CN101165011B - 一种用复合有机酸制造的有机钾肥及其生产方法 - Google Patents

Abstract

一种用复合有机酸制造的有机钾肥及其生产方法，其将氢氧化钾及生化黄腐酸液加入反应釜中，加入有机酸，进行中和反应。加入微量元素进行络合反应。加入助剂或/和大量元素。降温，装罐。本发明解决了背景技术中有机质及氧化钾含量相对较低，生产设备投资大，成本高的技术问题。本发明产品活性好、营养性高，有机酸功效叠加，使产品有机质含量高；生产工艺条件易于控制。

Description

一种用复合有机酸制造的有机钾肥及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种有机钾肥及其生产方法，尤其涉及一种用复合有机酸制造的液体有机钾肥及生产方法。

背景技术

有机液体肥，使用较广泛的主要有含黄腐酸的腐殖酸类液体肥、氨基酸类液体肥以及由海洋生物所提取活性有机物生产的有机液体肥。该类有机液体肥主要是腐殖酸、氨基酸或海藻酸等有机酸与微量元素、大量元素经络合或中和反应的产物。

由海洋生物提取的活性有机物，例如：由海藻中提取的海藻酸等，一般有效成份含量较低，且价格高。

作叶面肥或冲施肥的氨基酸类液体肥，其氨基酸主要采用发酵法或化学水解法制造。化学水解法制造的氨基酸，较发酵法制造的氨基酸含量高，但叶面肥中氨基酸含量一般为10％，但造价高，叶面肥中有机质含量低。

腐殖酸，是一种结构复杂的有机酸。以矿物为原料提取的腐殖酸主要由棕腐酸、黄腐酸、黑腐酸三部分组成，其中，黄腐酸分子量最小，活性最好。利用造纸黑液等工业废料生产的有机肥，实际是腐殖酸与微量元素、大量元素络合而成的液体复合肥，属于类腐植酸液体肥。

矿物黄腐酸，抗旱性、抗逆性及生根性虽略优于生化黄腐酸，但营养性、抗絮凝性、活化增效性较生化黄腐酸差。矿物黄腐酸的主要缺陷还在于其价格高，有机质含量低，一般低于10％。

效果较好的微量元素叶面肥，是用柠檬酸、乙二胺四乙酸等有机酸络合B、Zn、Fe、Mn等微量元素而成。其中的柠檬酸主要用作络合剂，对作物起主要营养作用的是被络合的微量元素。

现有的液体有机钾肥，大多是有机酸与氢氧化钾反应，或者加有微量元素或/和大量元素络合而成。其中的有机酸采用的均是单一有机酸，成本非常高。例如：一种新兴起的液体有机钾肥，采用乙酰丙酸与氢氧化钾反应生成乙酰丙酸钾，作为叶面有机钾肥的主要成份。产品中有机质含量为380g/L，氧化钾含量为220g/L，是目前国内有机质及氧化钾综合指标含量最高的有机钾肥产品，但其氧化钾的含量仍相对较低。而且，生产设备投资大，工艺较复杂，成本较高。

目前，生化黄腐酸液在叶面肥或冲施肥中已有应用，但在液体有机钾肥中尚未见应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用复合有机酸制造的液体有机钾肥及生产方法，其解决了背景技术中有机质及氧化钾含量相对较低，生产设备投资大，成本高的技术问题。

本发明的技术解决方案是：

一种用复合有机酸制造的有机钾肥，其特殊之处在于，该液体有机钾肥的原料按重量百分比计，含有：

有机酸                    22.4～47.4

生化黄腐酸                22.8～36.8

氢氧化钾                  16.9～28.2

微量元素                  4.9～9.6

大量元素                  0～16.2

助剂                      0～0.6；

所述的有机酸为水溶性有机酸，其选自乳酸、草酸、酒石酸、乙酰丙酸、苹果酸、氨基酸、葡萄糖酸或柠檬酸之一种；所述生化黄腐酸的浓度为25～50％；所述的助剂选自渗透剂或增效剂或渗透剂与增效剂的混合物；所述的渗透剂是能促进养分渗透入植物内的渗透剂，所述的增效剂是能促进植物吸收有效成分的增效剂。

上述液体有机钾肥的原料按重量百分比计，较适宜的组分含有：

有机酸                    28.1～39.5

生化黄腐酸                28.5～30.7

氢氧化钾                  21.2～23.5

微量元素                  6.2～8.0

大量元素                  0～13.5

助剂                      0.3～0.5。

上述有机酸以采用葡萄糖酸为佳，以采用柠檬酸为最佳。

上述生化黄腐酸以采用浓度为30～50％的生化黄腐酸液为佳。

上述生化黄腐酸以采用B型生化黄腐酸或由废糖浆渣制作的生化黄腐酸为最佳。

上述增效剂以采用尿素或葡萄糖等为宜。

一种生产上述液体有机钾肥的方法，其特殊之处在于，该方法包括以下步骤：

(1)中和反应：将氢氧化钾及生化黄腐酸液加入反应釜中，搅拌，反应釜中温度低于50℃。缓缓加入有机酸，反应温度为65～75℃；反应终点PH值为7～8。

(2)络合反应：加入微量元素进行络合反应；络合反应所需吸收的大量热来自中和反应释放的大量热。

(3)加入其它成分：当温度至65±5℃时，加入助剂或/和大量元素，搅拌，测PH值至6～8。反应时间一般为30～40分钟。溶解所需温度由中和反应余热提供。

(4)装罐：降温，装罐。

上述所述将氢氧化钾及生化黄腐酸加入反应釜中的步骤可以是：将生化黄腐酸液加入反应釜中；将固体氢氧化钾缓缓加入反应釜中，搅拌，使氢氧化钾溶解、混匀。

上述所述将氢氧化钾及生化黄腐酸加入反应釜中的步骤也可以是：将氢氧化钾溶液加入反应釜中；再将生化黄腐酸液加入反应釜中，搅拌混匀。

上述反应釜的温度以通过夹套冷却水控制为宜。

本发明具有以下优点：

1.本发明产品活性好、营养性高，有机酸功效叠加，使产品有机质含量高。

2.成本低。生产成本可减少50％以上。

(1)设备投资少。反应在一个反应釜中完成，设备可比常规生产减少70％以上。

(2)节约能源。生产过程中，中和反应会释放出大量热，络合微量元素和溶解大量元素需要吸收大量热。本发明充分利用中和反应热，为络合、溶解所用。

(3)原料成本低。生化黄腐酸与有机酸组成复合有机酸，较单一有机酸的成本大幅度降低。

(4)节省原料。由于生化黄腐酸具有渗透、分散性能，因此可省去反应助剂。

3.收率高，几乎达100％。

4.控制简便。生产工艺简单，为“一步反应”，工艺条件易于控制。通过控制中和反应释放热量的节奏，可使反应温度始终控制在65～75℃的最佳范围内。

具体实施方式

本发明的液体有机钾肥的原料按重量百分比计的组分为：

有机酸22.4～47.4，生化黄腐酸22.8～36.8，氢氧化钾16.9～28.2，微量元素4.9～9.6，大量元素0～16.2，助剂0～0.6。

本发明的液体有机钾肥的原料按重量百分比计较适宜的组分为：

有机酸28.1～39.5，生化黄腐酸28.5～30.7，氢氧化钾21.2～23.5，微量元素6.2～8.0，大量元素0～13.5，助剂0.3～0.5。

本发明的液体有机钾肥的原料按重量百分比计，具体组分实施例如下：

原料名称   例1    例2    例3   例4    例5   例6   例7   例8    例9   例10

有机酸     37.8   31.6   25.3  39.4   43.3  22.4  26.0  35.0   47.4  28.1

生化黄腐酸 29.3   24.5   28.7  28.5   22.8  36.8  30.7  29.2   26.3  34.4

氢氧化钾   23.5   21.7   23.8  16.9   19.2  22.1  21.2  24.8   18.2  28.2

微量元素   6.6    5.7    6.2   7.3    9.6   9.1   8.4   4.9    8.1   8.8

大量元素   2.3    16.2   15.4  7.9    4.8   9.2   13.5  5.7    0     0

助剂       0.5    0.3    0.6   0      0.3   0.4   0.2   0.4    0     0.5

本发明生产原理：

本发明将腐殖酸类中的生化黄腐酸与有机酸组成复合有机酸，复合有机酸与氢氧化钾进行中和反应，使柠檬酸钾活性大大提高。再与微量元素进行络合反应，生成液体有机钾肥。

本发明生产方法：

(1)加入氢氧化钾及生化黄腐酸：

(1.1)将生化黄腐酸液加入反应釜中，生化黄腐酸以采用浓度为30～50％的生化黄腐酸液为佳。再将固体氢氧化钾缓缓加入反应釜中，搅拌，使氢氧化钾充分溶解、混匀。或将氢氧化钾溶液加入反应釜中，再将生化黄腐酸液加入反应釜中，搅拌混匀。生化黄腐酸以采用B型生化黄腐酸或由废糖浆渣制作的生化黄腐酸为最佳。

(1.2)通过夹套冷却水使反应釜中温度低于50℃。

(2)中和反应：缓缓加入有机酸，反应温度为65～75℃。至中和反应终点PH值为7～8。根据产品需要，有机酸具体可选用自乳酸、草酸、酒石酸、乙酰丙酸、苹果酸、氨基酸、葡萄糖酸或柠檬酸等，但以采用葡萄糖酸综合指标较佳，采用柠檬酸综合指标最佳。

(3)络合反应：加入微量元素进行络合反应。本发明微量元素根据产品需要可选用B、Zn、Fe、Mn等。实际生产时一般采用含微量元素的物质，例如：硼酸、氧化锌等。

(4)加入其它成分：当温度至65±5℃时，加入助剂或大量元素，或加入二者的混合物。搅拌至全溶解。一般需要30～40分钟。溶解所需温度由中和反应余热提供。自然降温至常温，PH值至6～8。本发明助剂一般采用渗透剂、增效剂或渗透剂与增效剂的混合物。渗透剂是能促进养分渗透入植物内的渗透剂。增效剂是能促进植物吸收有效成分的增效剂，例如：尿素或葡萄糖等。大量元素即N、P、K，一般选自水溶性无氯大量元素物质，例如：硝酸钾或磷酸二氢钾等。渗透剂与增效剂的混合物的比例可据实际需要任意选取。

(5)装罐：用泵打入贮罐，化验、包装。

生产实施例1：将300kg 50％的氢氧化钾溶液加入反应釜中。将225kg柠檬酸加入氢氧化钾溶液进行中和反应，并加入0.5kg M-10的分散剂，在75℃温度下搅拌45分钟。至中和反应终点、PH值至7～8。温度至65～70℃时，加入30kg硼酸。在PH至10～11时加入氧化锌15kg，搅拌反应30分钟，进行络合反应。加入200kg 50％的生化黄腐酸，搅拌反应30分钟。加入4kg硝-萘合剂，搅拌15～20分钟。加入75kg的硝酸钾或磷酸二氢钾，搅拌降温至室温。测PH＝7～8，即得液体有机复合肥。装罐：泵入成品贮罐。

生产实施例2：将150kg 30％生化黄腐酸液加入反应釜中。搅拌下缓缓加入148kg工业氢氧化钾。通过加料速度及夹套冷却水温度，将反应釜中温度控制在50℃以下。缓缓加入200kg柠檬酸进行中合反应，温度控制在75℃，搅拌反应45分钟。温度达65～70℃时，加入40kg硼酸、80kg粉状尿素或葡萄糖，搅拌进行络合反应。自然降温至室温，加入3.2kg硝-萘合剂，搅拌30分钟后。测PH＝6～8，得液体高浓度有机硼钾肥。泵入成品贮罐。

生产实施例3：将300kg 50％的氢氧化钾溶液加入反应釜中。加入200kg葡萄糖酸，并加入1kg分散剂WA。反应温度控制在75℃，搅拌反应60分钟。控制反应温度在65～70℃，加入30kg硼酸，搅拌反应15分钟。PH至10～11时加入活性氧化锌15kg，在搅拌下自然降温，络合反应30分钟。加入200kg 50％生化黄腐酸，继续搅拌反应30分钟。加入75kg粉状尿素和4kg如硝-萘合剂，测PH＝7～8时，得液体有机高钾复合肥。泵入成品贮罐。

本发明组分性能分析：

1.复合有机酸：由生化黄腐酸与有机酸组成。活性好、营养性高，可使有机酸功效叠加，产品有机质含量高，较单一有机酸的成本大幅度降低。

(1)生化黄腐酸：是含有大量原生生物酸、黄腐酸、氨基酸、核酸、糖类、维生素等的黄腐酸化合物，具有营养性更高、分子量更小、活性更好、价格更低的特性。

(1.1)生化黄腐酸的作用：其一是营养剂，其二是活性剂。生化黄腐酸具有活化有机酸的作用。

(1.2)生化黄腐酸的优选：本发明以糖厂的废糖浆渣为原料，用发酵法制作出液体生化黄腐酸。浓度为30～50％的生化黄腐酸或B型黄腐酸，营养性、活化性、稳定性、肥料增效性、渗透性及改良土地的特性均是最好的，尤其是生物活性最好。生化黄腐酸浓度超过50％，价格大幅度升高，而且由于高温浓缩，活性会大大降低。

(2)有机酸：

(2.1)有机酸的作用：是主要营养成分。柠檬酸还具有络合微量元素的特性。

(2.1)有机酸的优选：本发明以活性较好的水溶性有机酸作为有机酸，可选用乳酸、柠檬酸、草酸、葡萄糖酸、苹果酸、酒石酸、乙酰丙酸及氨基酸等。其中，以采用乙酰丙酸、苹果酸为宜，以采用葡萄糖酸为佳，以采用柠檬酸为最佳。原因如下：

草酸：价格低，但抗絮凝性差，具有低毒，在配方中用量不宜多。

酒石酸、氨基酸：价格高，售价在1万元/吨以上。

乳酸：价格较高，单分子含C₃，易与氢氧化钾反应，但合成产品中有机质及氧化钾的浓度不高。

葡萄糖酸：中和性好、营养性好。

柠檬酸：防腐性好、酸性及中和性好，柠檬酸还具有非常好的络合性。柠檬酸在本发明中的作用：除了作为主要营养成分，还用于络合微量元素。

柠檬酸与葡萄糖酸相比：柠檬酸和葡萄糖酸均为C₆，活性高，价格相对较低，约5500元/吨。葡萄糖酸营养性更好，而柠檬酸与氢氧化钾反应生成有机酸钾的含量更高，络合微量元素的性能更优。

大量田间试验表明：本发明是一种品质优良、性价比极高的农用叶面肥料，特别适合生产有机绿色农产品，且适用于盐碱地治理、贫化土地的改良等领域。可广泛应用于粮、棉、油、果树、蔬菜、瓜类、薯类、烟草、茶叶、花卉和中草药等作物，以及各种苗木、林木的培育、城市绿化等。对促进植物生长发育，提高农产品产量和品质等方面有着显著的促进作用。

农技部门大田试验：油莱增产15％，苹果增产18％，小麦增产10.7％，大豆增产12.1％，棉花增产13.5％。有机质及氧化钾含量是目前有机钾肥中最高：有机质≥380g/L，氧化钾≥250g/L。有害元素含量最低：铅、镉、铬、砷含量低于现国家标准一倍。产品主要技术指标：

氧化钾     有机质     B         As          Cd          Pb          Cr

≥250g/L   ≥380g/L   ≥20g/L   ≤10mg/kg   ≤10mg/kg   ≤50mg/kg   ≤50mg/kg

Claims (10)

1.一种用复合有机酸制造的液体有机钾肥，其特征在于，该液体有机钾肥的原料按重量百分比计，含有：

有机酸                22.4～47.4

生化黄腐酸            22.8～36.8

氢氧化钾              16.9～28.2

微量元素              4.9～9.6

大量元素              0～16.2

助剂                  0～0.6；

所述的有机酸为水溶性有机酸，其选自乳酸、草酸、酒石酸、乙酰丙酸、苹果酸、氨基酸、葡萄糖酸或柠檬酸之一种；

所述生化黄腐酸的浓度为25～50％；

所述的助剂选自渗透剂或/和增效剂；所述的渗透剂是能促进养分渗透入植物内的渗透剂，所述的增效剂是能促进植物吸收有效成分的增效剂。

2.根据权利要求1所述的用复合有机酸制造的液体有机钾肥，其特征在于，所述的液体有机钾肥的原料按重量百分比计，含有：

有机酸                28.1～39.5

生化黄腐酸            28.5～30.7

氢氧化钾              21.2～23.5

微量元素              6.2～8.0

大量元素              0～13.5

助剂                  0.3～0.5。

3.根据权利要求1或2所述的用复合有机酸制造的液体有机钾肥，其特征在于：所述的有机酸为葡萄糖酸或柠檬酸。

4.根据权利要求3所述的用复合有机酸制造的液体有机钾肥，其特征在于：所述生化黄腐酸的浓度为30～50％。

5.根据权利要求4所述的用复合有机酸制造的液体有机钾肥，其特征在于：所述的生化黄腐酸是B型生化黄腐酸或以废糖浆为原料制作的生化黄腐酸。

6.根据权利要求5所述的用复合有机酸制造的液体有机钾肥，其特征在于：所述的增效剂为尿素或葡萄糖。

7.一种生产权利要求1所述液体有机钾肥的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)中和反应：将氢氧化钾及生化黄腐酸加入反应釜中，搅拌，反应釜中温度低于50℃；缓缓加入有机酸，反应温度为65～75℃，中和反应终点PH值至7～8；

(2)络合反应：加入微量元素进行络合反应；

(3)加入其它成分：当温度至65±5℃时，加入助剂或/和大量元素，搅拌，测PH值至6～8；

(4)装罐：降温，装罐。

8.根据权利要求7所述的用复合有机酸制造液体有机钾肥的生产方法，其特征在于，所述将氢氧化钾及生化黄腐酸加入反应釜中的步骤是：将生化黄腐酸液加入反应釜中；再将固体氢氧化钾缓缓加入反应釜中，搅拌，至氢氧化钾溶解。

9.根据权利要求7所述的用复合有机酸制造液体有机钾肥的生产方法，其特征在于，所述将氢氧化钾及生化黄腐酸加入反应釜中的步骤是：将氢氧化钾溶液加入反应釜中；再将生化黄腐酸液加入反应釜中，搅拌混匀。

10.根据权利要求7-9之一所述的用复合有机酸制造液体有机钾肥的生产方法，其特征在于：所述反应釜的温度通过夹套冷却水控制。