CN103896683B - 一种水溶性速溶硫酸钾肥料 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水溶性速溶硫酸钾肥料，属于农业化肥技术领域。通过采用“热溶解—冷结晶”的重结晶工艺提纯农用硫酸钾、去除水不溶物，得到高纯度结晶硫酸钾；添加0.1%～3%组份A、0.5%～5%组份B和0%～1%组份C，组份A为分散剂和软水剂，组份B为酸性提供剂，组份C为润湿剂。经机械混合均匀、干燥后，包装成为速溶硫酸钾肥料。本发明提供的方法可以有效降低水不溶物含量，快速提高溶解速度，工艺流程简单，具有较强的实用价值。本发明的产品可广泛应用于叶面喷施、滴灌、喷灌等水肥一体化的农业设施。

Description

一种水溶性速溶硫酸钾肥料

技术领域

本发明涉及农业上的一种水溶性肥料及其制备方法，特别涉及具有快速溶解和高水溶性的一种水溶性速溶硫酸钾肥料。

背景技术

水溶性肥料可迅速地溶解于水中，更容易被作物吸收，并且吸收利用率较高。更为关键的是，它可以应用于喷灌、滴灌等设施农业，实现水肥一体化，达到省水、省肥、省工和增产的效能。据农业部全国农业技术推广服务中心介绍，我国现有果园、玉米、马铃薯、甘蔗等种植面积达9亿多亩，但水肥一体化目前应用比例仅为3.2%左右，与美国25%的玉米、60%的马铃薯、32.8%的果树采用水肥一体化技术，以色列90%以上农业采用水肥一体化技术相比，中国水肥一体化技术潜在应用空间相当广阔，尤其适合于我国新疆、青海、甘肃、西藏等水资源匮乏地区。同时，水溶性肥料产品与施用技术符合“低碳节能、高效环保”的要求。因此，水溶性肥料成为现代农业发展的必然趋势。

水溶性肥料的生产和施用，与常规肥料相比，科技含量要求更高：水溶性肥料的品质相对较高，尤其是不溶物的含量及颗粒大小需要进行严格控制。在以色列，水溶肥水不溶物比例被限制在0.1%-0.3%之间。如果所用的肥料不符合要求，滴头或喷头就容易被堵塞，使得本就难以维修的滴灌、喷灌等农业设施雪上加霜。

硫酸钾是一种无氯、优质高效钾肥，特别是在烟草、葡萄、甜菜、茶树、马铃薯、亚麻及各种果树等忌氯作物的种植业中，是不可缺少的重要肥料。目前，普通农用硫酸钾主要作为常规肥料应用于传统意义上的灌溉，同时一部分作为含有氮、磷、钾三大主量养分复合肥的原料之一。目前市场上未见有以硫酸钾作为单一主养分的水溶性肥料。农用硫酸钾难以作为水溶性肥料的原因：一是水不溶物含量较高；二是溶解速度较慢；三是在水质较硬的情况下，容易发生管线结垢和腐蚀。这些缺陷制约了硫酸钾应用于水溶性肥料。

发明内容

本发明的目的在于解决普通农用硫酸钾水不溶物含量高、溶解速度慢、难以用于水质较硬的灌溉等存在的缺陷，提供一种可应用于水肥一体化的一种水溶性速溶硫酸钾肥料。

为了实现上述发明目的，采用的技术方案如下：采用“热溶解—冷结晶”的重结晶工艺提纯农用硫酸钾、去除水不溶物，得到高纯度结晶硫酸钾；添加0.1%～3%组份A、0.5%～5%组份B和0%～1%组份C，经机械混合均匀、干燥后，包装成为速溶硫酸钾肥料。

一种水溶性速溶硫酸钾肥料，该硫酸钾肥料是通过下列步骤制得的：

（1）             按照液固比4—12:1，将农用硫酸钾与水或结晶母液计量投入溶解槽，于80℃～100℃下热溶解5min～20min；

（2）             溶解完全后用离心机分离水不溶物，溶液进入结晶器中进行强制冷却结晶，结晶终点温度为15℃～30℃，固液分离得到结晶硫酸钾，结晶母液返回至步骤（1）循环使用；

（3）             按照配方要求，往所述结晶硫酸钾中加入组份A、组份B和组份C，混合均匀；

（4）             混匀后，进入干燥工序，包装成为速溶硫酸钾产品。

步骤（2）强制冷却结晶后的结晶硫酸钾纯度为98%～99.9%，其中粒度为0.3mm以下的结晶硫酸钾含量为78%～95%。

步骤（3）的配方为结晶硫酸钾占93%～99%，组份A占0.1%～3%，组份B占0.5%～5%，组份C占0%～1%。

组份A为分散剂和软水剂，组份B为酸性提供剂，组份C为润湿剂。

组份A为乙二胺四乙酸二钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸四钠的一种或两种。

组份B为磷酸二氢钾、柠檬酸和磷酸脲的一种或两种。

组份C为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇的一种或两种。

步骤（3）的混合工序是在双螺旋锥形混合机或卧式螺带混合机中进行。

制备的速溶硫酸钾产品K₂O含量为50%～54%，水不溶物含量为0%～0.02%。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)通过重结晶提纯工艺，有效降低产品水不溶物含量，仅为0%～0.02%，远低于水溶性肥料国家标准要求的0.5%，超过国际上水溶性肥料的最高标准0.1%，可有效避免堵塞滴头和喷头；

(2)产品中添加有分散剂和润湿剂，有效提高溶解速度，在常温（20℃～25℃）和相同溶解条件下，溶解速度是农用硫酸钾的3倍、是市场上同类产品的2倍；

(3)产品中添加有软水剂，可使产品使用于高硬度的灌溉水，避免发生管线结垢和腐蚀；

(4)溶解完全，不留残渣，本产品的溶解液为无色透明液体；

(5)产品钾含量高，K₂O含量在50%以上；

(6)产品绿色安全，水溶液接近中性，所用的助剂对水、土壤等生态环境不造成任何污染。

附图说明

图1是本发明硫酸钾肥料的制备工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

（1）             如图1所示，按照液固比4.5:1，将农用硫酸钾和自来水计量投入溶解槽，于80℃下热溶解10min；

（2）             离心机分离水不溶物，溶液进入结晶器中进行强制冷却结晶，结晶终点温度为20℃，固液分离得到结晶硫酸钾，粒度为0.3mm以下占88.64%，结晶母液返回至步骤（1）作为溶解剂循环使用；

（3）             按照重量比为95%结晶硫酸钾、1%组份A、4%组份B和0%组份C，加料于双螺旋锥形混合机中进行机械混合均匀；

（4）             混匀后，进入干燥工序，包装成为速溶硫酸钾产品，K₂O含量为51.3%，水不溶物含量为0.018%。

实施例2

（1）             如图1所示，按照液固比11.8:1，将农用硫酸钾和结晶母液计量投入溶解槽，于85℃下热溶解15min；

（2）             离心机分离水不溶物，溶液进入结晶器中进行强制冷却结晶，结晶终点温度为25℃，固液分离得到结晶硫酸钾，粒度为0.3mm以下占85.73%，结晶母液返回至步骤（1）作为溶解剂循环使用；

（3）             按照重量比为95.5%结晶硫酸钾、0.5%组份A、3%组份B和1%组份C，加料于卧式螺带混合机中进行机械混合均匀；

（4）             混匀后，进入干燥工序，包装成为速溶硫酸钾产品，K₂O含量为51.5%，水不溶物含量为0.005%。

实施例3

（1）             如图1所示，按照液固比10.8:1，将农用硫酸钾和溶解剂（自来水和结晶母液的混合物）计量投入溶解槽，于95℃下热溶解20min；

（2）             离心机分离水不溶物，溶液进入结晶器中进行强制冷却结晶，结晶终点温度为30℃，固液分离得到结晶硫酸钾，粒度为0.3mm以下占78.54%，结晶母液返回至步骤（1）作为溶解剂循环使用；

（3）             按照重量比为96.0%结晶硫酸钾、1.5%组份A、2%组份B和0.5%组份C，加料于卧式螺带混合机中进行机械混合均匀；

（4）             混匀后，进入干燥工序，包装成为速溶硫酸钾产品，K₂O含量为51.8%，水不溶物含量为0.00%。

上述各个实施例中，组份A为分散剂和软水剂，组份B为酸性提供剂，组份C为润湿剂。

组份A为乙二胺四乙酸二钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸四钠的一种或两种。

组份B为磷酸二氢钾、柠檬酸和磷酸脲的一种或两种。

组份C为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇的一种或两种。

Claims (4)

1.一种水溶性速溶硫酸钾肥料，其特征在于该硫酸钾肥料是通过下列步骤制得的：

（1）、按照液固比4—12:1，将农用硫酸钾与水或结晶母液计量投入溶解槽，于80℃～100℃下热溶解5min～20min；（2）、溶解完全后用离心机分离水不溶物，溶液进入结晶器中进行强制冷却结晶，结晶终点温度为15℃～30℃，固液分离得到结晶硫酸钾，结晶母液返回至步骤（1）循环使用；（3）、按照配方重量百分比要求，往所述结晶硫酸钾中加入组份A、组份B和组份C，混合均匀；（4）、混匀后，进入干燥工序，包装成为速溶硫酸钾产品；其中组份A为乙二胺四乙酸二钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸四钠中的任一种或两种；组份B为磷酸二氢钾、柠檬酸和磷酸脲中的任一种或两种；组份C为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇中的任一种或两种。

2.根据权利要求1所述的水溶性速溶硫酸钾肥料，其特征在于：步骤（2）强制冷却结晶后的结晶硫酸钾纯度为98%～99.9%，其中粒度为0.3mm以下的结晶硫酸钾含量为78%～95%。

3.根据权利要求1所述的水溶性速溶硫酸钾肥料，其特征在于：步骤（3）的混合工序是在双螺旋锥形混合机或卧式螺带混合机中进行的。

4.根据权利要求1所述的水溶性速溶硫酸钾肥料，其特征在于：制备的速溶硫酸钾产品K₂O含量为50%～54%，水不溶物含量为0%～0.02%。