本文關(guān)鍵詞：濕法磷酸制備氟化鉀及副產(chǎn)二氧化硅用于緩控肥料的研究

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【摘要】：在當今資源節(jié)約型時代,濕法磷酸產(chǎn)業(yè)資源化有著重要經(jīng)濟和社會意義。緩釋肥料具有緩釋性和高效性的特點,生產(chǎn)和使用價廉高效且保水易降解的環(huán)保緩釋復合肥料是目前化肥工業(yè)發(fā)展的趨勢之一,也是新世紀發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必然要求。本文主要研究目的是濕法磷酸脫氟制備氟化鉀及利用其副產(chǎn)二氧化硅包膜磷酸二銨顆粒制備緩釋復合肥。其研究內(nèi)容包括三個部分:首先是研究了氟化鉀制備工藝中不同因素對氟化鉀品質(zhì)的影響,并對氟化鉀產(chǎn)品的凈化機理進行了研究分析。其次是考察了不同因素對二氧化硅包膜薄膜的成膜性、吸水性和保水性的影響,得到最佳制備工藝路線。最后是以共混改性二氧化硅乳液形成內(nèi)層包膜,在內(nèi)層包膜的表面以石蠟形成外層包膜噴涂包裹磷酸二銨顆粒制備緩釋復合肥。采用靜水浸提法,肥料顆粒耐磨性能測試和顆�？箟簭姸葴y試,考察了不同包覆率和不同包膜情況下肥料的緩釋性、耐磨性和抗壓強度性,確立最優(yōu)的包覆率。并采用土柱淋洗法探討包膜肥料的養(yǎng)分釋放特性,建立其養(yǎng)分釋放動力學方程。主要得出了以下結(jié)論:(1)在脫氟制備氟化鉀凈化工藝中,當用氟硅酸調(diào)節(jié)粗氟化鉀溶液pH時,調(diào)節(jié)pH的終點值與相等質(zhì)量濃度純氟化鉀水溶液的pH值相同;且通過調(diào)節(jié)用水量,控制氟化鉀溶液質(zhì)量百分濃度達15%以上,在常溫下二次過濾凈化效果達到最佳。凈化除雜后,KF純度提高到99%左右,收率達92%左右,產(chǎn)品各項指標達到工業(yè)要求。同時,副產(chǎn)二氧化硅因伴隨植物營養(yǎng)元素鉀是一種優(yōu)良的復合肥無機包膜材料。(2)采用乳化和高速攪拌剪切技術(shù),以水溶液為主要溶劑,通過添加助劑對二氧化硅改性,研制了一種吸水保水功能型的無機有機復合包膜材料,其最佳原料配比和工藝條件為:二氧化硅粉末50~70份、PVA水溶液400份、HPMC或CMC3.5~4.5份、丙三醇7~9份、有機硅消泡劑0.04~0.06份;其中PVA水溶液的質(zhì)量濃度4%~5%,共混攪拌速度在900rpm~1100rpm,共混攪拌時間約40min,干燥溫度80℃-90℃,此時制備的包膜材料具備良好的成膜性,吸水性和保水性。(3)對磷酸二銨顆粒霧化噴涂改性二氧化硅乳液包膜制備的緩釋復合肥,通過掃描電鏡分析得出肥料顆粒包裹緊密,包膜良好;根據(jù)耐磨性測試、抗壓強度測試和緩釋性測試結(jié)果表明:隨著共混改性二氧化硅包膜磷酸二銨的包覆率的增大,肥料的耐磨性、抗壓強度和緩釋性能越好。當包覆率達到40%時肥料的初期養(yǎng)分釋放率小于15%,其28天的累積養(yǎng)分釋放率小于80%,即產(chǎn)品達到國家標準緩釋肥料GB/T 23348-2009的緩釋性能要求。(4)用土柱淋洗法評價包膜肥料中各養(yǎng)分釋放率與時間的關(guān)系時,隨著淋溶次數(shù)的增加,N、P養(yǎng)分釋放速率均是經(jīng)歷了慢-快-慢的一個過程,且N養(yǎng)分釋放比P養(yǎng)分釋放更快。通過對改性二氧化硅包膜磷酸二銨復合肥的養(yǎng)分釋放動力學進行了研究,發(fā)現(xiàn)其符合Sugihara模型一級動力學方程Q_t=Q_0[1-exp(-kt)],且其擬合相關(guān)性好。
【學位授予單位】：武漢工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ131.13;TQ449.1

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