一種配製磷酸二氫銨並副產金銀花專用肥的方法
2023-08-03 19:02:46
一種配製磷酸二氫銨並副產金銀花專用肥的方法
【專利摘要】本發明涉及化工【技術領域】，公開了一種配製磷酸二氫銨並副產金銀花專用肥的方法，採用磷酸與碳醯胺反應生成中間體，再向該中間體中通入氨氣生產磷酸二氫銨，通過研究金銀花生長過程從土壤中吸收的各種營養元素的量，來分析金銀花生長所需的各種營養元素的比例，進而利用生產磷酸二氫銨的廢液配製出金銀花的專用肥。該生產方法使得原料得以充分利用，生產出的磷酸二氫銨品質較好，配製的金銀花專用肥成本較低。
【專利說明】-種配製磯酸二氨鎮並副產金銀花專用肥的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及化工【技術領域】，特別是涉及一種配製磯酸二氨饋並副產金銀花專用服 的方法。
【背景技術】
[0002] 磯酸二氨饋，又稱為磯酸一饋，是一種化學製劑，一種白色的晶體，加熱會分解成 偏磯酸饋。磯酸二氨饋可W用作服料和木材、紙張、織物的防火劑，也可用於製藥和反白動 物飼料添加劑。目前，製備磯酸二氨饋採用的磯酸一氨饋複分解法。它是將水、氯化鍾、碳酸 氨饋按比例投料，然後加入規定量的磯酸，充分攬拌後，調抑值，加熱濃縮後，經冷卻結晶、 離也分離、乾燥後即得產品，離也分離所得母液濃縮即為含氮、磯、鍾等多元素複合服。該工 藝沒有H廢排放，生產成本較中和法、結晶法、萃取法、離子交換法低。但產品質量不如中和 法、萃取法、離子交換法，只可做農用，因此，其產品的價值會大大低於其它方法。但是，結晶 法、中合法、萃取法W及離子交換法製備磯酸二氨鐘的過程中均有廢液排出，對環境造成汙 染。
[0003] W上技術的改進依然存在著較大問題和困難，其工藝條件控制不好，則會在反應 中生成其他其他產品，如磯酸二氨饋在加熱時會生成偏磯酸饋，導致磯酸二氨饋的收率較 低，同時，整個生產工藝中還會有大量的廢棄物質排放，難W解決汙染物的零排放問題；並 且，磯酸二氨饋產品在結晶析出的過程中也難W完全析出，而是始終處於飽和狀態的飽和 溶液，繼而使得磯酸二氨饋在溶液中含量較大，如果深度結晶析出，則獲得的磯酸二氨饋產 品的純度較差，影響磯酸二氨饋產品的質量。
[0004] 關於磯酸二氨饋的生產方法有很多，例如，專利申請號為201210194632. 7公開的 "生產工業磯酸二氨饋的方法"，其採用的技術方案是；第一步在溼法磯酸中加入一定量的 磯礦漿反應靜置一段時間進行初步脫硫，然後取上清液加入頓鹽和軸鹽脫氣後，通入氨氣 進行中和，再過濾即得到磯饋溶液，再將該磯饋溶液與萃取後的磯酸混合反應，濃縮結晶就 得到磯酸二氨饋。該方法生產出的磯酸二氨饋濃度較高，但是其生產工藝較為複雜，生產成 本較高，且有廢液排出，對環境造成汙染。
[0005] 金銀花，又名忍冬，是一種具有悠久歷史的常用中藥，始載於《名醫別錄》，列為上 品。"金銀花"一名始見於李時珍《本草綱目》，在"忍冬"項下提及，因近代文獻沿用已久，現 已公認為該藥材的正名，並收入《中國藥典》。此外，尚有"銀花"、"雙花"、"二花"、"二寶花"、 "雙寶花"等藥材名稱。其功效主要是清熱解毒，主治溫病發熱、熱毒血痴、痛痘療毒等。現 代研究證明，金銀花含有綠原酸、木犀草素巧等藥理活性成分，對溶血性鏈球菌、金黃葡萄 球菌等多種致病菌及上呼吸道感染致病病毒等有較強的抑制力，另外還可增強免疫力、抗 早孕、護肝、抗腫瘤、消炎、解熱、止血（凝血）、抑制腸道吸收膽固醇等，其臨床用途非常廣 泛，可與其它藥物配伍用於治療呼吸道感染、菌痴、急性泌尿系統感染、高血壓等40餘種病 症中國作為商品出售的金銀花原植物總數不下17種（包括亞種和變種），而W本種分布最 廣，銷售量也最大。金銀花葯用價值和保健用途廣泛，社會需求量大，藥材供不應求，目前我 國金銀花的年產量為800萬千克，而國外市場的需求量為2000萬千克，每年供需缺口 1200 多萬千克。現在不少地區正積極開展引種栽培，金銀花的產區日見擴大。
[0006] 種植金銀花所用的服料為農家服、尿素或者硫酸鍾複合服，據試驗分析，施服處理 對金銀花營養生長的促進作用大小順序為：尿素+磯酸二氨饋，硫酸鍾複合服，尿素，碳酸 氨饋，其中尿素+磯酸二氨饋、硫酸鍾複合服、尿素能夠顯著提高金銀花產量，結合營養生 長和生殖生長狀況W及施服成本，追服W追施尿素+磯酸二氨饋（150g+100g)或250g硫酸 鍾複合服為好。通過在網上檢索，涉及到金銀花種植方法的專利申請有很多，例如，發明專 利申請號200610050985. 4公開了 "灰租毛忍冬金銀花高效繁殖技術"，但沒有發現有關金 銀花專用服的專利文獻或者報導。
【發明內容】
[0007] 有鑑於此，本發明的目的是提供一種配製磯酸二氨饋並副產金銀花專用服的方 法，W解決現有的服料中營養元素搭配不符合金銀花對營養元素的需求，導致對金銀花所 施用的服料被金銀花吸收率較低，其中一些元素化合物殘留在±壤中，改變±壤的結構，汙 染環境。同時，解決在製備磯酸二氨饋產品的過程中，磯酸二氨饋結晶析出不完全會造成的 大量的磯酸二氨饋的浪費，磯酸二氨饋結晶過度又會給磯酸二氨饋產品帶入大量雜質，繼 而使得磯酸二氨饋產品的純度較低的技術問題。
[000引本發明通過W下技術方案解決上述技術問題：
[0009] 一種配製磯酸二氨饋並副產金銀花專用服的方法，包括W下步驟：
[0010] (1)製備中間體；先將磯酸加入到合成槽內，並將磯酸的溫度升高到100-150°C， 然後向合成槽中加入碳醜胺使其與磯酸進行合成反應，反應160-180min後，將溫度冷卻至 20-45C後結晶，再離也分離得中間體，所述磯酸與碳醜胺的摩爾比為（1. 1-1. 3) :1 ;
[0011] (2)製備磯酸二氨饋；將步驟（1)中獲得的中間體送入合成槽內，並向合成槽內 通入氨氣，氨氣與中間體的摩爾比為（1. 6-1. 9) : 1，控制反應時間為40-60min，反應溫度為 20-3(TC，並調節抑值為8. 5-9. 5,反應結束後，將獲得的料漿加入到冷卻結晶器中循環結 晶，同時檢測分析濾液，當濾液中氮與磯的質量的比為（16-18) :(4-6)時，停止結晶並過 濾，將得到的濾餅烘乾後得磯酸二氨饋產品；
[0012] (3)製備金銀花專用服；向步驟（2)中過濾磯酸二氨饋的濾液中加入鐘的化合物 調整氮含量為8-9%、磯含量為2-3%、鍾含量為12-13%，再向濾液中添加中、微量元素化 合物，最後將濾液送入烘乾器中，W升溫速度為5C /min將溫度升高至25-32C，將濾液烘 幹至水分含量為3-4%，即可製得金銀花專用服。
[0013] 所述中間體為磯酸脈。
[0014] 所述步驟（1)中，將磯酸與碳醜胺W摩爾比為1. 2 ;1加到合成槽中混合，控制反應 溫度為13(TC，反應170min後，將溫度冷卻至3(TC後再離也分離得中間體。
[0015] 所述步驟（2)中，中間體與氨氣反應時攬拌速度為2(K)r/min，反應時間為50min， 反應溶液的抑值為9。
[0016] 所述的中微量元素化合物為硫酸巧、硫酸鋒、硫酸鎮、測砂W及硫酸猛。
[0017] 所述中間體與氨氣的摩爾比為1 ;1. 7。
[0018] 所述步驟（3)中乾燥時採用升溫速度為5C /min升溫至28C，乾燥40min後，調 整水分含量為3.5%。
[0019] 所述金銀花專用服中氮含量為8. 5%、磯含量為2. 5%、氧化鍾含量為12. 5%。
[0020] 本發明的有益效果在於：
[0021] 1、傳統磯酸二氨饋製備工藝中，磯酸一饋複分解法雖然沒有H廢排放，生產成本 較中和法、結晶法、萃取法、離子交換法低。但產品質量不如中和法、萃取法、離子交換法，只 可做農用，因此，其產品的價值會大大低於其它方法。但是，結晶法、中合法、萃取法W及離 子交換法製備磯酸二氨鐘的過程中均有廢液排出，對環境造成汙染。本發明採用磯酸與碳 醜胺反應後，再用反應生成物與氨氣反應，再使磯酸二氨饋結晶析出，通過檢測濾液中氮、 磯成分的含量來控制結晶的程度，將濾液用來生產金銀花專用服。磯酸二氨饋結晶程度較 小，所W配製出的磯酸二氨饋純度較高。同時，將濾液回收用來製備金銀花專用服，使得金 銀花專用服的生產成本較低。
[0022] 2、本發明通過使配製磯酸二氨饋，進而調整反應液中氮、磯的含量符合金銀花生 長所需的比值，生產出的金銀花專用服能被金銀花更加充分的吸收，W最少的服料投入，產 出最多的金銀花，具有顯著的經濟價值。
[0023] 3、本發明配製磯酸二氨饋的過程中對濾液回收用來配製金銀花專用服，沒有尾液 排出汙染環境，具有顯著的環保價值。
[0024] 4、本發明的金銀花專用服為化合態復混服，通過對生產工藝中參數，即就是溫度、 原料濃度W及配比的控制，使得磯酸與尿素反應後，生成磯酸脈產品，磯酸脈產品本身具有 較強的酸性，而磯酸與尿素之間又是通過配位鍵的方式結合在一起形成的化合態復鹽，也 是傳統技術中作為作物用服，並且作物對該化合態復鹽的吸收率比對尿素、碳酸饋、硝酸饋 等一元、二元服料吸收率均較優的一種化合態專用服，然而，該種化合態復鹽在磯酸存在的 環境下，在80-25(TC的溫度下，會發生複雜的分解聚合反應，使得磯酸脈形成化P〇4r和 (H2NCONH3) +兩個離子，（H2NCONH3)+離子與磯酸接近，並在溫度為80-16(TC的環境下，形成 ]中間離子和憐酸二氨根，並在C與0之間形成配位鍵，該種中間離 L -〇/ \〇紐4 子能夠與對中元素化合物馨合形成多元素中間離子，進而能夠繼續與其他帶負電荷的化合 物或者離子形成馨合物，提高復鹽中元素含量，進而能夠調整該離子存在的復鹽中的養分 含量，同時，該馨合物又能夠進行水解而被作物，進而能夠有效的長期為作物提供服效。
【具體實施方式】
[0025] 為了方便本領域的技術人員理解，下面將結合實施例對本發明做進一步的描述。 實施例僅僅是對該發明的舉例說明，不是對本發明的限定，實施例中未作具體說明的步驟 均是已有技術，在此不做詳細描述。
[0026] 本發明通過對磯酸與碳醜胺反應的機理進行研究與探討，並結合現有技術文獻 了解到，磯酸與碳醜胺反應生成磯酸脈，其分子式為；CO(NHs)2. H3PO4,在較高溫度的環境 下，磯酸中的H和0之間的化學鍵會斷離，氨離子與尿素結合形成含有正電荷的離子態， 使得磯酸脈形成一種正負電荷相吸引的離子復鹽，其機理結構反應如下表達式：CO (N&) 2. H3PO4-化PO4)-.化NCONH3)+。
[0027] 磯酸脈離子復鹽在磯酸存在的環境下，其中的化NCONHs)+正離子與磯酸接近， 形成C 一 0配位鍵的中間離子，即為（COgPNsHs)+，進而使得磯酸脈中間體中含有大量的 化P〇4r和（COgPNsHs) +離子，在加入過量並且適量的鐘離子時，磯酸二氨根與鍾離子形成磯 酸二氨饋晶體被析出來，多餘鍾貿子與（COgPNaHg)+貿子反應，並置換出部分NH/,使得溶液 中含有（C0gPNH4K) +的復鹽離子，並通過檢測分析並控制溶液中N、P、K元素的含量，在加熱 乾燥即可製得含有N、P、K元素的化合態複合服。
[0028] 本發明涉及到的主要化學反應方程式為：
[002引 反應式一：
[0030] CO (NHa) 2+H3PO4 ^ CO (NH2) 2. H3PO4
[0031] 反應式二：
[0032]
【權利要求】
1. 一種配製磷酸二氫銨並副產金銀花專用肥的方法，其特徵在於：包括以下步驟： (1) 製備中間體：先將磷酸加入到合成槽內，並將磷酸的溫度升高到100-150°C，然 後向合成槽中加入碳醯胺使其與磷酸進行合成反應，反應160-180min後，將溫度冷卻至 20-45°C後結晶，再離心分離得中間體，所述磷酸與碳醯胺的摩爾比為（1. 1-1. 3) :1 ; (2) 製備磷酸二氫銨：將步驟（1)中獲得的中間體送入合成槽內，並向合成槽內通 入氨氣，氨氣與中間體的摩爾比為（1.6-1. 9): 1，控制反應時間為40-60min，反應溫度為 20-30°C，並調節pH值為8. 5-9. 5,反應結束後，將獲得的料漿加入到冷卻結晶器中循環結 晶，同時檢測分析濾液，當濾液中氮與磷的質量的比為（16-18) :(4-6)時，停止結晶並過 濾，將得到的濾餅烘乾後得磷酸二氫銨產品； (3) 製備金銀花專用肥：向步驟（2)中過濾磷酸二氫銨的濾液中加入鉀的化合物調整 氮含量為8-9%、磷含量為2-3%、鉀含量為12-13%，再向濾液中添加中、微量元素化合物， 最後將濾液送入烘乾器中，以升溫速度為5°C /min將溫度升高至25-32°C，將濾液烘乾至水 分含量為3-4%，即可製得金銀花專用肥。
2. 根據權利要求1所述的配製磷酸二氫銨並副產金銀花專用肥的方法，其特徵在於： 所述中間體為磷酸脲。
3. 根據權利要求1所述的配製磷酸二氫銨並副產金銀花專用肥的方法，其特徵在於： 所述步驟（1)中，將磷酸與碳醯胺以摩爾比為1. 2 :1加到合成槽中混合，控制反應溫度為 130°C，反應170min後，將溫度冷卻至30°C後再離心分離得中間體。
4. 根據權利要求1所述的配製磷酸二氫銨並副產金銀花專用肥的方法，其特徵在於： 所述步驟（2)中，中間體與氨氣反應時攪拌速度為200r/min，反應時間為50min，反應溶液 的pH值為9。
5. 根據權利要求1所述的配製磷酸二氫銨並副產金銀花專用肥的方法，其特徵在於： 所述的中微量元素化合物為硫酸鈣、硫酸鋅、硫酸鎂、硼砂以及硫酸錳。
6. 根據權利要求1所述的配製磷酸二氫銨並副產金銀花專用肥的方法，其特徵在於： 所述中間體與氨氣的摩爾比為I :1. 7。
7. 根據權利要求1所述的配製磷酸二氫銨並副產金銀花專用肥的方法，其特徵在於： 所述步驟（3)中乾燥時採用升溫速度為5°C/min升溫至28°C，乾燥40min後，調整水分含 量為3. 5%。
8. 根據權利要求1所述的配製磷酸二氫銨並副產金銀花專用肥的方法，其特徵在於： 所述金銀花專用肥中氮含量為8. 5%、磷含量為2. 5%、氧化鉀含量為12. 5%。
【文檔編號】C05G1/00GK104310338SQ201410478411
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月19日 優先權日:2014年9月19日
【發明者】陳肖虎, 廖吉星, 高貴龍, 石磊, 薛濤, 謝飛, 趙偉毅, 楊勇, 何敏, 金會心 申請人:貴州大學, 貴陽中化開磷化肥有限公司, 貴州科鑫化冶有限公司