一種利用鋅氨凈化液制備磷酸銨鋅的方法
【專利摘要】本發明公開了一種利用鋅氨凈化液制備磷酸銨鋅的方法，其特征在于添加氨氮化合物或蒸氨調節鋅氨凈化液中的氨鋅摩爾比為1.5-2.0:1，以堿液或酸液調節鋅氨凈化液的pH為7.0-7.5，加入磷源，使磷鋅摩爾比為1:1，以堿液或酸液調節鋅氨凈化液的pH為7.0-7.5，反應20-60分鐘后，分離、干燥沉淀物，得到磷酸銨鋅產品。本發明利用低成本的鋅氨凈化液制備磷酸銨鋅。
【專利說明】一種利用鋅氨凈化液制備磷酸銨鋅的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種利用鋅氨凈化液制備磷酸銨鋅的方法，屬于農業、肥料和無機化 工領域。
【背景技術】
[0002] 微量元素鋅參與人體的各種代謝，缺鋅引起的營養失衡問題是目前世界面臨的主 要營養健康問題之一。提高農產品中的鋅含量被認為是解決人類缺鋅問題的最經濟有效的 方法。農產品中的鋅主要來自土壤。然而，世界范圍內，一方面土壤缺鋅現象十分普遍，另 一方面土壤中的有效鋅含量非常低。調查顯示，中國缺鋅土壤占82. 6%。
[0003] 在農業生產中合理施用鋅肥，可有效提高農產品的含鋅量，從而提高食物中的鋅 含量，促進人體健康和防治缺鋅疾病。目前，使用較多的鋅肥是硫酸鋅和螯合鋅。但是，施 入土壤中的鋅移動性很差，容易被土壤固定成植物不易吸收利用的形態，過量施用易溶性 鋅肥還可能帶來鋅毒害問題。
[0004] 磷酸銨鋅是一種含氮、磷、鋅的緩釋肥料。與傳統鋅肥不同的是，磷酸銨鋅不溶于 水，所以很少被土壤固定，但緩慢溶解于植物根系分泌的有機酸，所以可以被植物有效利 用。總而言之，磷酸銨鋅中的鋅利用率極高，還可以避免傳統易溶鋅肥的潛在鋅毒害問題， 是一種理想的鋅肥。現階段鋅成本較高是限制磷酸銨鋅推廣應用的因素之一。
[0005] 專利CN103224416A公開了一種常溫下合成磷酸銨鋅的方法，是首先配置氨鋅比 為1.5-2.0:1的鋅氨絡合溶液，調節pH為7-7. 5,再加入含磷溶液，使磷鋅比為1:1，反應 20-60分鐘后過濾、烘干即可。該方法主要優點是發明了一種常溫合成磷酸銨鋅的方法，避 免了傳統方法的加熱步驟，缺點是鋅源為硫酸鋅、氯化鋅、硝酸鋅等高成本鋅源，導致磷酸 銨鋅的合成成本仍然較高。
[0006] 銨鹽法是回收鋅礦、廢鋅中的鋅的常用方法，鋅氨凈化液是銨鹽法的中間產物。氧 化鋅礦、鋼廠副產的鋅灰等中的鋅的形態主要是氧化鋅，它們能夠與碳酸銨等銨鹽反應，生 成鋅氨絡合溶物：
[0007] Zn0+iNH3+H20 = [Zn (NH山]2++20Γ
[0008] 同時，重金屬銅、鎘、銀等也會生成氨絡合物進入溶液，而鐵、鈣、鎂、鋁、鉛等元素 不會或很少溶解，即銨鹽浸出具有選擇性。凈化原理是采用氧化（比如過硫酸銨）除鐵，鋅 粉置換除銅、鎘等重金屬（用Μ表示）：
[0009] 2Fe2++S2082_ = 2Fe3++2S042_
[0010] Fe3++3〇r = Fe (OH) 3
[0011] M (NH3) n2++Zn = Zn (NH3) i2++M+ (n-i) NH3
[0012] 凈化后即得到鋅氨凈化液。煉鋅企業再通過加熱蒸氨結晶生成堿式碳酸鋅、煅燒 電解等過程從鋅氨凈化液中提取金屬鋅、納米氧化鋅等鋅產品。
[0013] 鋅氨凈化液含有極高濃度的氮、鋅，并且不含重金屬，用于合成磷酸銨鋅不需要蒸 氨、結晶、煅燒、電解等一系列后續流程，可以極大節省成本，因此其單位鋅成本遠低于硫酸 鋅、氯化鋅、硝酸鋅等傳統鋅源，同時可以有效利用鋅氨凈化液中的氮，是制備磷酸銨鋅的 優良原料之一。
【發明內容】
[0014] 本發明的目的在于克服上述方法的不足，提供一種利用低成本鋅源制備磷酸銨鋅 的方法。
[0015] 本發明需要解決的主要技術問題是通過以下方案實現的：
[0016] 一種利用鋅氨凈化液制備磷酸銨鋅的方法，其特征在于包含以下步驟：
[0017] 步驟一、添加氨氮化合物或蒸氨調節鋅氨凈化液中的氨鋅摩爾比為1. 5-2. 0:1，以 堿液或酸液調節鋅氨凈化液的pH為7. 0-7. 5 ;
[0018] 步驟二、向步驟一中加入磷源，使磷鋅摩爾比為1:1，以堿液或酸液調節鋅氨凈化 液的pH為7. 0-7. 5,反應20-60分鐘；
[0019] 步驟三、反應結束后固液分離、干燥沉淀物，得到磷酸銨鋅產品；清液用于制備鋅 氨凈化液。
[0020] 步驟一中，氨氮化合物是氨水、碳酸銨、碳酸氫銨、氯化銨、硫酸銨、硝酸銨、垃圾廠 氨氮滲濾液或化工企業排出的氨氮廢水。
[0021] 步驟一中，堿液是氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液或碳酸鈉溶液；酸液為鹽酸、硫酸、 硝酸或磷酸。
[0022] 步驟二中，磷源是磷酸、磷酸鈉、化工企業排出的含磷廢水、生活污水處理廠生化 過程得到的含磷溶液或養殖廠排出的含磷廢水。
[0023] 由于鋅氨凈化液含有極高濃度的氮、鋅，并且不含重金屬，用做鋅源合成磷酸銨鋅 不需要蒸氨、結晶、煅燒、電解等一系列后續流程，可以極大節省成本，因此鋅氨凈化液的單 位鋅成本遠低于硫酸鋅、氯化鋅、硝酸鋅等傳統鋅源，同時可以有效利用鋅氨凈化液中的 氮，是制備磷酸銨鋅的優良原料之一。本發明利用低成本鋅氨凈化液制備磷酸銨鋅。
【具體實施方式】
[0024] 下面，結合【具體實施方式】，對本發明做進一步描述：
[0025] 實施例1 :
[0026] 本實施例所述的利用鋅氨凈化液制備磷酸銨鋅的方法，按以下步驟進行：
[0027] (1)取某煉鋅企業的鋅氨凈化液 1L，其中 Zn2+ = 3. lmol/L，NH4+ = 5. 0mol/L，pH = 10. 5,添加氯化銨使其中NH4+ = 6. 2mol/L，添加鹽酸使pH = 7. 0 ;
[0028] (2)向步驟（1)中添加 P0/+ = 12. 9mol/L的肥料級磷酸0· 24L，同時用NaOH溶液 控制反應體系的pH = 7. 0左右，常溫反應20min ;
[0029] (3)反應結束后，固液分離，120°C烘干沉淀，得到磷酸銨鋅結晶。
[0030] 實施例2 :
[0031] 本實施例所述的利用鋅氨凈化液制備磷酸銨鋅的方法，按以下步驟進行：
[0032] (1)取某煉鋅企業的鋅氨凈化液 1L，其中 Zn2+ = 3. 0mol/L，NH4+ = 3. 5mol/L，pH = 11，添加碳酸氫銨使其中NH4+ = 4. 5mol/L，添加硫酸使pH = 7. 5 ;
[0033] (2)向步驟⑴中添加 P0/+ = 10. Omol/L的磷酸鈉0. 3L，同時用Κ0Η溶液控制反 應體系的pH = 7. 5左右，常溫反應40min ;
[0034] (3)反應結束后，固液分離，120°C烘干沉淀，得到磷酸銨鋅結晶。
[0035] 實施例3 :
[0036] 本實施例所述的利用鋅氨凈化液制備磷酸銨鋅的方法，按以下步驟進行：
[0037] (1)取某煉鋅企業的鋅氨凈化液 1L，其中 Zn2+ = 2. 5mol/L，NH4+ = 3. 2mol/L，pH = 10. 5,添加氨水使其中NH4+ = 4. Omol/L，添加硝酸使pH = 7· 2 ;
[0038] (2)向步驟（1)中添加 Ρ0/+ = 10. Omol/L的肥料級磷酸0· 25L，同時用Na2C03溶 液控制反應體系的pH = 7. 2左右，常溫反應60min ;
[0039] (3)反應結束后，固液分離，120°C烘干沉淀，得到磷酸銨鋅結晶。
【權利要求】
1. 一種利用鋅氨凈化液制備磷酸銨鋅的方法，其特征在于包含以下步驟： 步驟一、添加氨氮化合物或蒸氨調節鋅氨凈化液中的氨鋅摩爾比為1. 5-2. 0:1，以堿液 或酸液調節鋅氨凈化液的pH為7. 0-7. 5 ; 步驟二、向步驟一中加入磷源，使磷鋅摩爾比為1: 1，以堿液或酸液調節鋅氨凈化液的 pH 為 7. 0-7. 5,反應 20-60 分鐘； 步驟三、反應結束后固液分離、干燥沉淀物，得到磷酸銨鋅產品；清液用于制備鋅氨凈 化液。
2. 根據權利要求1所述一種利用鋅氨凈化液制備磷酸銨鋅的方法，其特征在于：步驟 一中，氨氮化合物是氨水、碳酸銨、碳酸氫銨、氯化銨、硫酸銨、硝酸銨、垃圾廠氨氮滲濾液或 化工企業排出的氨氮廢水。
3. 根據權利要求1所述一種利用鋅氨凈化液制備磷酸銨鋅的方法，其特征在于：步驟 一中，堿液是氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液或碳酸鈉溶液；酸液為鹽酸、硫酸、硝酸或磷酸。
4. 根據權利要求1所述一種利用鋅氨凈化液制備磷酸銨鋅的方法，其特征在于：步驟 二中，磷源是磷酸、磷酸鈉、化工企業排出的含磷廢水、生活污水處理廠生化過程得到的含 磷溶液或養殖廠排出的含磷廢水。
【文檔編號】C05B7/00GK104150969SQ201410335953
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月15日 優先權日:2014年7月15日
【發明者】潘春翔, 王仁宗, 劉裕, 王瑞 申請人:湖北富邦科技股份有限公司