CN102260107A - 一种氨基酸有机中微肥的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氨基酸有机中微肥的生产方法，该方法生产的产品是能被植物直接吸收的氨基酸螯合中微量元素，该工艺从多种废料中提取氨基酸和中微量元素通过一步制备法螯合生产，使用的原料有：复合氨基酸，中微量元素(氯化钙、硫酸镁、硼砂、硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸锌、钼酸铵)，10％氢氧化钠水溶液，木质素，控释剂。本发明与现有技术相比具有以下优点：工业化利用多种废料，变废为宝，保护生态环境；生产氨基酸有机中微肥成本低，社会效益好；生产工艺简单，无需增添重要设备，操作方便，易于推广。

Description

一种氨基酸有机中微肥的生产方法

一、技术领域

本发明属于化学肥料领域，具体涉及一种利用氨基酸螯合微量元素工业化生产氨基酸有机中微肥的方法。

二、背景技术

植物在生长的过程中，除了需要大量的氮、磷、钾外，还需要一定量的微量元素，如果缺乏这些微量元素，植物则不能正常生长，解决该问题的办法就是施用中微肥。在正常施用氮、磷、钾的情况下，增施含一种或几种中微量元素的肥料，对平衡农作物所需的元素、防治因缺素造成的生理性病害起到一定的作用。我国使用的中微量元素多以二价的金属离子存在，一旦进入肥料和施入土壤，由于肥料和土壤中存在大量的负二价的碳酸根和负三价的磷酸根，极易与之反应生成不溶于水的碳酸盐和磷酸盐，大部分将失去活性，能被植物吸收的很少，利用率受到一定限制，所以即使平衡施肥，也不等于被农作物平衡吸收，这就是为什么已经在土壤中平衡施肥，但农作物有时仍出现缺素症状的原因。为了解决这一矛盾，以往利用EDTA(乙二胺四乙酸)、柠檬酸、黄腐酸、酒石酸等作为螯合剂，将微量元素生成螯合物，有效地提高了微量元素的稳定性，避免其生成不溶于水的碳酸盐和磷酸盐，提高了肥料的利用率，施肥效果大大提高，但上述螯合剂价格高昂，生产出的中微肥价格高达20000元-30000元/吨以上，在农民对全元素平衡肥料缺乏认识且肥料成本略低于或接近产出物的情况下，接受并使用这一高价肥料难度很大。而利用氨基酸作为中微量元素螯合物，较好地解决了这一矛盾，生产成本是EDTA中微量元素螯合物的10％-30％，即便在复合肥料中加入1％-3％的中微量元素螯合物，成本仅提高20-60元/吨，而此种复合肥料的中微量元素的利用率可提高10％-20％，与单纯的氮、磷、钾三元复混肥料比较，增产10％-25％，在个别中微量元素严重缺乏的地区可达30％以上，效果非常明显。由于氨基酸本身在无需光合作用情况下可被植物直接吸收，刺激植物生长，作为螯合物使用时，又可保护金属离子不与其他物质发生副反应，在保护金属离子达到植物所需部位后本身也被农作物吸收利用，所以氨基酸与中微量元素的螯合物是一种性能优良、价格低廉、螯合常数适中的中微肥，可有效解决平衡配肥与农作物平衡吸收的矛盾。本发明产品使用氨基酸作为螯合剂，与钙、镁、铁、铜、锰、锌、钼等微量元素均生成极易被农作物吸收的稳定的螯合物，从而提高中微量元素的利用率。为了进一步的降低成本，本发明产品使用的原料尽量选用废品，螯合剂选用从氨基酸废液(包括胱氨酸、亮氨酸、精氨酸、色氨酸等生产废液)中提取的复合氨基酸，稳定剂选用从造纸废液中提取的木质素，中微量元素从炼铁厂的水淬渣、除尘灰，发电厂的粉煤灰，钢铁厂、钛白粉厂、味精厂的废料和废液中提取，实在提取不到的再购入成品，以此来达到以废治废、变废为宝的目的。由于本发明产品大量利用废弃资源，原料成本低，有效成分高，使用后肥效显著、质量好、无污染，为生产高品质的绿色食品提供了价廉、物美、高效的氨基酸有机中微肥。生产氨基酸有机中微肥有两种方法：第一种是一步制备法，即调节最佳反应条件(如温度、反应时间、溶液pH值、反应压力等)，在一定含量的复合氨基酸液体中，一次性加入多种微量元素化合物进行螯合反应，其优点是工艺简单，生成的氨基酸有机中微肥适合于不同作物；缺点是因螯合反应复杂，各种微量元素的螯合反应不易控制。第二种是分步制备法，即根据氨基酸液体和不同微量元素化合物调节不同的最佳反应条件(如温度、反应时间、溶液pH值、反应压力等)进行螯合反应，生成单一螯合物中微肥，然后根据不同的作物对微量元素的需要进行复配，制成氨基酸有机中微肥。该方法的优点是螯合反应易控制，产品具有针对性和普遍性；缺点：工艺较复杂。本发明给出的是一步制备法生产氨基酸有机中微肥。

三、发明内容

本发明主要解决的问题是提供一种用复合氨基酸液体作为螯合剂工业化生产氨基酸有机中微肥的方法。本发明将生产氨基酸废液和炼铁厂的水淬渣、除尘灰，发电厂的粉煤灰，钢铁厂、钛白粉厂、味精厂的废料和废液的综合利用与氨基酸有机中微肥的生产结合起来，从而达到以废治废、变废为宝的目的，采用该方法生产的氨基酸有机中微肥，实现了废液、废气零排放，减少环境污染，变废为宝，利国利民。生产该中微肥使用的原料有：生产胱氨酸、亮氨酸、精氨酸、色氨酸等排出的废液提取的复合氨基酸、炼铁厂的水淬渣、除尘灰，发电厂的粉煤灰，钢铁厂、钛白粉厂、味精厂的废料和废液通过一定工艺制得的微量元素(氯化钙、硫酸镁、硼砂、硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸锌、钼酸铵，这些元素如通过上述废料不能制得，则需另行添加)，从造纸废液中提取的稳定剂木质素，控释剂。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

一种利用复合氨基酸工业化生产氨基酸中微肥的方法，其特征是由以下步骤构成：

(1)将胱氨酸、亮氨酸、精氨酸、色氨酸等生产废液送入过滤器滤去杂质，然后送入浓缩罐浓缩，大约浓缩至进罐时液体体积的二分之一，将浓缩液注入离心分离机进行分离，分离的目的是除盐，顺便析出粉状复合氨基酸，剩余的液体称除盐清液，把析出粉状复合氨基酸再加入除盐清液，混合均匀，然后加入含量为2％稀氨水洗涤，洗涤后送入脱色反应釜脱色，脱色后得到复合氨基酸液体。

(2)通过一定的工艺提取炼铁厂的水淬渣、除尘灰，发电厂的粉煤灰，钢铁厂、钛白粉厂、味精厂的废料和废液中的中微量元素，其微量元素的比例为氯化钙∶硫酸镁∶硼砂∶硫酸锌∶硫酸铜∶硫酸亚铁∶硫酸锰∶钼酸铵＝15-25∶15-25∶5-15∶5-15∶5-15∶5-15∶5-15∶5-15，如不符上述比例，需再买入成品配齐，从造纸废液提取稳定剂木质素。(上述的提取工艺将申请另一发明专利)

(3)将中微量元素进行固相粉碎处理，按复合氨基酸液体和中微量元素的重量比为2-3∶1的比例先将复合氨基酸液体送入化学反应釜(因此时复合氨基酸液体的固含量约为10-40％，调整用量要确保螯合物中复合氨基酸含量在20-30％)，把釜内液体温度提高到75-85℃(一般用微波加热法)，开动搅拌器，将粉碎后的中微量元素加入化学反应釜，螯合反应开始，此时要时刻监控pH值，用氢氧化钠水溶液控制pH值在5-7之间，时间6-8小时，螯合处理6小时时，检测其铁、铜、锰、锌等元素的螯合率分别为96.22％、97.56％、96.23％及98.88％，实践证明6小时时螯合反应已足够充分，随着时间的延长螯合反应率略有增加，但增加不多，螯合时间不能长于8小时，。反应完成后，添加3％的稳定剂木质素，搅拌反应0.5小时，降温至常温，再添加1％的控释剂，搅拌反应0.5小时。

(4)将上述反应物送入浓缩机浓缩，浓缩后的物料送入干燥机密封烘干即得粉末状氨基酸有机中微肥。

上述步骤(1)中所述的氨基酸废液包括胱氨酸一母液、胱氨酸二母液、胱氨酸三母液和亮氨酸、精氨酸、色氨酸沉淀母液或其混合废液，其中氨基酸含量5％-20％、氯化铵含量5％-20％、多肽蛋白质等有机质含量0.2％-5％，含水量70％-90％。

上述步骤(4)中干燥机的干燥温度为150℃-180℃。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

(1)工业化利用多种废料，变废为宝，保护生态环境；

(2)生产氨基酸有机中微肥成本低，社会效益好；

(3)生产工艺简单，无需增添重要设备，操作方便，易于推广。

四、具体实施方式

下面结合具体的实施例，进一步详细描述本发明。

实施例一

将复合氨基酸液体送入化学反应釜，把釜内温度提高到75℃，开动搅拌器，此时将粉碎后的中微量元素按下述比例氯化钙∶硫酸镁∶硼砂∶硫酸锌∶硫酸铜∶硫酸亚铁∶硫酸锰∶钼酸铵＝20∶25∶10∶13∶6∶10∶10∶6，送入化学反应釜，螯合反应开开始，用氢氧化钠水溶液控制pH值至5-7之间，反应时间6小时，反应完成后，添加3％的稳定剂木质素，搅拌反应0.5小时，降温至常温，再添加1％的控释剂，搅拌反应0.5小时。将上述反应物送入浓缩机浓缩，浓缩后的物料送入干燥机密封烘干即得粉末状氨基酸有机中微肥。该肥主要适应水稻、烟叶、柑桔等。

实施例二

将复合氨基酸液体送入化学反应釜，把釜内温度提高到80℃，开动搅拌器，此时将粉碎后的中微量元素按下述比例氯化钙∶硫酸镁∶硼酸、硼砂∶硫酸锌∶硫酸铜∶硫酸亚铁∶硫酸锰∶钼酸铵＝20∶20∶10∶20∶6∶10∶9∶5，送入化学反应釜，螯合反应开始，用氢氧化钠水溶液控制pH值至5-7之间，反应时间6小时，反应完成后，添加3％的稳定剂木质素，搅拌反应0.5小时，降温至常温，再添加1％的控释剂，搅拌反应0.5小时。将上述反应物送入浓缩机浓缩，浓缩后的物料送入干燥机密封烘干即得粉末状氨基酸有机中微肥。主要适应水稻、玉米、小麦。

实施例三

将复合氨基酸液体送入化学反应釜，把釜内温度提高到80℃，开动搅拌器，此时将粉碎后的中微量元素按下述比例氯化钙∶硫酸镁∶硼酸、硼砂∶硫酸锌∶硫酸铜∶硫酸亚铁∶硫酸锰∶钼酸铵＝20∶20∶25∶10∶5∶10∶5∶5，送入化学反应釜，螯合反应开始，用氢氧化钠水溶液控制pH值至5-7之间，反应时间6小时，反应完成后，添加3％的稳定剂木质素，搅拌反应0.5小时，降温至常温，再添加1％的控释剂，搅拌反应0.5小时。将上述反应物送入浓缩机浓缩，浓缩后的物料送入干燥机密封烘干即得粉末状氨基酸有机中微肥。主要适应油菜、甜菜、甘蔗。

实施例四

将复合氨基酸液体送入化学反应釜，把釜内温度提高到85℃，开动搅拌器，此时将粉碎后的中微量元素按下述比例氯化钙∶硫酸镁∶硼酸、硼砂∶硫酸锌∶硫酸铜∶硫酸亚铁∶硫酸锰∶钼酸铵＝20∶20∶10∶10∶6∶8∶8∶20，送入化学反应釜，螯合反应开开始，用氢氧化钠水溶液控制pH值至5-7之间，反应时间6小时，反应完成后，添加3％的稳定剂木质素，搅拌反应0.5小时，降温至常温，再添加1％的控释剂，搅拌反应0.5小时。将上述反应物送入浓缩机浓缩，浓缩后的物料送入干燥机密封烘干即得粉末状氨基酸有机中微肥。主要适应十字花科和豆科植物如花椰菜、莴苣、甜菜、萝卜、大豆、豌豆等。

Claims (5)

1.一种氨基酸有机中微肥的生产方法，其特征是：生产该中微肥使用的原料有：生产胱氨酸、亮氨酸、精氨酸、色氨酸等排出的废液提取的复合氨基酸，微量元素(氯化钙、硫酸镁、硼砂、硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸锌、钼酸铵)，10％氢氧化钠水溶液，从造纸废液中提取的稳定剂木质素，控释剂为原料，通过以下步骤来得到成品。

2.根据权利要求1所述的一种氨基酸有机中微肥的生产方法，其第一步的特征是：将胱氨酸、亮氨酸、精氨酸、色氨酸等生产废液送入过滤器滤去杂质，然后送入浓缩罐浓缩，大约浓缩至进罐时液体体积的二分之一，将浓缩液注入离心分离机进行分离，分离的目的是除盐，顺便析出粉状复合氨基酸，剩余的液体称除盐清液，把析出的粉状复合氨基酸再加入除盐清液，混合均匀，然后加入含量为2％稀氨水洗涤，洗涤后送入脱色反应釜脱色，脱色后得到复合氨基酸液体。

3.根据权利要求1所述的一种氨基酸有机中微肥的生产方法，其第二步的特征是：从炼铁厂的水淬渣、除尘灰，发电厂的粉煤灰，钢铁厂、钛白粉厂、味精厂的废料和废液中提取中微量元素，其中微量元素的比例为氯化钙∶硫酸镁∶硼砂∶硫酸锌∶硫酸铜∶硫酸亚铁∶硫酸锰∶钼酸铵＝15-25∶15-25∶5-15∶5-15∶5-15∶5-15∶5-15∶5-15，如不符上述比例，需再买入成品配齐，从造纸废液提取稳定剂木质素。

4.根据权利要求1所述的一种氨基酸有机中微肥的生产方法，其第三步的特征是：将中微量元素进行固相粉碎处理，按复合氨基酸液体和中微量元素的重量比为2-3∶1的比例先将复合氨基酸液体送入化学反应釜(因此时复合氨基酸液体的固含量约为10-40％，调整用量要确保螯合物中复合氨基酸含量在20-30％)，把釜内液体温度提高到75-85℃(一般用微波加热法)，开动搅拌器，将粉碎后的中微量元素加入化学反应釜，螯合反应开始，此时要时刻监控pH值，用氢氧化钠水溶液控制pH值在5-7之间，时间6-8小时，反应完成后，添加3％的稳定剂木质素，搅拌反应0.5小时，降温至常温，再添加1％的控释剂，搅拌反应0.5小时。

5.根据权利要求1所述的一种氨基酸有机中微肥的生产方法，其第四步的特征是：将上述反应物送入浓缩机浓缩，浓缩后的物料送入干燥机密封烘干即得粉末状氨基酸有机中微肥。

上述步骤2中所述的氨基酸废液包括胱氨酸一母液、胱氨酸二母液、胱氨酸三母液和亮氨酸、精氨酸、色氨酸沉淀母液或其混合废液，其中氨基酸含量5％-20％、氯化铵含量5％-20％、多肽蛋白质等有机质含量0.2％-5％，含水量70％-90％。

上述步骤5中干燥机的干燥温度为150℃-180℃。