一种制备磷酸二氢钾联产青稞专用复合肥的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备磷酸二氢钾联产青稞专用复合肥的方法，该方法包括以下三个步骤：原料混合反应、制备磷酸二氢钾、制备青稞专用复合肥。使用本方法制备的磷酸二氢钾纯度较高，生产过程中通过对滤液加工和调整制备成青稞专用的复合肥，能为青稞的正常生长提供充足的营养。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化肥
，具体涉及一种制备磷酸二氢钾联产青稞专用复合肥的方法。 
技术介绍
青稞是禾本科大麦属的一种禾谷类作物，因其内外颖壳分离，籽粒裸露，故又称裸大麦、元麦、米大麦。主要产自中国西藏、青海、四川、云南等地，是藏族人民的主要粮食。青稞在青藏高原上种植约有400万年的历史，从物质文化之中延伸到精神文化领域，在青藏高原上形成了内涵丰富、极富民族特色的青稞文化。有着广泛的药用以及营养价值，已推出了青稞挂面、青稞馒头、青稞营养粉等青稞产品。青稞的生长离不开肥料，青稞生育期短，前期对营养物质需求极为敏感。根据这一特点，青稞要求有机肥要腐熟。氮、磷、钾三要素配施要科学，普通肥料在耕地施入以后，一部分蒸腾、散逸和随水流失，一部分被土壤和土壤微生物固定和利用，只有其中的一部分才被作物吸收和利用。经研究表明：尿素、碳铵的利用率是20％一46％，磷肥(二铵、一铵、重钙)是10％一25％，钾肥45％一60％。由此可见，普通肥料利用率是很低的。为此，本专利技术人针对青稞的特点与喜肥特性研究了一种制备青稞专用肥的方法，青稞的一个生长周期中需要吸收较多的营养物质，不仅仅是普通肥料所提供氮、磷、钾，如缺乏其他养分，就不能正常生长发育，植株瘦小，抽穗不齐，授粉率低，严重影响产量。本专利技术是含有多种养分的综合体，不是养分单一的化学肥料，它除了含氮、磷、钾等大量营养元素外还富含锌、铁、镁等作 物必需的元素，起到了调节土壤平衡营养的作用，是一种新型高效绿色全营养螯合专用肥料。本专用肥是根据青稞进行正常的生长发育、栽培特点，灌溉习性，需要的营养元素制备的。加入多种营养元素，保护青稞健康，肥力更持久，有效调节植物机体抵御能力，减轻病害，提高产量。大大改善作物品质，提高青稞自身的免疫力，能很好的预防青稞常发病。 磷酸二氢钾，农业上用作高效磷钾复合肥，广泛适用于各类型经济作物、粮食、瓜果、蔬菜等几乎全部类型的作物，具有显著增产增收、改量优化品质、抗倒伏、抗病虫害、防治早衰等许多优良作用，并且具有克服作物生长后期根系老化吸收能力下降而导致的营养不足的作用。磷酸二氢钾的生产方法很多，大致概括为中和法、萃取法、离子交换法、复分解法、直接法、结晶法和电解法等。在中国，生产工艺多采用中和法，其次还有有机萃取法、复分解法、离子交换法。 目前制备磷酸二氢钾还存在产品纯度低，杂质多，设备要求高，母液回收难等问题，而青稞的施肥问题主要出现在施肥不均匀，残留多，造成环境污染等，本专利技术者通过大量的实验和研究，探索出了一种既能提高磷酸二氢钾的纯度又能联产青稞专用复合肥的方法。 
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种制备磷酸二氢钾联产青稞专用复合肥的制备方法，其具有环境污染低、设备要求低、生产成本低、磷酸二氢钾产品纯度高等优点，而且副产的青稞专用复合肥能够被植物充分吸收，复合肥营养元素搭配得当，具有一定的环保价值和经济价值。 本专利技术是通过以下技术方案予以实现的： 一种制备磷酸二氢钾联产青稞专用复合肥的方法，用尿素与磷酸按摩尔比1：1.2-1.6混合，将温度升至120-135℃，搅拌反应3h，分离 得到中间体，将中间体与碱性钾混合反应，控制PH值为3.6-3.9，反应结束后得到含有氮、磷、钾的母液，将母液置与冷却结晶器中降温结晶，同时对母液进行监测分析，当氮含量为15.5-16.5％，五氧化二磷含量为7.5-8.5％，氧化钾含量为8.5-9.5％时，停止结晶并过滤，得到的滤饼即是磷酸二氢钾，然后向获得的滤液中加入青稞所需的元素，并采取3℃/min的升温速度将滤液升温至24℃进行干燥，干燥28min后，当含水量为3.5％时，得到青稞专用复合肥成品。 具体包括以下步骤： (1)原料混合反应：用尿素与磷酸按摩尔比1：1.2-1.5混合，将温度升至120-134℃，搅拌速度为65-75r/min搅拌反应3h，分离得到中间体； (2)制备磷酸二氢钾：将步骤1)中得到的中间体与碱性钾混合反应，控制PH值为3.6-3.8，反应结束后得到含有氮、磷、钾的母液，将母液置与冷却结晶器中降温结晶，同时对母液进行监测分析，当氮含量为15.5-16.4％，五氧化二磷含量为8.5-9.4％，氧化钾含量为8.5-9.4％时，停止结晶并过滤，得到的滤饼即是磷酸二氢钾； (3)制备青稞专用复合肥：然后向步骤2)中获得的滤液中加入青稞所需的元素，并采取3℃/min的升温速度将滤液升温至24℃进行干燥，干燥28min后，当含水量为3.5％时，得到青稞专用复合肥成品； 所述尿素与磷酸的反应为尿素固体与磷酸溶液反应。 所述磷酸的浓度为74-76％。 所述碱性钾为氢氧化钾。 所述冷却结晶的冷却温度为25℃。 所述青稞所需的元素为锌、铁、镁。 所述青稞专用复合肥为化合态复混肥。 所述化合态复混肥，其成分中含有以下氮磷钾化合态结构式： 其中，碳原子与氧原子之间的虚线表示C原子与O原子之间存在配位键。 本专利技术的有益效果在于：通过磷酸与尿素反应制备磷酸二氢钾，使得产出的磷酸二氢钾产品纯度高，弥补了传统湿法磷酸制备磷酸二氢钾时，杂质处理困难的问题，降低了生产成本，而且在制备磷酸二氢钾的过程中，通过对原料，温度，元素含量的控制，得到了可以制备成青稞专用复合肥的滤液，使用该滤液制备出来的的复合肥不仅能满足青稞对营养元素的需求，而且不会出现因为肥量残留而导致土壤环境污染的问题，具有较高的环保价值和经济价值。 具体实施方式以下结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步描述，但要求保护的范围并不局限于所述。 反应原理说明： 尿素与磷酸反应生成磷酸脲，磷酸脲在含有磷酸及高温环境下会形成一种正负电荷相吸引的离子复盐，而磷酸脲离子复盐在磷酸存在的环境下，其中的H2NCONH3+离子与磷酸接近，形成C→O配位键的中间离子，即为CO5PN2H8+离子，进而使得磷酸脲中间体中含有大量的H2PO4-和CO5PN2H8+离子，在加入过量并且适量的钾离子时，磷酸二氢根与钾离子形成磷酸二氢钾晶体被析出来，多余钾离子与CO5PN2H8+离子反应，并置换出部分NH4+，使得溶液中含有CO5PNH4K+的复盐离子，通过对元素调整，最后加入干燥滤液即可获得复合肥。具体反应方程式如下： 反应方程式一： H2PO3+CO(NH2)2—CO(NH2)2·H3PO4反应方程式二： CO(NH2)2·H3PO4—H2NCONH3++H2PO4-反应方程式三： H2PO4-+K+—KH2PO4反应方程式四: 反应方程式五： 下面结合实施例对本专利技术做进一步的阐述： 实施例1 一种制备磷酸二氢钾联产青稞专用复合肥的方法，该方法包括以下步骤： (1)原料混合反应：用尿素与磷酸按摩尔比1：1.2混合，将温度升至120℃，搅拌速度为65-75r/min搅拌反应3h，分离得到中间体； (2)制备磷酸二氢钾：将步骤1)中得到的中间体与1.4mol氢氧化钾混合反应，控制PH本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备磷酸二氢钾联产青稞专用复合肥的方法，其特征在于：用尿素与磷酸按摩尔比1：1.2‑1.6混合，将温度升至120‑135℃，搅拌反应3h，分离得到中间体，将中间体与碱性钾混合反应，控制PH值为3.6‑3.9，反应结束后得到含有氮、磷、钾的母液，将母液置与冷却结晶器中降温结晶，同时对母液进行监测分析，当氮含量为15.5‑16.5％，五氧化二磷含量为7.5‑8.5％，氧化钾含量为8.5‑9.5％时，停止结晶并过滤，得到的滤饼即是磷酸二氢钾，然后向获得的滤液中加入青稞所需的元素，并采取3℃/min的升温速度将滤液升温至24℃进行干燥，干燥28min后，当含水量为3.5％时，得到青稞专用复合肥成品。

【技术特征摘要】
1.一种制备磷酸二氢钾联产青稞专用复合肥的方法，其特征在于：用尿素与磷酸按摩尔比1：1.2-1.6混合，将温度升至120-135℃，搅拌反应3h，分离得到中间体，将中间体与碱性钾混合反应，控制PH值为3.6-3.9，反应结束后得到含有氮、磷、钾的母液，将母液置与冷却结晶器中降温结晶，同时对母液进行监测分析，当氮含量为15.5-16.5％，五氧化二磷含量为7.5-8.5％，氧化钾含量为8.5-9.5％时，停止结晶并过滤，得到的滤饼即是磷酸二氢钾，然后向获得的滤液中加入青稞所需的元素，并采取3℃/min的升温速度将滤液升温至24℃进行干燥，干燥28min后，当含水量为3.5％时，得到青稞专用复合肥成品。 
2.根据权利要求1所述的制备磷酸二氢钾联产青稞专用复合肥的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 
(1)原料混合反应：用尿素与磷酸按摩尔比1：1.2-1.5混合，将温度升至120-134℃，搅拌速度为65-75r/min搅拌反应3h，分离得到中间体； 
(2)制备磷酸二氢钾：将步骤1)中得到的中间体与碱性钾混合反应，控制PH值为3.6-3.8，反应结束后得到含有氮、磷、钾的母液，将母液置与冷却结晶器中降温结晶，同时对母液进行监测分析，当氮含量为15.5-16.4％，五氧化二磷含量为8.5-9.4％，氧化钾含量为8.5-9.4％时，停止结晶并过滤，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖吉星，高贵龙，彭宝林，陈肖虎，朱飞武，薛涛，周勇，赵伟毅，曾舒，
申请(专利权)人：贵阳中化开磷化肥有限公司，贵州科鑫化冶有限公司，贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州;52