CN103804087A

CN103804087A - 一种水溶性肥矿物添加剂

Info

Publication number: CN103804087A
Application number: CN201410051073.3A
Authority: CN
Inventors: 陈庆; 张芝媛
Original assignee: Chengdu New Keli Chemical Science Co Ltd
Current assignee: Guangxi esokai Recycling Technology Co., Ltd
Priority date: 2014-02-14
Filing date: 2014-02-14
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2034-02-14
Also published as: CN103804087B

Abstract

一种水溶性肥矿物添加剂，本发明属于农作物肥料添加剂领域，具体涉及一种可用于水溶肥的无机矿物添加剂。本添加剂由麦饭石、高岭土、伊利石、方解石、水溶引发剂、酸度调节剂、植物生长素、聚天冬氨酸组成，该添加剂含有植物所需的各种中微量元素和稀土元素，提高了植物生物活性，提高了产品品质。该添加剂的制备方法是将无机矿物做水溶性处理，使其能溶解在水中，可以作为水溶肥的添加剂，随水一起灌溉，不会堵塞管道，适用范围广。该添加剂可以改善土壤结构，防止土壤板结和二次污染，提高植物对矿质元素的吸收和利用，持久肥效，可减少化肥的使用量，且可保水保湿，也可防止肥料结块。且该添加剂原料易得，成本低，工艺简单，环保无污染。

Description

一种水溶性肥矿物添加剂

技术领域

本发明属于农作物肥料添加剂领域，具体涉及一种能水溶的无机添加剂。

背景技术

水溶性肥料是一种可以溶于水的多元复合肥料，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，是近年来兴起的一种新型肥料。我国水资源短缺，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，而且随着中国经济持续快速发展，受人们生活水平逐步提高、人口增长较快等因素的影响，以及对粮食和农产品产量及品质的需求不断提高，急需要找到一种能使作物增产且又能节约用水的新型肥料。因此，在高产、优质、高效、健康、环保的农业中，水溶性肥料的大力发展是今后的必走之路。

目前我国的大多数水溶性肥，营养元素单一，微量元素不足，且配方均采用化学合成物，适用在土壤中易造成土壤板结，降低生物活性，是肥料营养元素吸收和利用不充分，成本较高，很难适用于大田作物。

为了使水溶性肥增效，随之出现了很多肥料添加剂和增效剂，这些增效剂大致可分为以下5类：一是肥料性状改良，如常见的防结剂，粘结剂，酸碱调节剂等；二是肥料增效剂，如加入一些螯合微量元素，金属蛋白酶，聚天冬氨酸，（硝化、脲酶）抑制剂，控释剂等；三是植物生长调节剂；四是土壤调节剂，如腐殖酸，硅钙钾等；五是功能性添加剂，如抗旱、保水剂，改善土壤结构等。但是这些添加剂功能比较单一，成本较高，不易被农民接受。

目前也出现了一些矿物添加剂，但这些矿物添加剂都不溶于水，且都未进行水溶性处理，只适用于普通肥料中，不能适用于水溶性肥料中，大大缩小了矿物添加剂的应用范围。因此，为了提高肥水溶性肥料利用率，降低化肥施用量，顺应水肥一体化的发展，水溶性肥矿物添加剂的出现必不可少。

中国专利公开号CN 101450878 A公布了一种矿物复合肥防结块剂及其制造方法和应用，其组成为滑石，钾长石、凹凸棒石或伊利石。该专利通过选矿提纯、细磨与超细磨、表面改性、混合配制而成。其中虽也将无机矿物超细磨至500~2500目，然对其进行高温改性处理，该防结块剂虽能分散在水中，但溶液分散不稳定，容易产生沉淀，易堵塞管道，不能应用于水溶肥当中。

中国专利公开号CN 104774850 A公布了一种多功能复混肥添加剂及其制备方法，该专利是将微量元素Fe、B、Mn、Cu、Zn和Mo、稀土元素Ce和La、有益矿质元素Ni、Co和Ti的复合氨基酸络合物溶液均匀的喷洒在草炭、褐煤或风化煤粉上，风干或烘干后粉碎；将硝化抑制剂双氰胺配成氨水溶液吸附在保水剂羧甲基纤维素上，风干或烘干后粉碎；将固氮催化剂硫化钴、硫化钼与豆饼或玉米淀粉；再将以上混合均匀即得添加剂。该添加剂中各微量元素均为化学合成物，价格昂贵，生产成本高，且生产过程中对环境产生污染。

中国专利公开号CN 1670060 A公布了一种应用于涂料和肥料的添加剂及其加工方法，该添加剂有扇贝壳、硅钙类无机氧化物和可溶性金属盐类混合物以及天然非金属矿物质制成，采用超细粉湿法加工而制成。该添加剂只是将矿物粉体细化，但却未进行水溶性处理，不能溶解在水中，或者在水中易产生沉淀和团聚，不能应用于水溶肥中，不适合目前所提倡的水肥一体化。

根据上述，水溶肥是实现高效农业、节水农业的必经之路，但在使用中普通的氮磷钾水溶肥已无法满足农作物品质的提高，中量和微量元素对提高农作物品质至关重要，元素含量丰富的无机矿物可提供农作物生长的各类中、微量元素，但由于无机矿物不能很好的溶解在水中，目前只在传统肥中使用，直接应用于水溶肥中，存在难于分散水溶的缺陷。

发明内容

本发明为了克服上述技术的不足和缺陷，提供了一种水溶性肥矿物添加剂。该水溶性肥矿物添加剂以天然无机矿物为主要原料，利用水溶引发剂，使天然无机矿物粉体接枝亲水基，使其能很好的溶解在水中，从而为水溶肥提供了大量的中微量元素，达到了增效的目的。本发明加入的聚天冬氨酸，能提高植物的活性，使土壤中各大量元素、中微量元素富集，提高了水溶性肥料的利用率。本发明中无机矿物粉体可改善土壤电解质机理，从而改善土壤结构，增强植物活性，保水保湿。本发明还可防止肥料结块，使用方便，使用范围广，流程简短，成本低。

本发明进一步提供了一种水溶性肥矿物添加剂的制备方法，该制备方法是用超微细立式磨机将无机矿物细化，在细化过程中，利用均匀微波照射，使无机矿物粉体膨化，从而细化至2um以下，同时在细化过程中加入水溶引发剂，使无机矿物粉体接枝亲水基，达到水溶，且在水体系中能保持高度的分散，无沉淀，久置无絮凝。

本发明一种水溶性肥矿物添加剂，其特征在于，由以下组分组成，均为重量百分比：麦饭石30%~70%，高岭土10%~40%，伊利石10%~40%，方解石5%~20%，水溶引发剂，1%~10%，酸度调节剂2%~8%，植物生长素0.1%~5%，聚天冬氨酸0.5%~8%，其中所述的水溶引发剂为以下的一种或几种混合物：聚乙烯酰胺、聚乙烯基吡啶盐、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚乙烯基吡咯烷酮、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、甲基纤维素，羟丙基纤维素，其中所述的酸度调节剂为以下的一种或几种的混合物：腐殖酸、柠檬酸、草酸，酒石酸。本发明中水溶引发剂优选组合为以下两种混合物：聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素，且比例为聚丙烯酸钠：羧甲基纤维素=1:2，酸度调节剂优选为柠檬酸。

上述所述麦饭石，高岭土，伊利石和方解石中不止含有大量元素钾和磷，且含有镁、硅、钙、锰、铁、钛、锌、铜、铬、钒、硒等30多种中微量元素，补充植物所需各种微量元素和稀土元素，保障了植物正常生长，提高农作物的产品品质。其中麦饭石和高岭土具有很强的吸附性，添加到肥料中既能吸附肥料中的元素，缓解肥料的释放速率，保持肥效持久，提高肥料利用率，保水保湿。上述无机矿物的加入能改善土壤结构，提高农作物品质，降低了化肥的施用量，环保无污染，且原料易得，价格便宜。

上述所述的水溶引发剂，在无机矿物粉体表面接枝上亲水基，无机矿物粉体与水接触，由于无机矿物粉体表面的亲水基团使无机矿物粉体能快速分散在水中，从而达到溶解，随水一起灌溉，也不会引起管道堵塞。本发明中所选用的水溶引发剂为聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素的混合物，且比例为聚丙烯酸钠：羧甲基纤维素=1:2，聚丙烯酸钠为高分子表面活性剂，原料便宜，易得。羧甲基纤维素为天然高分子纤维素的衍生物。纤维素大量存在于自然界中，其改性衍生物品种多样，且价格便宜，环保无污染。

上述所述的酸度调节剂为柠檬酸。土壤中酸碱度影响土壤养分的有效性，如碱性土壤中，施入的H₂PO₄ ^-离子受到土壤中钙、镁、铁等离子的影响，而形成难溶性磷化合物，使磷的肥效降低。麦饭石和方解石都呈碱性，加入柠檬酸，能调节pH至中性甚至弱酸，提供植物最适宜pH值6.5~7，提高植物对各养分的有效吸收，提高肥料的利用率。

上述所述的植物生长素在植物体内少量存在，但其对植物代谢活动起着非常重要的作用。本发明加入植物生长素，提高植物的代谢，从而提高植物对养分的吸收。加入的聚天冬氨酸为高分子表面活性剂，由于亲水基、疏水基、位置、大小可调，分子结构可成梳状，又可呈现多支链化，具有一定的降低表面张力的作用，有助于水对固体的湿润，利于无机矿物粉体在水中的分散。且可提高植物活性，同时能使养分富集到农作物根系的周围，减少养分、水分流失，并起到缓释的作用，促进作物对养分的高效吸收，提高了肥料的利用率。

本发明一种水溶性肥矿物添加剂，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：

（1）、将麦饭石30%~70%，高岭土10%~40%，伊利石10%~40%，方解石5%~20%用粉粹机粉碎至100~200目，备用；

（2）、将步骤（1）中粗粉碎后的颗粒与1%~10%的水溶引发剂一起送入超细磨机中进行超细加工，在超细加工过程中，利用微波对无机矿物进行均匀微波照射，微波照射的微波功率为500W~1500W，照射时间为10s~100s，微波照射使无机矿物粉体膨化，水溶引发剂自动渗入到晶裂微细裂缝中，发生接枝反应，使晶体亲水，从而具备溶解性，细化至2um以下，得超细粉末；

（3）、将步骤（2）中的超细粉末与酸度调节剂2%~8%，植物生长素0.1%~5%，聚天冬氨酸0.5%~8%在混合机中充分混合，设定搅拌时间为15min~30min，转速为50r/min~100r/min,出料，包装即可得一种水溶性肥矿物添加剂。

上述一种水溶性肥矿物添加剂，其制备方法步骤（2）中，所使用的超细磨机为超微细立式磨机，电动机带动磨盘转动，同时热风从风口进入立式磨机内，物料从下料口落在磨盘中央，通过离心力作用物料向磨盘边缘移动，经过磨盘上环形槽，受磨辊碾压而碎，被粉碎物料继续向磨盘边缘移动，直到被风环处气流带走，大颗粒掉落至磨盘上继续粉碎，所需细分与气流一起出磨。

上述一种水溶性肥矿物添加剂，其制备方法步骤（2）中，无机矿物粉体和水溶引发剂混合后，送入超微细立式磨机中进行超微细化至2um以下，在此过程中，对无机矿物进行了微波照射处理。无机矿物粉体受到机械力作用，会产生晶粒微缝，但无机粉体很容易通过自身分子力的作用而愈合。当有微波照射和水溶引发剂存在时，微波照射使无机矿物膨化，愈合减缓，而水溶引发剂会自动地渗入到晶粒微细裂缝中，吸附在粉体表面，发生接枝反应，使晶粒微缝无法愈合，并且在外力作用下，使无机粉体可以被细化至2um以下，同时也能使无机矿物粉体表面带有亲水基，表现出亲水性。

本发明以无机矿物粉体为主要原料，利用水溶引发剂将亲水基团接枝在无机矿物粉体上，使无机矿物粉体表现出亲水性，达到溶解。微量元素在水溶液中能快速释放，可促进植物生长，持久肥效，提高了肥料的利用率，改善土壤板结结构，增加土壤结构的团粒度，促进植物对矿物质的吸收，增强了农作物抵抗病虫害的能力，提高农产品品质，不堵塞管道，应用更广泛，且原料易得，价格便宜，生产工艺流程简短，无环境污染，减少了化肥的施用量，既保障了环境，又适于水肥一体化。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图

本发明一种水溶性矿物肥添加剂，其突出的特点在于：

1、本发明利用水溶引发剂，对无机矿物粉体进行接枝处理，使无机矿物粉体表面呈现亲水基团，能使无机矿物粉体分散在水中，稳定，无沉淀，久置无絮凝，可用于水溶肥，随水灌溉，可减少化合微量元素的添加量，节省成本。其中将无机矿物用超微细立式磨机细化至2um以下，增大了无机矿物粉体粒子的比表面积，能增大了与水的接触面积，能使其快速被水湿润，达到水溶的目的。

2、本发明一种水溶性肥矿物添加剂，为水溶肥提供了丰富的中、微量元素，可提肥料肥效，提高农作物品质，改善土壤结构，促进植物对矿物元素的吸收。

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，成本低，能耗低，适合工业生产。

具体实施案例

实施案例1. 一种水溶性肥矿物添加剂，各组分配比如下，均为重量百分比：

麦饭石50%，高岭土20%，伊利石10%，方解石10%，水溶引发剂4%，柠檬酸4%，聚天冬氨酸1%，植物生长素1%，其中水溶引发剂为以下两种混合物，且比例为聚丙烯酸钠：羧甲基纤维素=1:2,。

制备方法如下：

（1）、将麦饭石50%，高岭土2%，伊利石10%，方解石10%用粉粹机粉碎至100~200目，备用；

（3）、将步骤（2）中的超细粉末与酸度调节剂4%，植物生长素1%，聚天冬氨酸1%在混合机中充分混合，设定搅拌时间为15min~30min，转速为50r/min~100r/min,出料，包装即可得一种水溶性肥矿物添加剂。

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，均按重量百分比：

麦饭石55%，高岭土20%，伊利石14%，方解石5%，水溶引发剂2%，柠檬酸2%，聚天冬氨酸1%，植物生长素1%，其中水溶引发剂为以下两种混合物，且比例为聚丙烯酸钠：羧甲基纤维素=1:2。

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，均按重量百分比：

麦饭石40%，高岭土30%，伊利石10%，方解石8%，水溶引发剂4%，柠檬酸4%，聚天冬氨酸3%，植物生长素1%，其中水溶引发剂为以下两种混合物，且比例为聚丙烯酸钠：羧甲基纤维素=1:2。

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，均按重量百分比：

麦饭石60%，高岭土15%，伊利石10%，方解石6%，水溶引发剂4%，柠檬酸2%，聚天冬氨酸2%，植物生长素1%，其中水溶引发剂为以下两种混合物，且比例为聚丙烯酸钠：羧甲基纤维素=1:2。

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，均按重量百分比：

麦饭石65%，高岭土10%，伊利石10%，方解石5%，水溶引发剂4%，柠檬酸3%，聚天冬氨酸2%，植物生长素1%，其中水溶引发剂为以下两种混合物，且比例为聚丙烯酸钠：羧甲基纤维素=1:2。

本发明实例中，各原料都能实现本发明，且本发明中含有的各种微量元素均能达到植物所需，且具有良好的水溶性和稳定性，保水保湿，节水节肥，无环境污染，能适用于各种肥料，应用范围广。

Claims

1.一种水溶性肥矿物添加剂，其特征在于：该水溶性肥矿物添加剂由以下组分组成，均为重量百分比：麦饭石30%~70%，高岭土10%~40%，伊利石10%~40%，方解石5%~20%，水溶引发剂1%~10%，酸度调节剂2%~8%，植物生长素0.1%~5%，聚天冬氨酸0.5%~8%，其中所述的水溶引发剂为以下的一种或几种混合物：聚乙烯酰胺、聚乙烯基吡啶盐、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚乙烯基吡咯烷酮、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、甲基纤维素，羟丙基纤维素；其中所述的酸度调节剂为以下的一种或几种的混合物：腐殖酸、柠檬酸、草酸，酒石酸。

2.根据权利要求1所述的一种水溶性肥矿物添加剂，其特征在于：所述的水溶引发剂优选组合为以下两种混合物：聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素，且比例为聚丙烯酸钠：羧甲基纤维素=1:2。

3.根据权利要求1所述的一种水溶性肥矿物添加剂，其特征在于：所述的酸度调节剂优选柠檬酸。

4.根据权利要求1所述的一种水溶性肥矿物添加剂，其特征在于：制备方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种水溶性肥矿物添加剂的制备方法，其特征在于：制备方法中步骤（2）所述的超细磨机为超微细立式磨机，电动机带动磨盘转动，同时热风从风口进入立式磨机内，物料从下料口落在磨盘中央，通过离心力作用物料向磨盘边缘移动，经过磨盘上环形槽，受磨辊碾压而碎，被粉碎物料继续向磨盘边缘移动，直到被风环处气流带走，大颗粒继续掉落至磨盘上粉碎，所需细粉与气流一起出磨。