CN103708964B - 一种速溶螯合固体水溶肥 - Google Patents
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Abstract
一种速溶螯合固体水溶肥，本发明属于农作物肥料领域，具体涉及一种能使溶液升温的螯合水溶肥。该水溶肥各组分配比为尿素25%~40%,磷酸二氢钾10%~20%,重过磷酸钙10%~25%,硫酸钾10%~25%,氯化镁2%~6%，硫酸锌0.5%~3%,硫酸锰0.5%~3%，钼酸钠0.5%~4%，硫酸亚铁0.5%~2%，螯合剂2%~8%，升温剂4%~10%。该水溶肥的制备方法是先将重过磷酸钙进行氨化预处理待用，再用螯合剂螯合微量元素，得到螯合混合物，再将处理后的重过磷酸钙和螯合混合物，大量元素，升温剂充分混合，粉碎，包装即可得一种速溶螯合固体水溶肥。该水溶肥含有大微量元素，营养全面，且升温剂使溶解温度升高，增大各组分的溶解度，加快了溶解速度，减少了水的用量。螯合剂螯合微量元素，促进了植物对大量元素和微量元素的吸收和利用，适合各种作物。
Description
技术领域
本发明属于农作物的肥料领域，更确切的说是涉及一种省水型螯合速溶螯合性固体水溶肥。
背景技术
水溶肥是一种可溶于水的多元复合肥料，是近年来兴起的一种新型肥料，它能迅速的溶解于水中，更容易被农作物吸收，而且吸收利用率相对较高，实现水肥一体化，达到省水省肥省工的效果。我国是一个农业大国，人口众多，水资源严重缺乏，人均占有量相当于世界人均占有量的1/4，用于农业生产的份额也在不断下降，已形成一个非常严峻的问题，在农业方面，节水型肥料的大力发展亟不可待。
目前，我国化肥产业主要是以氮、磷、钾为原料生产多元复合肥料，因为这是农作物所需的大量元素，但是农作物的生长不仅仅需求氮、磷、钾三元素，同时还需求钙、镁、硫、铁、锌、锰、铜、硼、钼和氯等不可缺少的营养元素，它们与氮、磷、钾三元素具有同等重要性和不可替代性，如果土壤中一旦缺失会严重影响农作物的产量和品质。微量元素可提高农作物产量，微量元素中有阴离子和阳离子，阴阳离子间存在的相互拮抗作用，以及土壤pH值和其他杂质离子的干扰，严重阻碍了作物对微量元素的吸收，因此需要合适的螯合剂，将微量元素螯合起来，使之最大限度被作物吸收和利用。
中国发明专利公开号CN 102010267 A公开了一种硝基复合肥的制备方法。该方法中通过螯合剂与各微量元素充分混合，造粒烘干而成，其中所用螯合剂为二乙烯三胺五乙酸、乙二胺四乙酸、羟乙基乙二胺三乙酸或乙二胺邻羟苯乙酸，均属于氨羧型化合物。
中国发明专利公开号CN 102531776 A公布了一种复合微生物肥料及其制备方法。该方法中将有机肥、无机肥和中微量元素与螯合剂、微生物菌剂混合均匀后晾干而得。该方法所用螯合剂为氨基酸、黄腐酸、糖蜜中的一种或几种。所用螯合剂也属于氨羧型化合物。
中国发明专利公开号CN 102649657 A公布了一种大量元素全水溶肥生产方法。该方法用螯合剂处理粗磷酸，使粗磷酸形成水溶性磷肥，再与水溶性氮肥、钾肥混合，造粒，烘干，冷却得到。该生产方法中的螯合剂为以下组分按一定比例混合配制而成：水、乙二胺四甲叉膦酸盐、二乙烯三胺五甲叉膦酸盐、8- 羟基喹啉、乙二胺二邻苯基乙酸钠、聚炳烯酸钠。
根据上述，我国大部分的螯合性水溶肥都加入了不同的螯合剂对微量元素进行螯合，且这些螯合剂大部分为氨羧型化合物。螯合剂螯合微量元素，增大了作物对微量元素的吸收率。上述的我国大部分螯合水溶肥，溶解水溶肥的需水量依然未变，水溶肥的水解程度也没有增大，没有真正达到水肥一体化，省水的效果。
发明内容
本发明为了克服上述技术的不足和缺陷，提供了一种速溶螯合固体水溶肥。该速溶螯合固体水溶肥不仅通过添加螯合剂螯合微量元素，而且还添加了遇水放热的升温剂，提高了溶液的温度，进而增加了固体肥料的溶解度，达到省水的效果。因为元素是以离子的形式被作物吸收和利用，而固体肥料在水中溶解并水解成离子，但并不是完全水解的，受盐的浓度，溶液温度和pH值的影响。加入了升温剂，溶液温度升高，固体肥料水解程度增大，固体肥料分子就更容易且更多的水解成离子形式，就能更快的被作物吸收，提高肥料的利用率和吸收率。且本发明速溶螯合固体水溶肥色泽和粒度均匀，流程简短，成本低，营养全面，且肥料为固体，方便储存和运输。
本发明进一步提供了一种速溶螯合固体水溶肥的制备方法。该方法中通过对重过磷酸钙的预处理，螯合剂对微量元素螯合，两者再与氮源、钾源、升温剂混合，干燥，粉碎，包装即可得一种速溶螯合固体水溶肥。
本发明一种速溶螯合固体水溶肥，其特征是各组分按重量百分比配比为：尿素25%~40%,磷酸二氢钾10%~20%,重过磷酸钙10%~25%,硫酸钾10%~25%,氯化镁2%~6%，硫酸锌0.5%~3%,硫酸锰0.5%~3%，钼酸钠0.5%~4%，硫酸亚铁0.5%~2%，螯合剂2%~8%，升温剂4%~10%。
上述所述的螯合剂为以下四种混合物：AMPS-聚丙烯酰胺共聚物，AMPS-壳聚糖聚合物，聚环氧琥珀酸盐，氨基酸粉，且比例为：氨基酸粉:AMPS-壳聚糖聚合物:AMPS-聚丙烯酰胺共聚物:聚环氧琥珀酸盐=10:2:2:1。其中所述的AMPS为2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸。加入的螯合剂不仅能溶于水，且还能与微量元素离子形成具有环状结构的配合物，螯合剂中各组分分子存在共轭双键，使螯合结构更稳定，高分子聚合物与微量元素离子形成的螯合环数越多，螯合结构越稳定，因此能使微量元素离子能更好的被作物吸收，提高微量元素的利用率。
上述所述的升温剂组成为以下化合物的一种或几种组合：氯化钙、无水氯化镁、金属氧化物，金属氯化物，硅酸铝盐，有机酸盐，石灰石粉，骨粉。升温剂遇水能放出大量的热，升高了溶液的温度。本发明水溶肥中各化合物的溶解度随温度的升高而增大，从而溶解同等质量的化合物的所需的需水量就相对减少，达到了节水的效果。本发明当中加入的升温剂为氯化钙，氧化钙和醋酸钠，且加入的氯化钙，氧化钙和醋酸钠的比例为：氯化钙：氧化钙：醋酸钠=6:2:2。氯化钙和醋酸钠溶解在水中能放出热量，氧化钙能与水发生反应，同时释放出大量的热，可使温度升高至30℃以上。温度升高，固体水溶肥的溶解度增大，溶解所需的需水量就减少，从而达到节水的效果再者。且水溶肥中各化合物水解程度也增大了，能使作物更快的吸收和利用各元素。再者所加入的升温剂同样能溶于水中，不会产生其他杂质。
本发明一种速溶螯合固体水溶肥，其特征是，其制备方法包括以下步骤：
1）物料预处理：将重量百分比10%~25%的重过磷酸钙进行预干燥，再加入一定比例的碳酸氢铵中和游离态的磷酸，得到中和后的重过磷酸钙，粉碎，使其粒径为80~200目，待用；
2）螯合反应：将微量元素氯化镁2%~6%，硫酸锌0.5%~3%,硫酸锰0.5%~3%，钼酸钠0.5%~4%，硫酸亚铁0.5%~2%加入螯合釜中，加入螯合剂，设定温度55℃~70℃，搅拌转速20r/min~30r/min，搅拌时间30min~50min，得到螯合混合物；
3）混合：将中和后的重过磷酸钙，尿素25%~40%,磷酸二氢钾10%~20%，硫酸钾10%~25%，螯合混合物，升温剂4%~10%加入到反应釜中充分混合，干燥，粉碎，即可得一种速溶螯合固体水溶肥。
上述一种速溶螯合固体水溶肥制备方法步骤1）中，加入的碳酸氢铵的量为重过磷酸钙重量的1/10。重过磷酸钙和尿素混合，生成4CO(NH2)2·Ca(H2PO4)2复盐，同时释放出结晶水，致使混合物料变成糊，增加粉碎的困难。因此加入碳酸氢铵预处理，中和其中的游离态磷酸，改变其物理和化学性质，但产品中水溶性P2O5含量不会减少。碳酸氢铵的加入量应控制，如加入过量会产生不溶于水的磷酸钙盐。
本发明的有益效果：
1、本发明先对重过磷酸钙进行预干燥和氨化处理，中和重过磷酸钙当中的游离态磷酸，使其与尿素混合时不会变成糊状，同时也避免了有效成分的降低。
2、本发明为固体，方便储存和运输，且该速溶螯合固体水溶肥溶解性好，由于添加了升温剂，溶解速度快，比常规水溶肥溶解时间缩短了20%~30%，吸收率能达90%以上，利用率提高了10%，无杂质，适合各种灌溉设施。
3、本发明氮磷钾含量均匀，弥补了氮多磷少钾缺的现状，且氨基酸粉的加入，可与微量元素进行螯合，提高了作物对微量元素的吸收率和利用率，适用于各种作物。
4、本发明不易结块，保证了肥效，改善土壤结构，作物增收显著，省肥省水，达到了水肥一体化，生产工艺流程简单，生产过程中无污染产生，能耗低，适合于大规模生产。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图
本发明一种速溶螯合固体水溶肥的突出特点在于：
1、螯合剂采用水溶性高分子聚合物，其中添加了氨基酸粉，氨基酸粉的加入，其一能螯合微量元素，其二能提高作物的生物活性，其三能改善土壤结构，使各微量元素能更好被作物吸收和利用，且高分子螯合剂，能形成更多的五元和六元环，能使螯合结构更加稳定，提高了微量元素的吸收率和利用率。
2、本发明当中加入的升温剂为氯化钙，氧化钙和醋酸钠，且加入的氯化钙与氧化钙的比例为：氯化钙：氧化钙：醋酸钠=6:2:2。氯化钙和醋酸钙溶解在水中能放出大量的热，5g氯化钙能使1L水的温度上升1℃；氧化钙能与水发生反应，同时释放出大量的热，1g氧化钙能使1L水的温度上升1.4℃。加入的升温剂的量为4%~10%，能使温度上升至30℃以上，温度升高，固体水溶肥的溶解度增大，溶解所需的需水量就减少，从而达到节水的效果。
3、本发明制备的整个流程工艺简短，工艺条件易控，无污染排放，原料易得，能耗低，适合工业生产。该大量元素固体水溶肥能适用于各种植物，喷灌、滴灌、喷施、淋施皆可。
具体实施案例
实施案例1. 一种速溶螯合固体水溶肥，其组分及配比如下，均为重量百分比：
尿素25%,磷酸二氢钾15%,重过磷酸钙20%,硫酸钾20%,氯化镁2%，硫酸锌1%,硫酸锰1%，钼酸钠1%，硫酸亚铁1%，螯合剂2%，升温剂10%。其中螯合剂组成及配比为：氨基酸粉:AMPS-壳聚糖聚合物:AMPS-聚丙烯酰胺共聚物:聚环氧琥珀酸盐=10:2:2:1。升温剂组成及配比为：氯化钙：氧化钙：醋酸钠=6:2:2。
制备方法如下：
1）物料预处理：将重量百分比的重过磷酸钙进行预干燥，再加入一定比例的碳酸氢铵中和游离态的磷酸，得到中和后的重过磷酸钙，粉碎，使其粒径为80~200目，待用；
2）螯合反应：将微量元素氯化镁2%，硫酸锌1%,硫酸锰1%，钼酸钠1%，硫酸亚铁1%加入螯合釜中，加入螯合剂2%，设定温度55℃~70℃，搅拌转速20r/min~30r/min，搅拌时间30min~50min，得到螯合混合物；
3）混合：将中和后的重过磷酸钙，尿素25%,磷酸二氢钾15%，硫酸钾20%，螯合混合物，升温剂10%加入到反应釜中充分混合，干燥，粉碎，即可得一种速溶螯合水溶肥。
实施案例2. 如实施案例1所述，其不同的是各原料组分如下，均为重量百分比：
尿素30%,磷酸二氢钾10%,重过磷酸钙20%,硫酸钾20%,氯化镁2%，硫酸锌1%,硫酸锰1%，钼酸钠1%，硫酸亚铁1%，螯合剂4%，升温剂8%。其中螯合剂组成及配比为：氨基酸粉:AMPS-壳聚糖聚合物:AMPS-聚丙烯酰胺共聚物:聚环氧琥珀酸盐=10:2:2:1。升温剂组成及配比为：氯化钙：氧化钙：醋酸钠=6:2:2。
实施案例3. 如实施案例1所述，其不同的是各原料组分如下，均为重量百分比：
尿素35%,磷酸二氢钾15%,重过磷酸钙15%,硫酸钾15%,氯化镁2%，硫酸锌1%,硫酸锰1%，钼酸钠1%，硫酸亚铁1%，螯合剂6%，升温剂6%。其中螯合剂组成及配比为：氨基酸粉:AMPS-壳聚糖聚合物:AMPS-聚丙烯酰胺共聚物:聚环氧琥珀酸盐=10:2:2:1。升温剂组成及配比为：氯化钙：氧化钙：醋酸钠=6:2:2。
实施案例4. 如实施案例1所述，其不同的是各原料组分如下，均为重量百分比：
尿素40%,磷酸二氢钾15%,重过磷酸钙15%,硫酸钾10%,氯化镁2%，硫酸锌1%,硫酸锰1%，钼酸钠1%，硫酸亚铁1%，螯合剂8%，升温剂4%。其中螯合剂组成及配比为：氨基酸粉:AMPS-壳聚糖聚合物:AMPS-聚丙烯酰胺共聚物:聚环氧琥珀酸盐=10:2:2:1。升温剂组成及配比为：氯化钙：氧化钙：醋酸钠=6:2:2。
实施案例5. 如实施案例1所述，其不同的是各原料组分如下，均为重量百分比：
尿素40%,磷酸二氢钾10%,重过磷酸钙15%,硫酸钾15%,氯化镁2%，硫酸锌1%,硫酸锰1%，钼酸钠1%，硫酸亚铁1%，螯合剂5%，升温剂7%。其中螯合剂组成及配比为：氨基酸粉:AMPS-壳聚糖聚合物:AMPS-聚丙烯酰胺共聚物:聚环氧琥珀酸盐=10:2:2:1。升温剂组成及配比为：氯化钙：氧化钙：醋酸钠=6:2:2。
以上五个实例中，固体水溶肥达到的技术指标如下：
1）.微量元素含量≥2%；
2）.大量元素含量≥40%；
3）.水不溶物≤3%；
4）.水分含量≤2%。
Claims (3)
1.一种速溶螯合固体水溶肥，其特征在于：含有升温剂的速溶螯合固体水溶肥，由以下组分组成，均为重量百分比：尿素25%~40%，磷酸二氢钾10%~20%，重过磷酸钙10%~25%，硫酸钾10%~25%，氯化镁2%~6%，硫酸锌0.5%~3%，硫酸锰0.5%~3%，钼酸钠0.5%~4%，硫酸亚铁0.5%~2%，螯合剂2%~8%，升温剂4%~10%，其中所述的螯合剂为以下四种混合物：AMPS- 聚丙烯酰胺共聚物、AMPS- 壳聚糖聚合物、聚环氧琥珀酸盐、氨基酸粉，四种物质的组成比例为：氨基酸粉：AMPS-壳聚糖聚合物：AMPS-聚丙烯酰胺共聚物：聚环氧琥珀酸盐=10:2:2:1；其中所述的升温剂是氯化钙、氧化钙、醋酸钠以重量比例6:2:2组成。
2.权利要求1 所述的一种速溶螯合固体水溶肥，其特征在于：制备方法包括以下步骤：
螯合反应：将微量元素氯化镁2%~6%，硫酸锌0.5%~3%, 硫酸锰0.5%~3%，钼酸钠
0.5%~4%，硫酸亚铁0.5%~2% 加入螯合釜中，加入螯合剂，设定温度55℃ ~70℃，搅拌转速20r/min~30r/min，搅拌时间30min~50min，得到螯合混合物；
混合：将中和后的重过磷酸钙10-25%，尿素25%~40%, 磷酸二氢钾10%~20%，硫酸钾10%~25%，螯合混合物，升温剂4%~10% 加入到反应釜中充分混合，干燥，粉碎，即可得一种速溶螯合固体水溶肥。
3.根据权利要求2所述的一种速溶螯合固体水溶肥，其特征在于：所述的中和后的重过磷酸钙是通过碳酸氢铵中和的重过磷酸钙。
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