浆通过熔体造粒装置在造粒塔中喷淋造粒,即得到颗粒状复混肥料。

本发明方法所述的钾盐是氯化钾或硫酸钾中的一种。

本发明方法所述的尿素熔体是尿素生产厂生产的温度为135~142℃、浓度大于99%的尿素熔体,或者固体尿素加热熔融后的尿素熔体。

本发明方法所述的填充剂是白云石粉、石灰石粉、方解石粉或碳酸钙粉中的一种或几种。

本发明方法所述的固体物料的颗粒度小于1.0毫米。

本发明方法与现有技术相比具有以下优点:

1、降低固体尿素熔融温度,减少有害物质缩二脲的生成;

2、部分氮源来自于氯化铵,在相同养分配方中减少了填充剂量,液相量增加,可以形成流动性更好的混合料浆,有利于喷淋造粒;

3、以部分氯化铵替代尿素作为氮源,使得在较低的氮含量下料浆仍具有流动性,可以顺利地喷淋造粒,更大范围内调整熔体造粒工艺产品的氮磷钾比例;

4、熔体混合料浆物料温度降低10~20℃,使喷淋造粒过程可以在较低温度下进行,降低了下落至塔底的颗粒温度,有利于产品外观。

具体实施方式

为了更好地阐述本发明,现举出如下实施例对本发明作进一步的详细说明,但本发明并不限于以下实施例;以下实施例中的百分比含量均为重量%。

实施例1

固体尿素300克,固体氯化钾45克,加热到130℃成为熔融液,粒度小于1.0毫米的磷酸一铵150克,氯化钾105克,白云石粉40克,加入到熔融液中,搅拌混合2~3分钟,制成低温肥料料浆,料浆温度90~105℃。将上述制成的低温肥料料浆,通过造粒装置分散成为小液滴,从高度为50米的造粒塔中下落,与上升气流进行传热和传质,冷却并固化为1~4毫米的小球粒,得到含N 24.0%、P2O510.2%、K2O 14.1%、H2O0.3%的氮磷钾复合肥料,产品中缩二脲含量0.8%。

实施例2

固体尿素200克,固体氯化铵35克,加热到115℃成为熔融液,粒度小于1.0毫米的磷酸一铵180克,硫酸钾160克,石灰石粉20克,加入到熔融液中,搅拌混合2~3分钟,料浆温度100~115℃,含有固体悬浮物的料浆通过造粒器成为液滴从高度为50米的造粒塔中下落,与上升气流进行传热和传质,冷却并固化为1~4毫米的小球粒,得到含N 21.5%、P2O514.0%、K2O 14.1%、H2O 0.4%的氮磷钾复合肥料,产品中缩二脲含量0.7%。

实施例3

固体尿素200克,固体氯化铵10克,固体氯化钾10克,加热到120℃成为熔融液,粒度小于1.0毫米的磷酸一铵150克,氯化钾135克,碳酸钙粉40克,加入到熔融液中,搅拌混合2~3分钟,料浆温度95~105℃,含有固体悬浮物的料浆通过造粒器成为液滴从高度为50米的造粒塔中下落,与上升气流进行传热和传质,冷却并固化为1~4毫米的小球粒,得到含N 20.2%、P2O511.9%、K2O 15.8%、H2O 0.3%的氮磷钾复合肥料,产品中缩二脲含量0.9%。

实施例4

固体尿素300克,固体氯化铵60克,固体氯化钾45克,加热到110℃成为熔融液,粒度小于1.0毫米的磷酸一铵350克,氯化钾250克,加入到熔融液中,搅拌混合2~3分钟,制成低温肥料料浆,料浆温度105~115℃。将上述制成的低温肥料料浆,通过造粒装置分散成为小液滴,从高度为50米的造粒塔中下落,与上升气流进行传热和传质,冷却并固化为1~4毫米的小球粒,得到含N 18.2%、P2O514.2%、K2O 16.3%、H2O0.3%的氮磷钾复合肥料,产品中缩二脲含量0.8%。

实施例5

取尿素厂二段蒸发器出口尿素溶液300克,浓度大于99%,温度约140℃,加入粒度小于1.0毫米的磷酸一铵250克、氯化钾178克、氯化铵75克,搅拌混合约2分钟,料浆温度105~115℃,含有固体悬浮物的料浆通过造粒器成为液滴从高度为40米的造粒塔中下落,与上升气流进行传热和传质,冷却并固化为1~4毫米的小球粒,即为颗粒状氮磷钾复合肥料产品,该产品含N 22.6%、P2O513.7%、K2O 13.5%、H2O 0.4%,产品中缩二脲含量0.5%。

实施例6

取尿素厂二段蒸发器出口尿素溶液300克,浓度大于99%,温度约140℃,加入粒度小于1.0毫米的磷酸一铵300克、氯化钾258克、氯化铵25克,方解石粉50克搅拌混合约3分钟,料浆温度90~105℃,含有固体悬浮物的料浆通过造粒器成为液滴从高度为40米的造粒塔中下落,与上升气流进行传热和传质,冷却并固化为1~4毫米的小球粒,即为颗粒状氮磷钾复合肥料产品,该产品含N18.8%、P2O514.1%、K2O 16.5%、H2O 0.3%,产品中缩二脲含量0.5%。