CN103483049B - 一种用于水溶肥的重金属去除剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低碳喷浆微晶态水溶肥的生产方法，包括脱氟磷酸制取、去除重金属以及微晶法喷浆等步骤。本发明还公开了一种重金属去除剂。本发明肥料的生产方法能够有效地去除重金属，以及优化了脱氟参数，使肥料更安全环保，具备市场应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于水溶肥的重金属去除剂，属于化工肥料生产技术领域。
背景技术
“国家十二五规划纲要”把粮食安全、生态文明建设、节能减排等一系列问题都列为规划中，肥料作为“粮食中的粮食”在这一规划的实施中起着举足轻重的作用。2011年中央一号文件更注重于节水，在节水、提高肥料利用率方面，适用于滴灌、喷灌肥料更符合市场需求。市场水溶肥多为物理掺混法二次加工，相对浪费人力、物力，而且混合不均匀，肥效不稳定。
在湿法磷酸生产过程中，磷矿石中的氟部分以氟硅酸的形式存在于湿法磷酸中，随磷矿石原料来源的不同，湿法磷酸中氟硅酸含量可达1～2％。我国除氟硅酸钠外的氟化工产品主要是以萤石为原料生产的。然而萤石矿蕴藏量有限，已面临枯竭。磷矿中的氟是唯一可能接替萤石的氟资源，充分利用湿法磷酸生产过程中产生的氟资源不仅可以节约萤石资源，并且可以减少氟向环境中的排放，具有重要意义。本公司在中国发明专利CN2009102295482以及CN2009102295497中对湿法磷酸脱氟技术进行创新性诠释，使湿法磷酸中的氟得到充分利用，其中包括在含氟硅酸的湿法磷酸中加入水溶性的钾(或钠)盐，使其与氟硅酸发生反应生成不溶性的氟硅酸钾(或钠)，氟硅酸钾(或钠)作为氟化工产品，实现了资源的充分利用，减少了氟对环境的排放污染。
然而，根据国家近5年来的综合统计数据，土地和环境污染问题日趋严重，2009年底国家正式颁布了《肥料中砷、镉、铅、铬、汞等重金属的生态指标》GB/T23349-2009国家标准。重金属污染主要来自农药、肥料以及污水灌溉等，每年重金属污染的粮食达到了1000万吨以上，而肥料来源的重金属较为关键。湿法磷酸含有一定量的重金属，如何最大限度地去除湿法磷酸中的重金属元素是制备低碳环保水溶肥料的关键因素。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种低碳喷浆微晶态水溶肥的生产方法：
本发明所采用的技术方案如下：
一种低碳喷浆微晶态水溶肥的生产方法，其包括如下步骤：
1）、脱氟磷酸制取：将湿法磷酸经沉降过滤除去悬浮物，得到料浆A，再加入占料浆A质量份数为2%氯化钠或硫酸钠进行搅拌，搅拌反应的时间为40-60min，反应温度30℃，然后经压滤除去沉淀物，沉淀物经洗涤、干燥得到副产品氟硅酸钠，滤液为脱氟磷酸；
2）、去除重金属：将上述脱氟磷酸用泵打入磷酸中和槽中，与液氨进行中和反应，PH控制在6.0，得到浆料B，然后加入占料浆B质量的1%的重金属去除剂30℃搅拌30min，进行压滤，滤液与含钾肥料混合均匀，配置成适合于不同作物生长需求的料浆C；
3）、微晶法喷浆：在（2）中加入占料浆C重量分数为5-10%的晶种，搅拌均匀后喷浆造粒，即得。
所述步骤1）压滤采用板式压滤机，过滤压力为0.15Mpa，滤网孔径为5um；所述步骤2）压滤采用板式压滤机，过滤压力为0.25Mpa，滤网孔径为1um；
所述重金属去除剂为半胱氨酸－甘氨酸－丝氨酸－丙氨酸（CGSA）；可以采用常规的固相合成。
所述晶种的粒径<1um；所述晶种优选本发明制备获得的低碳喷浆微晶态水溶肥，也可以是常规的晶种，例如尿素。
本发明的积极效果在于：
第一：采用独特创新的重金属去除剂去除重金属，以及优化脱氟参数，使肥料更安全，环保，符合“国家十二五”相关政策标准的要求。
第二：采用喷浆生产微晶态全水溶性肥料，工艺先进，节能，肥效稳定；而现有技术的其它水溶肥多为物理掺混法，相对浪费人力，物力，而且混合不均匀，肥效不稳定。
第三：养分全面，可根据作物需求生产各种配比肥料，全水溶，更利于作物吸收，肥料利用率高，可用于滴灌及喷灌。
第四：采用国际先进微粒技术，产品为微晶状态，与普通肥料相比溶解快，更方便使用。
具体实施方式
下面结合具体实例进一步说明本发明，但是需要注意的是，实施例的内容不应该看作是对本发明创新精神的限制。
实施例1
湿法磷酸，采集地点：山东红日阿康化工股份有限公司
湿法磷酸的化学组成见下表1：
| 组分 | P2O5 | SO3 | Fe2O3 | Al2O3 | MgO | H2SiF6 | As | Cd | Pd | Cr | Hg |
| 含量％ | 21.1 | 3.6 | 1.0 | 2.2 | 1.1 | 1.5 | 0.08 | 0.06 | 0.11 | 0.19 | 0.05 |
一种低碳喷浆微晶态水溶肥的生产方法，其包括如下步骤：
1）、脱氟磷酸制取：将湿法磷酸经沉降过滤除去悬浮物，得到料浆A，再加入占料浆A质量份数为2%氯化钠进行搅拌，搅拌反应的时间为40min，反应温度30℃，然后经板式压滤机压滤，过滤压力为0.15Mpa，除去沉淀物，沉淀物经洗涤、干燥得到副产品氟硅酸钠，滤液为脱氟磷酸；
2）、去除重金属：将上述脱氟磷酸用泵打入磷酸中和槽中，与液氨进行中和反应，PH控制在6.0，得到浆料B，然后加入占料浆B质量的1%的半胱氨酸－甘氨酸－丝氨酸－丙氨酸短肽30℃搅拌30min，进行板式压滤机压滤，过滤压力为0.25Mpa，滤液与含钾肥料混合均匀，配置成适合于不同作物生长需求的料浆C；
3）、微晶法喷浆：在（2）中加入占料浆C重量分数为5%的晶种，搅拌均匀后喷浆造粒，即得。
按照上述方法制备肥料的监测结果见下表2：
| 组分 | F | As | Cd | Pd | Cr | Hg |
| 含量（%） | 0.001 | 0.002 | 0.000 | 0.000 | 0.001 | 0.000 |
产品呈微小晶体状，1mm通过率≥95%。
实施例2
湿法磷酸，采集地点和化学组成同实施例1。
一种低碳喷浆微晶态水溶肥的生产方法，其包括如下步骤：
1）、脱氟磷酸制取：将湿法磷酸经沉降过滤除去悬浮物，得到料浆A，再加入占料浆A质量份数为2%硫酸钠进行搅拌，搅拌反应的时间为60min，反应温度30℃，然后经板式压滤机压滤，过滤压力为0.15Mpa，除去沉淀物，沉淀物经洗涤、干燥得到副产品氟硅酸钠，滤液为脱氟磷酸；
2）、去除重金属：将上述脱氟磷酸用泵打入磷酸中和槽中，与液氨进行中和反应，PH控制在6.0，得到浆料B，然后加入占料浆B质量的1%的半胱氨酸－甘氨酸－丝氨酸－丙氨酸短肽，在30℃搅拌40min，进行板式压滤机压滤，过滤压力为0.25Mpa，滤液与含钾肥料混合均匀，配置成适合于不同作物生长需求的料浆C；
3）、微晶法喷浆：在（2）中加入占料浆C重量分数为10%的晶种，搅拌均匀后喷浆造粒，即得。
按照上述方法制备肥料的监测结果见下表3：
| 组分 | F | As | Cd | Pd | Cr | Hg |
| 含量（%） | 0.001 | 0.001 | 0.000 | 0.000 | 0.002 | 0.000 |
实施例3
湿法磷酸，采集地点和化学组成同实施例1。
一种水溶肥的生产方法，其包括如下步骤：
1）、脱氟磷酸制取：将湿法磷酸经沉降过滤除去悬浮物，得到料浆A，再加入占料浆A质量份数为2%硫酸钠进行搅拌，搅拌反应的时间为40min，反应温度30℃，然后经沉降过滤，除去沉淀物，沉淀物经洗涤、干燥得到副产品氟硅酸钠，滤液为脱氟磷酸；
2）、去除重金属：将上述脱氟磷酸用泵打入磷酸中和槽中，与液氨进行中和反应，PH控制在6.0，得到浆料B，然后加入占料浆B质量的1%的角质蛋白经过酸性水解获得氨基酸片段，在30℃搅拌40min，进行板式压滤机压滤，过滤压力为0.25Mpa，滤液与含钾肥料混合均匀，配置成适合于不同作物生长需求的料浆C；
3）、微晶法喷浆：在2）中加入占料浆C重量分数为5%的晶种，搅拌均匀后喷浆造粒，即得。
按照上述方法制备肥料的监测结果见下表4：
| 组分 | F | As | Cd | Pd | Cr | Hg |
| 含量（%） | 0.004 | 0.005 | 0.006 | 0.011 | 0.003 | 0.01 |
实施例4
湿法磷酸，采集地点和化学组成同实施例1。
一种水溶肥的生产方法，其包括如下步骤：
1）、脱氟磷酸制取：将湿法磷酸经沉降过滤除去悬浮物，得到料浆A，再加入占料浆A质量份数为2%硫酸钠进行搅拌，搅拌反应的时间为60min，反应温度30℃，然后经沉降过滤，除去沉淀物，沉淀物经洗涤、干燥得到副产品氟硅酸钠，滤液为脱氟磷酸；
2）、去除重金属：将上述脱氟磷酸用泵打入磷酸中和槽中，与液氨进行中和反应，PH控制在6.0，得到浆料B，然后加入占料浆B质量的1%的巯基乙酰聚乙烯亚胺，在30℃搅拌40min，进行板式压滤机压滤，过滤压力为0.25Mpa，滤液与含钾肥料混合均匀，配置成适合于不同作物生长需求的料浆C；
3）、微晶法喷浆：在2）中加入占料浆C重量分数为5%的晶种，搅拌均匀后喷浆造粒，即得。
按照上述方法制备肥料的监测结果见下表5：
| 组分 | F | As | Cd | Pd | Cr | Hg |
| 含量（%） | 0.003 | 0.008 | 0.002 | 0.007 | 0.03 | 0.004 |
实施例5
湿法磷酸，采集地点和化学组成同实施例1。
一种水溶肥的生产方法，其包括如下步骤：
1）、脱氟磷酸制取：将湿法磷酸经沉降过滤除去悬浮物，得到料浆A，再加入占料浆A质量份数为2%硫酸钠进行搅拌，搅拌反应的时间为60min，反应温度30℃，然后经沉降过滤，除去沉淀物，沉淀物经洗涤、干燥得到副产品氟硅酸钠，滤液为脱氟磷酸；
2）、去除重金属：将上述脱氟磷酸用泵打入磷酸中和槽中，与液氨进行中和反应，PH控制在6.0，得到浆料B，然后进行板式压滤机压滤，滤液与含钾肥料混合均匀，配置成适合于不同作物生长需求的料浆C；
3）、微晶法喷浆：在2）中加入占料浆C重量分数为5%的晶种，搅拌均匀后喷浆造粒，即得。
按照上述方法制备肥料的监测结果见下表6：
| 组分 | F | As | Cd | Pd | Cr | Hg |
| 含量（%） | 0.003 | 0.02 | 0.01 | 0.03 | 0.09 | 0.02 |
结论分析：
通过本发明特创的重金属去除剂可以大大降低重金属的含量，优于现有技术中常用的角质蛋白经过酸性水解获得氨基酸片段以及巯基乙酰聚乙烯亚胺，可作为一种较佳的重金属离子去除剂，广泛应用于肥料制备。
Claims (1)
1.一种低碳喷浆微晶态水溶肥的生产方法，其包括如下步骤：
1）、脱氟磷酸制取：将湿法磷酸经沉降过滤除去悬浮物，得到料浆A，再加入占料浆A质量份数为2%氯化钠或硫酸钠进行搅拌，搅拌反应的时间为40-60min，反应温度30℃，然后经压滤除去沉淀物，沉淀物经洗涤、干燥得到副产品氟硅酸钠，滤液为脱氟磷酸；
2）、去除重金属：将上述脱氟磷酸用泵打入磷酸中和槽中，与液氨进行中和反应，pH控制在6.0，得到浆料B，然后加入占料浆B质量的1%的重金属去除剂30℃搅拌30min，进行压滤，滤液与含钾肥料混合均匀，配置成料浆C；
3）、微晶法喷浆：在步骤2）中加入占料浆C重量分数为5-10%的晶种，搅拌均匀后喷浆造粒，即得；
所述步骤1）压滤采用板式压滤机，过滤压力为0.15Mpa，滤网孔径为5um；
所述步骤2）压滤采用板式压滤机，过滤压力为0.25Mpa，滤网孔径为1um；
所述重金属去除剂为半胱氨酸－甘氨酸－丝氨酸－丙氨酸。
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