阅读说明：本技术 一种磷酸铵肥料的生产方法 (Production method of ammonium phosphate fertilizer ) 是由 王辛龙 许德军 许德华 杨林 张志业 钟本和 于 2020-06-23 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种磷酸铵肥料的生产方法,属于肥料技术领域。本发明解决的技术问题是提供一种磷酸铵肥料的生产方法,其工艺简单成本低。该方法通过螯合-氨化-造粒工艺,得到磷酸铵肥料。本发明方法,制备工艺简单,操作安全,生产成本低,可适用于各种浓度的湿法磷酸。本发明可有效提高磷酸铵中水溶磷含量及活化植物生长过程中所必需的中微量元素。本发明可充分利用湿法磷酸中的杂质离子,如铁、镁、钙等,防止在肥料配置过程中磷元素沉淀。本发明制备的产品水溶磷含量高,含植物生长过程中所必需的中微量元素,产品无毒无害,对环境友好,可广泛应用于农业。(The invention relates to a production method of an ammonium phosphate fertilizer, belonging to the technical field of fertilizers. The invention aims to provide a production method of an ammonium phosphate fertilizer, which has simple process and low cost. The method obtains the ammonium phosphate fertilizer through a chelation-ammoniation-granulation process. The method has the advantages of simple preparation process, safe operation and low production cost, and is suitable for wet-process phosphoric acid with various concentrations. The invention can effectively improve the content of water-soluble phosphorus in ammonium phosphate and activate the medium trace elements necessary in the growth process of plants. The invention can fully utilize impurity ions in the wet-process phosphoric acid, such as iron, magnesium, calcium and the like, and prevent phosphorus element from precipitating in the process of preparing the fertilizer. The product prepared by the invention has high water-soluble phosphorus content, contains medium and trace elements necessary for the plant growth process, is nontoxic and harmless, is environment-friendly, and can be widely applied to agriculture.)

一种磷酸铵肥料的生产方法

技术领域

本发明涉及一种磷酸铵肥料的生产方法，属于肥料技术领域。

背景技术

磷酸铵是一种优质的大量元素基础肥料，在国内外已经广泛应用于农业中。近年来，随着我国化肥行业转型的需求及农业上水肥一体化技术的不断发展，对磷酸铵肥料中的水溶性磷含量的要求越来越高。我国磷矿品位较差，湿法磷酸中含有大量的如铁、镁、钙、锰等杂质离子，这使得料浆法磷铵产品中水不溶物含量高而水溶磷含量低。此类磷酸铵产品已逐渐不能满足我国农业需求。为了提高磷酸铵产品中水溶磷含量在工业上通常会对湿法磷酸进行净化以降低其杂质离子含量或开发新的工艺以提高磷酸铵产品的水溶性磷含量。

申请号为201910095327.4的中国发明专利公开了一种提高枸溶性磷肥水溶磷含量的生产方法，即利用硫酸脲通过混合、固化、熟化等步骤将枸溶性磷肥中枸溶性磷转化为水溶性磷，从而提高水溶磷含量。该工艺流程长，操作复杂，所需时间长，生产成本较高。

申请号为201610664630.8的中国发明专利公开了一种将枸溶磷转化为水溶磷的方法，即利用强酸将枸溶磷溶解后再添加活化剂、稳定剂等得到稳定的水溶磷料浆。该工艺需利用硫酸及硝酸等强酸，所得水溶磷料浆为强酸性，不利于农业应用。

申请号为201310396218.9的中国发明专利公开了一种利用湿法磷酸生产全水溶磷酸一铵的方法，即将湿法磷酸氨化反应后的料浆固液分离，将滤液浓缩干燥后得到全水溶磷酸一铵。该法工艺流程长，生产过程中会产生白肥，磷收率低。

申请号为201410245006.5的中国发明专利公开了一种利用湿法磷酸生产全水溶磷酸一铵及联产磷酸镁铵的方法，即将湿法磷酸通过三次氨化反应、陈化、固液分离、浓缩、结晶等步骤制备得到全水溶磷酸一铵及磷酸镁铵产品。该法磷酸一铵产品水溶磷含量高，但工艺复杂，副产白肥及磷酸镁铵，磷收率低。

申请号为201610705632.7的中国发明专利公开了一种湿法磷酸生产全水溶性磷酸二铵的方法，即将湿法磷酸通过一次中和反应、固液分离、浓缩、二次中和反应、干燥等步骤制备磷酸二铵。该法工艺复杂，生产过程中产生白肥，磷收率低，生产成本高。

申请号为CN201410033591.2的中国发明专利公开了一种水溶性磷肥及其制备方法，即以磷矿粉为原料，通过类羟基材料的晶格***，使得磷矿完全转化含钙、镁、铁等的水溶性磷肥。该法有效利用了磷矿中的金属离子，磷收率高，但是工艺复杂，操作困难，能耗高，生产成本高，不利于工业化生产。这些方法在提高磷酸铵产品水溶磷含量的同时，降低了湿法磷酸中磷的收率，浪费了湿法磷酸中的金属离子，增加了磷酸铵的生产成本，同时施用后还容易与土壤中的金属离子反应，生产难溶性磷酸盐，降低磷素的利用率。

申请号为201210154344.9的中国专利申请公开了一种大量元素全水溶肥生产方法，将特定的螯合剂加入粗磷酸中螯合，然后再通入氨气调节pH值为5-6，得到水溶性磷肥；水溶性磷肥与水溶性氮肥、水溶性钾肥混合造粒，经烘干、冷却，得到大量元素全水溶肥。该方法虽然能够以粗磷酸为原料制备得到大量元素水溶肥，但由于其需要特定的螯合剂，螯合剂的成分较为复杂，成本较高。

申请号为201910339366.4的中国专利申请公开了含中微量元素的全水溶磷酸一铵的制备方法，以湿法磷酸为原料，采用二次氨化技术，得到了全水溶磷酸一铵，该方法虽然能得到全水溶肥，但其需要两次氨化反应，工艺较为复杂，成本较高。

发明内容

针对以上缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种磷酸铵肥料的生产方法，其工艺简单成本低。

本发明磷酸铵肥料的生产方法，其步骤如下：

a、螯合反应：将湿法磷酸与螯合剂混合，保持温度30～120℃，恒温反应10～120min，得到螯合液；

b、氨化反应：向螯合液中通入氨气中和至中和度为0.5～2.0后，反应30～60min，得到含磷酸铵物料；

c、造粒：含磷酸铵物料造粒，得到磷酸铵肥料。

作为其中一种实施方式，所用湿法磷酸的pH值在0.5以下。

作为一种实施方式，a步骤中，所述螯合剂为柠檬酸、EDTA、聚磷酸铵中的至少一种。

作为一种实施方式，a步骤中，螯合剂用量为湿法磷酸中的中微量元素发生螯合反应所需理论用量的1.0～1.5倍。

在一个

具体实施方式

中，螯合时，保持温度90℃，恒温反应30min。

在一个具体实施例中，b步骤反应30min。

作为一个实施方式，c步骤中，造粒为喷浆造粒或转鼓造粒。

作为一个实施方式，c步骤中，采用喷浆造粒的方式制备以磷酸一铵为主的磷酸铵产品。

作为一个实施方式，c步骤中，在氨气氛围下，采用转鼓造粒的方式制备以磷酸二铵为主的磷酸铵产品。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明以湿法磷酸为原料，制备工艺简单，无需特殊的螯合剂，只需经过一步氨化反应即可制得磷酸铵产品。

2、本发明的制备方法可适应各种浓度的湿法磷酸原料，产品中的水溶磷含量高，且可通过调节工艺条件制备不同类型的磷酸铵产品。

3、本发明充分利用了湿法磷酸中的杂质离子，提高了P₂O₅及杂质离子利用率，降低了生产成本。

4、本发明的磷酸铵肥料含植物生长过程中所必需的中微量元素，产品无毒无害，对环境友好，可广泛应用于农业。

具体实施方式

本发明磷酸铵肥料的生产方法，其步骤如下：

a、螯合反应：将湿法磷酸与螯合剂混合，保持温度30～120℃，恒温反应10～120min，得到螯合液；

b、氨化反应：向螯合液中通入氨气中和至中和度为0.5～2.0后，反应30～60min，得到含磷酸铵物料；

c、造粒：含磷酸铵物料造粒，得到磷酸铵肥料。

本发明方法，直接采用含湿法磷酸为原料，将湿法磷酸中的中微量金属元素采用螯合剂进行螯合，经氨化反应得到含中微量元素的磷酸铵料浆，再经造粒制备得到含中微量元素的磷酸铵肥料，可为提供植物提供生长过程中所必须的中微量元素。其方法简单成本较低。本发明采用螯合技术螯合湿法磷酸中部分金属离子以提高金属离子在磷酸氨化过程不被磷沉淀，因而能在提高磷和金属离子的利用率同时，大幅提高产品中水溶磷的含量。

作为其中一种实施方式，所用湿法磷酸为工业湿法磷酸，pH值在0.5以下。湿法磷酸的浓度可为目前国内任何厂家生产的湿法磷酸。

a步骤为螯合反应过程，即加入螯合剂后对湿法磷酸中的中微量元素进行螯合。本发明的目的是提高湿法磷酸中金属离子、P₂O₅的利用率及磷酸铵产品中水溶磷的含量，因此，本领域常用的螯合剂均适用于本发明，比如，乙二胺四乙酸(EDTA)，乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)，乙二胺四乙酸四钠(EDTA-4Na)，乙二胺四乙酸二铵，乙二胺四乙酸三铵，二亚甲基三胺五乙酸，乙二胺四乙酸氢钾，乙二胺四乙酸二氢二钠二水合物，二乙烯三胺五乙酸(DTPA)，二乙烯三胺五乙酸五钠(DTPA-5Na)，三乙烯二胺(TEDA)，丙二胺四乙酸(PDTA)，羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)，羟乙基乙二胺三乙酸三钠(HEDTA-3Na)，羟乙基乙二胺(AEEA)，羟乙基乙二胺四乙酸三钠，二羟乙基甘氨酸钠，次氮基三乙酸钠，次氮基三乙酸，次氮基三乙酸三钠，次氮基三乙酸三钠一水合物，羟乙基二磷酸，乙二胺二邻苯基乙酸(EDDHA)，乙二胺二邻苯基乙酸钠(EDDHA-Na)，羟基乙叉二膦酸及其钾、钠、铵盐，氨基三甲叉膦酸及其钾、钠、铵盐，乙二胺四甲叉膦酸及其钾、钠、铵盐，二乙烯三胺五甲叉膦酸及其钾、钠、铵盐，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸及其钾、钠、铵盐，多元醇磷酸酯，2-羟基膦酸基乙酸及其钾、钠、铵盐，己二胺四甲叉膦酸及其钾、钠、铵盐，多氨基多醚基甲叉膦酸及其钾、钠、铵盐，双1，6-亚己基三胺五甲叉膦酸及其钾、钠、铵盐，三亚乙基四胺六乙酸及其钾、钠、铵盐，二羟乙基甘氨酸及其钾、钠、铵盐，2-氧乙酸基丙二酸及其钾、钠、铵盐，2-氧乙酸基丁导酸及其钾、钠、铵盐，1,2,3,4-环戊烷四羧酸及其钾、钠、铵盐，醋酸及其钾、钠、铵盐，柠檬酸，柠檬酸钾，柠檬酸一钠，植酸，葡萄糖酸，葡萄糖酸钠，葡萄糖酸钾，葡萄糖-δ-内脂，焦磷酸钠，三聚磷酸钠，焦磷酸钾，(多)聚磷酸，(多)聚磷酸钠，(多)聚磷酸铵，六偏磷酸，六偏磷酸钠，六偏磷酸钾，六偏磷酸铵，葡庚糖酸及其钾、钠、铵盐，山梨糖醇，山梨糖醇糖浆，羧甲基氧代琥珀酸，羧甲基酒石酸，酒石酸及其钠盐，酒石酸及其钾盐，萘三磺酸，马来酸，氨基酸及其钾、钠、铵盐，木素磺酸及其可溶性盐，戊酸，戊烯酸，戊烯酸五钠，腐殖酸及其钾、钠、铵盐，草酸及其钾、钠、铵盐，海藻酸及其钾、钠、铵盐，糖醇，甘露醇，木糖醇，苹果酸及其钾、钠、铵盐，黄腐酸及其钾、钠、铵盐，木质素磺酸及其钾、钠、铵盐，HBED，EDDMA，聚丙烯酸及其钾、钠、铵盐，聚乙二醇，甲酸，乙酸，丙酸，丁酸，乳酸，丙二酸，富马酸，枸椽酸，抗坏血酸，丁二酸，羟基乙酸，聚甲基丙烯酸，水解聚马来酸酐，马来酸-丙烯酸共聚物，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸多元共聚物，丙烯酸丙烯酸羟丙酯共聚物，丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物，丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐三元共聚物，羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物，聚环氧琥珀酸(钠)，聚天冬氨酸(钠)，乙二胺，2,2'-联吡啶，1,10-邻二氮杂菲，氨基三乙酸钠，亚氨基二乙酸，亚氨基二乙琥珀酸四钠，乙二胺二琥珀酸三钠(IDS)，制糖工业的废酸或滤泥、糠醛及其废渣、酒精及味精生产排放的高浓度有机废液、发酵废液、禽畜粪便及其沼液、氨基酸废液、木醋液、寡糖、盐藻多糖、黄原胶、酵母废液等。

在一些具体实施例中，所述螯合剂为柠檬酸、EDTA、聚磷酸铵中的至少一种。

螯合剂的加入量与磷酸铵中水溶磷含量相关，螯合剂的加入量越多，则螯合中微量元素越多，磷酸铵产品中水溶磷含量越高，反之亦然。优选的，螯合剂用量为湿法磷酸中中微量元素发生螯合反应所需理论用量的1.0～1.5倍，则此时步骤b中，湿法磷酸经氨化反应后得到澄清溶液，螯合剂用量可完全螯合湿法磷酸中的杂质离子，磷酸铵产品中水溶磷含量可提高至100％。

在一个具体实施方式中，螯合时，保持温度90℃，恒温反应30min。

b步骤为氨化反应过程，加入氨气至一定中和度(0.5～2.0)后，反应一定时间后即可。所得液体为含磷酸铵的料浆或者澄清溶液。该溶液中含有湿法磷酸中的杂质离子，例如Fe、Mg、Ca、Mn、Cu、Zn等。

在一个具体的实施例中，b步骤的氨化反应的反应时间为30min。

c步骤为造粒过程，常用的从溶液中制备得到固体的方法均适用于本发明。作为一种实施方式，采用喷浆造粒或转鼓造粒的方式，制备磷酸铵产品。

在一个具体的实施方式中，采用喷浆造粒的方式，制得以磷酸一铵为主的磷酸铵产品。

在另一个具体实施方式中，在氨气氛围条件下，通过转鼓造粒的方式制得以磷酸二铵为主的磷酸铵产品。

本发明对螯合反应、氨化反应的温度及湿法磷酸的浓度没有限定，湿法磷酸沸点以下的温度均适用于本发明，比如，可以选择室温，也可以选择加热来加快反应。当温度升高时，反应速率将会加快，为了加快反应速度，提高生产效率，同时综合考虑能耗问题，优选的反应温度为30～120℃。

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

采用如下方法制备得到磷酸铵：

a，螯合反应：向湿法磷酸中加入湿法磷酸质量的5.0％的柠檬酸，并升温至60℃，反应30min，得到螯合之后的湿法磷酸；所述湿法磷酸的成分为如表1所示。

表1湿法磷酸的成分表

成分	P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>	Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	MgO	CaO	MnO
							含量/％	41.68	0.31	0.31	1.14	0.24	0.15

b，氨化反应：向步骤a所得溶液中通入氨气至中和度为1.0后，反应30min，制得含磷酸铵的料浆。

c，喷浆造粒：将b步骤所得含磷酸铵的料浆经过喷浆造粒，得到以磷酸一铵为主要成分的磷酸铵产品。

通过相同步骤，不添加柠檬酸制得空白磷酸铵产品。产品对比如表2所示。

表2添加柠檬酸后产品中水溶P₂O₅含量对比

产品	总P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>/％	水溶P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>/％	水不溶物(G4<sup>#</sup>)	P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>利用率/％
					空白	55.95	52.47	5.35	93.78
添加柠檬酸	53.00	52.60	0.33	99.25

实施例2

采用如下方法制备得到磷酸铵：

a，螯合反应：向湿法磷酸中加入湿法磷酸质量的2.5％的乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)，并升温至60℃，反应30min，得到螯合之后的湿法磷酸；所述湿法磷酸的成分为如表3所示。

表3湿法磷酸的成分表

成分	P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>	Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	MgO	CaO	MnO
							含量/％	41.68	0.31	0.31	1.14	0.24	0.15

b，氨化反应：向步骤a所得溶液中通入氨气至中和度为1.1后，反应30min，制得含磷酸铵的料浆或者澄清溶液。

c，转鼓造粒：步骤b所得的含磷酸铵的料浆通过转鼓造粒的方式，得到以磷酸二铵为主要成分的磷酸铵产品。

通过相同步骤，不添加乙二胺四乙酸二钠制得空白磷酸铵产品。产品对比如表4所示。

表4添加乙二胺四乙酸二钠后产品中水溶P₂O₅含量对比

产品	总P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>/％	水溶P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>/％	水不溶物(G4<sup>#</sup>)	P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>利用率/％
					空白	55.95	52.47	5.35	93.78
添加EDTA-2Na	53.46	53.43	0.17	99.94

实施例3

采用如下方法制备得到磷酸铵：

a，螯合反应：向湿法磷酸中加入湿法磷酸质量的5.0％的柠檬酸，并升温至120℃，反应10min，得到螯合之后的湿法磷酸；所述湿法磷酸的成分为如表5所示。

表5湿法磷酸的成分表

成分	P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>	Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	MgO	CaO	MnO
							含量/％	24.21	0.96	0.87	1.09	0.15	0.13

b，氨化反应：向步骤a所得溶液中通入氨气至中和度为1.0后，反应30min，制得含磷酸铵的料浆或者澄清溶液。

c，喷浆造粒：将b步骤所得含磷酸铵的料浆经过喷浆造粒，得到以磷酸一铵为主要成分的磷酸铵产品。

通过相同步骤，不添加柠檬酸制得空白磷酸铵产品。产品对比如表6所示。

表6添加柠檬酸后产品中水溶P₂O₅含量对比

产品	总P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>/％	水溶P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>/％	水不溶物(G4<sup>#</sup>)	P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>利用率/％
					空白	45.68	38.75	24.56	84.82
添加柠檬酸	41.54	40.83	0.85	98.29

实施例4

采用如下方法制备得到磷酸铵：

a，螯合反应：向湿法磷酸中加入湿法磷酸质量的2.5％的乙二胺四乙酸二钠，并升温至30℃，反应120min，得到螯合之后的湿法磷酸；所述湿法磷酸的成分为如表7所示。

表7湿法磷酸的成分表

成分	P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>	Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	MgO	CaO	MnO
							含量/％	24.21	0.96	0.87	1.09	0.15	0.13

b，氨化反应：向步骤a所得溶液中通入氨气至中和度为1.1后，反应30min，制得含磷酸铵的料浆或者澄清溶液。

c，转鼓造粒：将b步骤所得含磷酸铵的料浆经过转鼓造粒，得到以磷酸二铵为主要成分的磷酸铵产品。

通过相同步骤，不添加乙二胺四乙酸二钠制得空白磷酸铵产品。产品对比如表8所示。

表8添加乙二胺四乙酸二钠后产品中水溶P₂O₅含量对比

产品	总P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>/％	水溶P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>/％	水不溶物(G4<sup>#</sup>)	P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>利用率/％
					空白	45.68	38.75	24.56	84.82
添加EDTA-2Na	41.86	41.37	0.52	98.84

可见，通过本发明方法，可以充分利用湿法磷酸中的杂质离子，提高P₂O₅及杂质离子利用率，得到水溶磷含量高的磷酸铵产品。