本發(fā)明提供了一種以普通過磷酸鈣為原料，來制造氮磷鉀復合基礎(chǔ)肥料的新方法。
目前，世界上的復合肥料主要是以硝酸磷肥和磷酸銨兩大品種作為基礎(chǔ)而衍生出的一序列復合肥料。硝酸磷肥主要著重于冷凍法，有機溶劑萃取法和硫銨循環(huán)法;磷酸銨則主要是萃取濕法磷酸中和造粒法。日本專利J85012996記載了一種磷鉀化肥的制法，該法是在濕法磷酸液（H3PO433%，H2SO45%）中加入鈣鹽，中和稀釋100倍，制成漿料，使其PH值為3.5～4.0，再配入鉀鹽，制粒即可。上述的鈣鹽也可用鈣鹽和少量氨代替，鈣鹽可采用碳酸鈣、熟石灰、生石灰，在使用碳酸鈣的同時應加入滅泡劑;鉀鹽可采用氯化鉀或硫酸鉀。用該法可制得含氮或不含氮的復合肥料，其N-P2O5-K2O的總含量為46%左右。該法具有良好的造粒性，但其所用的原料成本較高，而產(chǎn)品的有效成份含量較低，本發(fā)明可以克服這些缺點。
本發(fā)明旨在提供一種用磷酸酸化的硫酸鉀水溶液萃取普通過磷酸鈣中的水溶性磷以及部份構(gòu)溶性磷，制造多元復合基礎(chǔ)肥料的方法。
本發(fā)明所述的方法，磷源直接利用磷礦粉與硫酸生成的固相反應物-普通過磷酸鈣，鉀源利用磷酸酸化的硫酸鉀水溶液。普通過磷酸鈣中的有效磷為水溶性磷和構(gòu)溶性磷，水溶性磷的主要化學成份是：一水合磷酸二氫鈣[Ca（H2Po4）2·H2O]和游離磷酸（H3PO4），而構(gòu)溶性磷則含磷酸鐵，磷酸鋁和部份鈣鎂構(gòu)溶性磷等。當在普通過磷酸鈣中加入磷酸酸化的硫酸鉀水溶液時，普通過磷酸鈣中的一水合磷酸二氫鈣即可與硫酸鉀發(fā)生如下化學反應：
反應（1）生成了溶解于水的磷酸二氫鉀和不溶于水的硫酸鈣沉淀。
萃取反應（1）在常溫下即能發(fā)生，升高溫度有利于反應的進行，一般，當溫度高于80℃時，反應進行得較為順利。
反應（1）形成了液相和沉淀相，液相中除了含有反應（1）生成的水溶性磷酸二氫鉀外，還有從普通過磷酸鈣和硫酸鉀水溶液中帶來的游離磷酸，即液相中幾乎包括了普通過磷酸鈣中的全部水溶性磷。
上述的既作為萃取劑又作為原料之一的硫酸鉀水溶液，是用磷酸酸化的，其PH值為2.1～2.5。硫酸鉀溶液之所以要用磷酸酸化，是由于普通過磷酸鈣中的構(gòu)溶性磷如鈣鎂構(gòu)溶性磷不溶于水，而溶于磷酸溶液中，在磷酸存在下，它可發(fā)生如下反應：
反應（2）將普通過磷酸鈣中的構(gòu)溶性磷轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄粤祝苄缘腃a（H2PO4）2可依照反應式（1）生成磷酸二氫鉀，進入液相。由此可見，此種方法不僅能有效地萃出普通過磷酸鈣中的水溶性磷，而且能萃出部份構(gòu)溶性磷。
倘若用硫酸鉀水溶液代替磷酸酸化的硫酸鉀水溶液也是可行的，但由于沒有磷酸的作用，普通過磷酸鈣中的構(gòu)溶性磷很難萃取出來，反應式（2）有逆向進行的可能，使得少量水溶性磷轉(zhuǎn)變成構(gòu)溶性磷，從而使萃取率有所降低。
硫酸鉀水溶液的濃度對萃取率沒有直接的影響，但若濃度太低，則會加重蒸發(fā)脫水工序的負擔，同時也使能耗相應增加，在本發(fā)明中以采用其飽和溶液為好。
為了獲得好的萃取效果，普通過磷酸鈣的進一步破碎是必要的。在本發(fā)明中，普通過磷酸鈣應全部通過20目篩網(wǎng)。
普通過磷酸鈣與硫酸鉀溶液或磷酸酸化的硫酸鉀溶液的加入比例對萃取率有一定影響，這二者的比例即固液比愈接近，萃取率愈高。在本發(fā)明中，固液比以1∶1～1∶1.4（公斤∶升）較為理想。其中硫酸鉀溶液或磷酸酸化的硫酸鉀溶液以飽和濃度計。
將上述反應產(chǎn)物放入過濾機中進行過濾，將過濾出的母液連同洗液用堿如氫氧化鉀或氫氧化銨調(diào)整酸度，使其PH值為4～5，再進行濃縮、脫水，即得粉狀的復合基礎(chǔ)肥料。
本發(fā)明所述方法工藝流程簡單，僅包括萃取、過濾、濃縮脫水三個工序，操作方便，工藝參數(shù)如萃取溫度、固液比等容易控制。采用鹽類作為萃取介質(zhì)，設備的材質(zhì)容易解決，且可減少投資;采用普通過磷酸鈣為主要原料，來源方便，成本低;工藝過程中無廢水、廢氣排出，并且其過濾殘渣為中性石膏，不易產(chǎn)生二次污染，還可用于其它用途。用此法制得的復合基礎(chǔ)肥料，N-P2O5-K2O總成份超過68%，屬高濃度肥料，它極易于與工業(yè)硝酸銨、硫酸銨、硫酸鉀等配合，制成一系列N-P2O5-K2O為不同比例的多元商品復合肥料，以滿足不同的農(nóng)作物以及同一農(nóng)作物不同生長期對養(yǎng)份的需求，其典型產(chǎn)品為N-P2O5-K2O含量分別是15-15-15。
下面是本發(fā)明的實施例：
實例1：取普通過磷酸鈣（含水溶性P2O514.32%）10公斤，破碎通過20目篩網(wǎng);另取25℃±的飽和硫酸鉀溶液14升，并以H3PO4調(diào)整PH為2.2，將此飽和溶液加熱煮沸。
趁沸投入已備的普通過磷酸鈣10公斤，繼續(xù)加熱，保持在80～90℃溫度條件下，不斷攪拌萃取30分鐘。
在減壓-100～-300mmHg柱下，過濾萃取物料，得到母液，殘渣用14升清水分四次洗滌干凈。將母液與洗濾液合并，以15-20%NH4OH氨水溶液中和至PH4～5，蒸發(fā)濃縮即得白色結(jié)晶復合基礎(chǔ)肥料，含N-P2O5-K2O為3.33%-45.24%-24.02%。
實例2：取普通過磷酸鈣10公斤，經(jīng)延長熟化期后達到有效磷≥18%（即18.29%P2O5有效磷，水溶磷14.57%）破碎通過20目篩網(wǎng);另取25℃±的飽和硫酸鉀溶液14升，并以H3PO4調(diào)整PH為2.5，將此飽和溶液加熱煮沸。
趁沸投入已備的普通過磷酸鈣10公斤，繼續(xù)加熱保持在80～90℃條件下，攪拌萃取30分鐘。
萃取物料經(jīng)真空過濾得到母液，殘渣用14升清水分四次洗滌干凈，將母液與洗濾液合并，以15-20%NH4OH氨水溶液中和至PH4～5，蒸發(fā)濃縮即得白色結(jié)晶物-復合基礎(chǔ)肥料，含N-P2O5-K2O為2.68%-46.01%-26.48%的物料。
1、一種高濃度氮磷鉀復合基礎(chǔ)肥料的制法，其特征在于用磷酸酸化的硫酸鉀水溶液萃取普通過磷酸鈣中的水溶性磷和部份構(gòu)溶性磷，將萃取液過濾，在過濾母液中加入堿進行中和，至其PH值為4～5，再進行濃縮、脫水，制得固體物料。
2、按照權(quán)利要求1所述的復合基礎(chǔ)肥料的制法，其特征在于所用磷酸酸化的硫酸鉀水溶液為飽和水溶液，PH值為2.1～2.5。
3、按照權(quán)利要求1所述的復合基礎(chǔ)肥料的制法，其特征在于所用的普通過磷酸鈣全部通過20目篩網(wǎng)。
4、按照權(quán)利要求1所述的復合基礎(chǔ)肥料的制法，其特征在于所加入的堿為氫氧化鉀或氫氧化銨水溶液。
5、按照權(quán)利要求1所述的復合基礎(chǔ)肥料的制法，其特征在于萃取溫度在80℃以上。
6、按照權(quán)利要求1所述的復合基礎(chǔ)肥料的制法，其特征在于所加入的普通過磷酸鈣與磷酸酸化的硫酸鉀水溶液之比為1∶1～1∶1.4（公斤∶升）。
7、按照權(quán)利要求1所述的復合基礎(chǔ)肥料的制法，其特征在于用硫酸鉀水溶液代替用磷酸酸化的硫酸鉀水溶液來制作該種復合基礎(chǔ)肥料。