结合附图,本发明含硝酸铵颗粒肥料抗爆改性的表面处理方法,首先熔融硝酸铵经 过塔顶造粒后得到含硝酸铵的颗粒肥料,然后在颗粒肥料的表面喷涂一层液体粘结剂, 喷涂量视粘结效果而定,既保证含硝酸铵颗粒肥料表面有一定量的粘结剂,又不至于颗 粒完全粘结成团;最后涂敷包裹由固化剂和扑粉剂组成的固体粉末,从而完成含硝酸铵 颗粒肥料抗爆改性的表面处理,将涂敷包裹后的硝酸铵颗粒肥料
包装成型。上述经过处 理的含硝酸铵颗粒肥料中,粘结剂的含量为5%~20%,固化剂的含量为5%~30%,扑粉 剂的含量为0~25%,硝酸铵的含量为50%~85%,含量全部是
质量百分比。起抗爆作用 的物质是尿素和水,包括粘结剂中的水和固化剂与粘结剂或者硝酸铵发生化学反应生成 的水。
其中,本发明含硝酸铵颗粒肥料抗爆改性的表面处理方法的含硝酸铵颗粒肥料是纯 的硝酸铵颗粒或者是含有五氧化二磷、氧化钾、含镁或者含钙的硝酸铵颗粒肥料;最终 产品是所有颗粒肥料都经过抗爆改性表面处理的含硝酸铵颗粒肥料,或者是部分经过抗 爆改性表面处理与部分未经过抗爆改性表面处理的含硝酸铵颗粒肥料掺混在一起的混 合物。
本发明含硝酸铵颗粒肥料抗爆改性的表面处理方法中,粘结剂的作用是使含硝酸铵 颗粒肥料表面具有粘性用以粘结固体粉末,并使被粘结的粉末不能被筛分出来;固化剂 的作用是使液体粘结剂固化后失去粘结性,防止颗粒硝酸铵在包装袋内板结成块;扑粉 剂的作用是保证产品的流散性。粘结剂、固化剂和扑粉剂都具有抗爆剂的作用,特别是 粘结剂中含有的尿素和水以及固化剂与粘结剂或者硝酸铵发生化学反应产生的水具有 显著的抗爆作用,从而使农用硝酸铵的抗爆性能大幅度提高,达到WJ-9050-2006“农用 硝酸铵抗爆性能测试方法及判定”标准的要求。
本发明含硝酸铵颗粒肥料抗爆改性的表面处理方法的粘结剂为尿素溶解于硫酸中 所形成的混合物,即该混合物为硫酸脲、尿素和水的混合物;或者粘结剂为尿素溶解于 磷酸中所形成的混合物,即该混合物为磷酸脲、尿素和水的混合物;或者尿素溶解于硫 酸和磷酸的混合酸中所形成的混合物,即该混合物为硫酸脲、磷酸脲、尿素和水的混合 物。在硫酸脲、尿素和水的混合物中,或者磷酸脲、尿素和水的混合物中,或者硫酸脲、 磷酸脲、尿素和水的混合物中,水的含量质量百分比为0.2%~20%。粘结剂的制备工艺
温度为0℃~120℃,因为硫酸脲和磷酸脲在120℃以下呈现可自由流动的液体状态。只 要尿素与硫酸、或者磷酸、或者磷酸和硫酸组成的混合酸的摩尔比大于1,其混合物都 可以作为粘结剂。
本发明含硝酸铵颗粒肥料抗爆改性的表面处理方法的固化剂是各种碱性物质及其 混合物,包括但不限于各种碱性物质为氨气、含钙碱性物质、含钾碱性物质、含钠碱性 物质、含镁碱性物质或其他碳酸盐类碱性物质。如:
含钙碱性物质:氢
氧化钙、碳酸钙、
碳酸氢钙、氧化钙、
硅酸钙;
含钾碱性物质:氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、硅酸钾;
含钠碱性物质:碳酸钠、
碳酸氢钠、硅酸钠;
含镁碱性物质:氢氧化镁、碳酸镁、碳酸氢镁、氧化镁;
其他碳酸盐类碱性物质:碳酸氢铵、碳酸铵、碳酸锌。
本发明含硝酸铵颗粒肥料抗爆改性的表面处理方法的扑粉剂为磷酸盐类物质、滑 石粉、高岭土、
硅藻土、钛白粉或膨润土等,即扑粉剂包括磷酸盐类物质,如磷酸盐类: 磷酸铵、磷酸氢钙、磷酸钙、磷酸钾、磷酸镁、磷酸
铁、磷酸铁铵、磷酸锌、焦磷酸钙、 过磷酸钙、钙镁磷肥、磷矿粉、
钢渣磷肥;或者不与硝酸铵和粘结剂发生反应的惰性物 质,如滑石粉、高岭土、硅藻土、钛白粉、膨润土。
本发明的固化原理是:粘结剂中的硫酸(包括硫酸脲中的硫酸)和磷酸(包括磷 酸脲中的磷酸)与固化剂中的碱性物质发生酸碱中和反应,形成在120℃以下为固体的
硫酸盐和磷酸盐,从而产生固化效果。以碳酸钙作为固化剂与硫酸的反应如下:
下面的
实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本发明,但不以任何方式限制 本发明。
实施例1
原料配比为:
纯的颗粒硝酸铵:80%;粘结剂:尿素与硫酸的混合物,12.5%;固化剂:碳酸钙, 5%;扑粉剂:滑石粉,2.5%。
颗粒硝酸铵的抗爆改性表面处理包括以下步骤:
1、粘结剂的制备:在500ml玻璃反应釜内依次加入12.2g水和100g浓度为98%的 浓硫酸,开动搅拌,均匀缓慢地加入600g尿素,控制升温速度,使反应釜内物料的温 度最高不超过130℃,在110℃~120℃保温,使呈液体状态备用,以上配比,尿素与硫 酸的摩尔比为10:1,粘结剂中的水分含量为2%;
2、将2000g颗粒硝酸铵和一个容积为2L的玻璃瓶在70℃~75℃的烘箱内加热并保 温1小时,备用;
3、称量250g步骤1制备的粘结剂和1600g温度为70℃~75℃的颗粒硝酸铵依次倒 入经过保温的2L玻璃瓶中,混合均匀,使颗粒硝酸铵表面均匀涂布一层粘结剂;
4、称量100g碳酸钙粉末,倒入步骤3的玻璃瓶中,使之与涂布有粘结剂的颗粒硝 酸铵混合均匀;
5、称量50g滑石粉倒入步骤4的玻璃瓶中,对涂敷包裹后的颗粒硝酸铵进行扑粉, 颗粒硝酸铵的抗爆改性表面处理即告完成。
以上经过表面抗爆处理的颗粒硝酸铵,具有很好的流散性,颗粒强度基本没有下降, 含氮量在32%以上,满足作为肥料使用的要求。
以上经过处理的含硝酸铵颗粒肥料,按照WJ 9050-2006《农用硝酸铵抗爆性能测试 的方法及其判定》的标准进行检测时,所制备的准炸药样品吸湿结块性严重,达到抗爆 要求。
在本实施例中,以其他含钙碱性物质替代碳酸钙作为固化剂,或者以其他惰性粉末 替代滑石粉作为扑粉剂,同样具有上述效果。
实施例2
原料配比为:
纯的颗粒硝酸铵:50%;粘结剂:尿素与硫酸的混合物,20%;固化剂:碳酸钾, 17.5%;扑粉剂:磷酸二氢铵,12.5%。
颗粒硝酸铵的抗爆改性表面处理包括以下步骤:
1、粘结剂的制备:在500ml玻璃反应釜内加入50g浓度为98%的浓硫酸,开动搅 拌,均匀缓慢地加入200g尿素,控制升温速度,使反应釜内物料的温度最高不超过 130℃,待尿素完全溶解完毕后,再依次加入50g发烟硫酸和200g尿素,在110℃~120℃ 保温,使呈液体状态备用,以上配比,尿素与硫酸的摩尔比为6.6:1,粘结剂中的水分 含量为0.2%;
2、颗粒硝酸铵和玻璃瓶的保温同实施例1;
3、称量200g步骤1制备的粘结剂和1000g温度为70℃~75℃的颗粒硝酸铵依次倒 入经过保温的2L玻璃瓶中,混合均匀,使颗粒硝酸铵表面均匀涂布一层粘结剂;
4、称量175g碳酸钾粉末,倒入步骤3的玻璃瓶中,使之与涂布有粘结剂的颗粒硝 酸铵混合均匀;
5、称量125g磷酸二氢铵粉末倒入步骤4的玻璃瓶中,对涂敷包裹后的颗粒硝酸铵 进行扑粉,完成对颗粒硝酸铵的第一次涂敷包裹;
6、称量200g步骤1制备的粘结剂,在上述已进行第一次涂敷包裹的颗粒硝酸铵表 面均匀涂布一层粘结剂;
7、重复步骤4和步骤5,颗粒硝酸铵的抗爆改性表面处理即告完成。
以上经过表面抗爆处理的颗粒硝酸铵,具有很好的流散性,颗粒强度基本没有下降, 含氮量在26%以上,并含有一定量的氧化钾和五氧化二磷,满足作为肥料使用的要求。
以上经过处理的含硝酸铵颗粒肥料,按照WJ 9050-2006《农用硝酸铵抗爆性能测试 的方法及其判定》的标准进行检测时,所制备的准炸药样品吸湿结块性严重,达到抗爆 要求。
在本实施例中,以其他含钾碱性物质替代碳酸钾作为固化剂,或者以其他磷酸盐替 代磷酸二氢铵作为扑粉剂,同样具有上述效果。
实施例3
原料配比为:
纯的颗粒硝酸铵:85%;粘结剂:尿素与硫酸的混合物,10%;固化剂:碳酸镁, 5%。
颗粒硝酸铵的抗爆改性表面处理包括以下步骤:
1、粘结剂的制备:同实施例1;
2、颗粒硝酸铵和玻璃瓶的保温同实施例1;
3、称量200g步骤1制备的粘结剂和1700g温度为70℃~75℃的颗粒硝酸铵依次倒 入经过保温的2L玻璃瓶中,混合均匀,使颗粒硝酸铵表面均匀涂布一层粘结剂;
4、称量100g碳酸镁粉末倒入步骤3的玻璃瓶中,使之与涂布有粘结剂的颗粒硝酸 铵混合均匀,颗粒硝酸铵的抗爆改性表面处理即告完成。
以上经过表面抗爆处理的颗粒硝酸铵,具有很好的流散性,颗粒强度基本没有下降, 含氮量在33%以上,并有一定量的镁元素,满足作为肥料使用的要求。
以上经过处理的含硝酸铵颗粒肥料,按照WJ 9050-2006《农用硝酸铵抗爆性能测试 的方法及其判定》的标准进行检测时,所制备的准炸药样品吸湿结块性严重,达到抗爆 要求。
在本实施例中,以其他含镁碱性物质替代碳酸镁作为固化剂,同样具有上述效果。
实施例4
原料配比为:
纯的颗粒硝酸铵:50%;粘结剂:尿素与磷酸和硫酸的混合物,20%;固化剂:氧 化镁,30%。
颗粒硝酸铵的抗爆改性表面处理包括以下步骤:
1、粘结剂的制备:在500ml玻璃反应釜内依次加入48.8g的水、116g浓度为85% 的磷酸和100g浓度为98%的硫酸,开动搅拌,均匀缓慢地加入66g尿素,控制升温速 度,使反应釜内物料的温度最高不超过130℃,在0℃的
冰水浴中保温,使呈液体状态 备用,以上配比,尿素与磷酸和硫酸混合酸的摩尔比为1.1:1,水分含量20%;
2、将2000g颗粒硝酸铵和一个容积为2L的玻璃瓶在90℃~100℃的烘箱内加热并 保温1小时,备用;
3、称量200g步骤1制备的粘结剂,称量1000g温度为90℃~100℃的颗粒硝酸铵依 次倒入经过保温的2L玻璃瓶中,混合均匀,使颗粒硝酸铵表面均匀涂布一层粘结剂;
4、称量300g氧化镁倒入步骤3的玻璃瓶中,使之与涂布有粘结剂的颗粒硝酸铵混 合均匀,完成对颗粒硝酸铵的第一次涂敷包裹;
5、称量200g步骤1制备的粘结剂,在上述已进行第一次涂敷包裹的颗粒硝酸铵表 面均匀涂布一层粘结剂;
6、重复步骤4,完成对颗粒硝酸铵的第二次涂敷包裹,颗粒硝酸铵的抗爆改性表面 处理即告完成。
以上经过表面抗爆处理的颗粒硝酸铵,具有很好的流散性,颗粒强度基本没有下降, 含氮量在19%以上,同时含有一定量的五氧化二磷和镁元素,满足作为肥料使用的要求。
以上经过处理的含硝酸铵颗粒肥料,按照WJ 9050-2006《农用硝酸铵抗爆性能测试 的方法及其判定》的标准进行检测时,所制备的准炸药样品吸湿结块性严重,达到抗爆 要求。
在本实施例中,以其他含镁碱性物质替代氧化镁作为固化剂,同样具有上述效果。
实施例5
原料配比为:
纯的颗粒硝酸铵:50%;粘结剂:尿素与磷酸的混合物,12.5%;固化剂:碳酸钠, 12.5%;扑粉剂:磷酸二氢铵,25%。
颗粒硝酸铵的抗爆改性表面处理包括以下步骤:
1、粘结剂的制备:在500ml玻璃反应釜内加入6g水和100g浓度为85%的磷酸, 开动搅拌,均匀缓慢地加入104g尿素,控制升温速度,使反应釜内物料的温度最高不 超过130℃,在50℃~60℃保温,使呈液体状态备用,以上配比,尿素与磷酸的摩尔比 为2:1,水分含量10%;
2、颗粒硝酸铵和玻璃瓶的保温同实施例1;
3、称量250g步骤1制备的粘结剂和1000g温度为70℃~75℃的颗粒硝酸铵依次倒 入经过保温的2L玻璃瓶中,混合均匀,使颗粒硝酸铵表面均匀涂布一层粘结剂;
4、称量250g碳酸钠粉末倒入步骤3的玻璃瓶中,使之与涂布有粘结剂的颗粒硝酸 铵混合均匀;
5、称量500g磷酸二氢铵倒入步骤4的玻璃瓶中,对涂敷包裹后的颗粒硝酸铵进行 扑粉,颗粒硝酸铵的抗爆改性表面处理即告完成。
以上经过表面抗爆处理的颗粒硝酸铵,具有很好的流散性,颗粒强度基本没有下降, 含氮量在22%以上,同时含有12%以上的五氧化二磷,满足作为肥料使用的要求。
以上经过处理的含硝酸铵颗粒肥料,按照WJ 9050-2006《农用硝酸铵抗爆性能测试 的方法及其判定》的标准进行检测时,所制备的准炸药样品吸湿结块性严重,达到抗爆 要求。
在本实施例中,以其他含钠碱性物质替代碳酸钠作为固化剂,或者以其他磷酸盐替 代磷酸二氢铵作为扑粉剂,同样具有上述效果。
实施例6
原料配比为:
纯的颗粒硝酸铵:67.5%;粘结剂:尿素与磷酸的混合物,5%;固化剂:碳酸氢铵, 15%;扑粉剂:磷酸二氢铵,12.5%。
颗粒硝酸铵的抗爆改性表面处理包括以下步骤:
1、粘结剂的制备:同实施例5;
2、颗粒硝酸铵和玻璃瓶的保温同实施例1;
3、称量100g步骤1制备的粘结剂和1350g温度为70℃~75℃的颗粒硝酸铵依次倒 入经过保温的2L玻璃瓶中,混合均匀,使颗粒硝酸铵表面均匀涂布一层粘结剂;
4、称量300g碳酸氢铵粉末倒入步骤3的玻璃瓶中,使之与涂布有粘结剂的颗粒硝 酸铵混合均匀;
5、称量250g磷酸二氢铵倒入步骤4的玻璃瓶中,对涂敷包裹后的颗粒硝酸铵进行 扑粉,颗粒硝酸铵的抗爆改性表面处理即告完成。
以上经过表面抗爆处理的颗粒硝酸铵,具有很好的流散性,颗粒强度基本没有下降, 含氮量在26%以上,同时含有一定量的五氧化二磷,满足作为肥料使用的要求。
以上经过处理的含硝酸铵颗粒肥料,按照WJ 9050-2006《农用硝酸铵抗爆性能测试 的方法及其判定》的标准进行检测时,所制备的准炸药样品吸湿结块性严重,达到抗爆 要求。
在本实施例中,以其他碳酸盐碱性物质替代碳酸氢铵作为固化剂,或者以其他磷酸 盐替代磷酸二氢铵作为扑粉剂,同样具有上述效果。
实施例7
原料配比为:
纯的颗粒硝酸铵:75%;粘结剂:尿素与硫酸的混合物,12%;固化剂:4%的硅酸 钙和1%的氨气;扑粉剂:磷酸二氢铵,8%。
颗粒硝酸铵的抗爆改性表面处理包括以下步骤:
1、粘结剂的制备:在500ml玻璃反应釜内加入100g浓度为98%的浓硫酸,开动搅 拌,均匀缓慢地加入240g尿素,控制升温速度,使反应釜内物料的温度最高不超过 130℃,在90℃~95℃保温,使呈液体状态备用,以上配比,尿素与硫酸的摩尔比为4: 1,水分含量0.6%;
2、颗粒硝酸铵和玻璃瓶的保温同实施例1;
3、称量240g步骤1制备的粘结剂和1500g温度为70℃~75℃的颗粒硝酸铵依次倒 入经过保温的2L玻璃瓶中,混合均匀,使颗粒硝酸铵表面均匀涂布一层粘结剂;
4、称量80g硅酸钙粉末,倒入步骤3的玻璃瓶中,使之与涂布有粘结剂的颗粒硝 酸铵混合均匀;
5、称量160g磷酸二氢铵倒入步骤4的玻璃瓶中,对涂敷包裹后的颗粒硝酸铵进行 扑粉处理;
6、以13.2L压力为0.2MPa的氨气吹扫上述玻璃瓶内的物料,颗粒硝酸铵的抗爆改 性表面处理即告完成。
以上经过表面抗爆处理的颗粒硝酸铵,具有很好的流散性,颗粒强度基本没有下降, 含氮量在31%以上,满足作为肥料使用的要求。
按照WJ 9050-2006《农用硝酸铵抗爆性能测试的方法及其判定》的标准进行检测时, 所制备的准炸药样品吸湿结块性严重,达到抗爆要求。
在本实施例中,以其他含钙碱性物质替代硅酸钙作为固化剂,或者以其他磷酸盐类 物质替代磷酸二氢铵作为扑粉剂,同样具有上述效果。
实施例8
原料配比为:
含有五氧化二磷的颗粒硝酸铵:85%;粘结剂:尿素与硫酸的混合物,8%;固化剂: 碳酸钙,7%。
含有五氧化二磷的颗粒硝酸铵是一种塔式造粒的硝基
复合肥,在硝酸铵的熔融过程 中添加了磷酸二氢铵等含磷肥料,但其抗爆性仍未达到WJ 9050-2006《农用硝酸铵抗爆 性能测试的方法及其判定》标准的要求,抗爆改性表面处理包括以下步骤:
1、粘结剂的制备同实施例7;
2、颗粒硝酸铵和玻璃瓶的保温同实施例1;
3、称量160g步骤1制备的粘结剂和1700g温度为70℃~75℃的含磷颗粒硝酸铵依 次倒入经过保温的2L玻璃瓶中,混合均匀,使含磷颗粒硝酸铵表面均匀涂布一层粘结 剂;
4、称量140g碳酸钙粉末,倒入步骤3的玻璃瓶中,使之与涂布有粘结剂的颗粒硝 酸铵混合均匀,颗粒硝酸铵的抗爆改性表面处理即告完成。
以上经过表面抗爆处理的颗粒硝酸铵,具有很好的流散性,颗粒强度基本没有下降, 总养分含量在30%以上,能够满足作为肥料使用的要求。
以上经过处理的含硝酸铵颗粒肥料,按照WJ 9050-2006《农用硝酸铵抗爆性能测试 的方法及其判定》的标准进行检测时,所制备的准炸药样品吸湿结块性严重,达到抗爆 要求。
以含有氧化钾的颗粒硝酸铵肥料替代含有五氧化二磷的颗粒硝酸铵,同样具有上述 效果。
实施例9
原料配比为:
纯的颗粒硝酸铵:75%;粘结剂:尿素与硫酸的混合物,10%;固化剂:碳酸钾, 8.8%;扑粉剂:磷酸二氢铵,6.2%。
颗粒硝酸铵的抗爆改性表面处理包括以下步骤:
1、1000g颗粒硝酸铵的抗爆改性表面处理同实施例2;
2、1000g纯的硝酸铵颗粒肥料与步骤1经过抗爆改性表面处理的含硝酸铵颗粒肥料 混合后,抗爆改性表面处理即告完成。
以上经过抗爆处理的颗粒硝酸铵,具有很好的流散性,颗粒强度基本没有下降,含 氮量在30%以上,并含有一定量的氧化钾和五氧化二磷,能够满足作为肥料使用的要求。
以上含硝酸铵颗粒肥料,只是有部分颗粒经过表面抗爆处理,按照WJ 9050-2006 《农用硝酸铵抗爆性能测试的方法及其判定》的标准进行检测时,所制备的准炸药样品 吸湿结块性较严重,达到抗爆要求。