CN104262020A

CN104262020A - 一种低分子有机酸活化钙镁磷肥的方法

Info

Publication number: CN104262020A
Application number: CN201410533131.6A
Authority: CN
Inventors: 马林转; 黄超; 郭俊明; 袁明龙
Original assignee: Yunnan Minzu University
Current assignee: Yunnan Minzu University
Priority date: 2014-10-11
Filing date: 2014-10-11
Publication date: 2015-01-07

Abstract

本发明提供一种低分子有机酸活化钙镁磷肥的方法，将水与低分子有机酸按比例混合均匀，得到低分子有机酸溶液；再按一定的液固比将低分子有机酸溶液和钙镁磷肥加入到振荡反应器中进行振荡；振荡完成后，对液固混合物进行过滤处理；过滤后得到的固体在室温下风干，即得到活化钙镁磷肥；用活化钙镁磷肥进行盆栽试验，农作物中磷素含量提高了53~96%，长势旺盛。该方法成本低廉，流程简单，弥补了钙镁磷肥与高浓度磷肥在磷素利用率上的差距，为优化钙镁磷肥产业提供了一条重要途径，同时开拓了我国低品位磷矿的应用前景。

Description

一种低分子有机酸活化钙镁磷肥的方法

技术领域

本发明属于磷化工应用技术领域，具体来说涉及一种低分子有机酸对钙镁磷肥的活化方法。

背景技术

磷肥是农业生产中重要的原料肥之一，磷矿石作为磷肥生产的主要原料，其在我国的资源分布有如下特点：（1）分布比较集中，“南多北少”;（2）资源“丰而不富”，矿石平均品位只有17%；（3）开采难度大，资源利用率低。磷矿资源的上述特点在一定程度上制约了我国磷肥行业的发展。

钙镁磷肥是我国的传统磷肥品种之一，国内钙镁磷肥生产企业集中在云南、贵州、湖北三省。钙镁磷肥不仅含有P₂O₅，MgO，CaO，SiO₂等中量元素，还含有铁、锰、锌等微量元素，其具有不易流失、缓释、肥效长等优点，在化肥市场占有一席之地，近年来我国钙镁磷肥年均需求量在200万t左右。钙镁磷肥的市场需求已发展到多渠道、跨领域的使用，其需求对象呈现多元化的格局：（1）作为有机或无机复合肥的辅助原料；（2）作为经济作物的专用基肥；（3）作为半成品销售。钙镁磷肥是我国“绿色食品”允许使用的少数肥料之一，在东南亚国家被认定为无公害环保型肥料。

钙镁磷肥所含有的硫、钙、镁、硅等营养元素，可以说是大多数化肥品种无法提供的，在农业养分投入中的作用日益显著。但是，钙镁磷肥是枸溶性磷肥，与高浓度磷肥相比，磷素利用率较低，因此，若能实现对钙镁磷肥的活化处理，以促进其磷素释放，可以提高钙镁磷肥的肥效，提升钙镁磷肥的市场竞争力，对于改善土壤环境和促进磷矿资源的合理利用有重要意义。

目前，有关钙镁磷肥的活化研究还不多，有研究者利用非溶性磷肥活化剂（无机矿物活化剂IA和有机活化剂OA）对钙镁磷肥进行活化，并且考察其对不同磷效率基因型农作物生长及磷效率的影响。基于腐殖酸有许多活性基团，具有较强的生物活性及离子交换能力，有研究者利用工业废弃物中的腐殖酸类活化剂（SMS、MSN、FM等）活化钙镁磷肥，并研究其对农作物磷肥利用率和土壤有效磷含量的影响。此外，有研究者利用造纸废液的开发产品作为有机活化剂活化磷矿粉，并考察了其活化增效作用。

CN 103011986A公开了一种钙镁磷肥，该种钙镁磷肥在现有钙镁磷肥的基础上，添加斑状二长花岗石或麦饭石，腐植酸钠或腐殖酸，尿素，聚丙烯酸钠，聚天门冬氨酸，硝酸稀土余量制成。该复方钙镁磷肥中加入腐植酸钠或腐殖酸，可以有效改善土壤理化性质，促进植物对磷的吸收，提高了钙镁磷肥的有效利用率。

CN 101891530A公开了一种活化钙镁磷肥及其制备方法，该活化钙镁磷肥由钙镁磷肥和有机活化剂加工制成，所用的有机活化剂为木质素、酸木素、木素钠、酒精废液、味精废渣、醋渣、糠醛渣、啤酒滤泥、糖厂滤泥、风化煤中的一种或几种的混合物。

CN 101024590A 公开了一种超微促释磷肥的制备方法，该发明将粗磷矿粉与适宜的磷素活化剂配伍混合进行超微细粉碎加工，所用的磷素活化剂包括有机类活化剂和无机类活化剂中的一种或几种任一比例混合，其中的有机活化剂是指木质素、味精废液、糠醛渣、或γ-聚谷氨酸等，其中的无机活化剂是指沸石、膨润土、蛭石、海泡石、铵化沸石、铵化膨润土、铵化蛭石、酸化沸石、酸化膨润土、酸化蛭石等。

上述发明或研究中使用的活化钙镁磷肥的活化剂可概括为两类：一类为腐殖酸类有机活化剂，其中有一部分来源于工业废弃物。另一类为无机矿物类活化剂，主要包括沸石、蛭石、膨润土等。以上活化剂活化钙镁磷肥均可提高钙镁磷肥的磷素利用率，但是腐殖酸与生长素类似，表现为低浓度促进，高浓度抑制，在使用的过程中，要注意把握用量。此外，工业废弃物中除腐殖酸外其他化学成分可能存在的环境风险还不明确，应用也受到了一定限制。

本发明提出一种低分子有机酸活化钙镁磷肥的方法，使钙镁磷肥的磷素利用率有显著的提高。本发明提出以低分子有机酸作为活化剂，化学成分清晰，成本低廉，不含其他杂质，对环境没有污染。本发明促进了钙镁磷肥的活化，使钙镁磷肥能够更为有效的利用，为钙镁磷肥的活化研究提供了有效途径，对于进一步开发活化钙镁磷肥、促进钙镁磷肥产业的发展具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于促进钙镁磷肥的活化，提高钙镁磷肥磷素利用率，改善钙镁磷肥的施肥效果，更好促进农作物的生长。提供一种低分子有机酸活化钙镁磷肥的方法。

本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：

一种低分子有机酸活化钙镁磷肥的方法，具体步骤包括：

（1）配制一系列的低分子有机酸溶液，包括柠檬酸溶液，草酸溶液和酒石酸溶液等，其溶液浓度为10~30mmol/L，置于储液槽中；

（2）将储液槽中的低分子有机酸溶液加到放有钙镁磷肥的振荡反应器中，有机酸溶液与钙镁磷肥按液固比5~20ml∶1g添加，其中钙镁磷肥的主要化学成分质量百分比为：P₂O₅12%~20%，MgO 8~20%，CaO 25~38%，SiO₂20~35%，Fe₂O₃3~5%，Mn 0.05~0.07%，Cu 0.01~0.03%，Co 0.001~0.003%，Mo 0.001~0.002%，总量为100%；

（3）将振荡反应器在25~40℃的条件下振荡0.5~2h，振荡速率为180~250rpm；

（4）振荡完成后，将反应器中的液固混合物进行过滤，使固液分离，得到的液体返回到储液槽中，避免造成污染；分离后得到的固体收集后，在室温状态下自然风干，即得到活化钙镁磷肥；

（5）将(4)中得到的活化钙镁磷肥与未活化的钙镁磷肥同时施用于同一种农作物，农作物收割后，测定其植株中的磷含量，结果显示，施用经活化的钙镁磷肥后，植株中的磷含量提高了53%~125%，说明磷素利用率提高了53%~125%。测定植株的株高和鲜重，施用活化钙镁磷肥的植株株高比未活化的高了20%~82%，施用活化钙镁磷肥的植株鲜重比未活化的高了78%~113%。

本发明方法有以下优点：

（1）本发明弥补了钙镁磷肥与高浓度磷肥在磷素利用率上的差距，明显提升了钙镁磷肥的磷素利用率；

（2）以低分子有机酸为活化剂，化学成分明确，配制方法简便，成本低廉，对环境不会造成污染；

（3）本发明流程简单，操作方便，能在较短的时间内实现对钙镁磷肥的活化，提高钙镁磷肥的磷素使用率；

（4）使钙镁磷肥的肥效得以有效提高，促进了钙镁磷肥的利用，从可持续发展的角度来看，它将为社会带来巨大的经济效益、环境效益和社会效益。

附图说明

图1是一种低分子有机酸活化钙镁磷肥的方法。

具体实施方式

下面结合实例进一步阐明本发明的内容。

实施例1

首先配制15mmol/L的柠檬酸溶液，置于储液槽中，然后将储液槽中的柠檬酸溶液加到放有钙镁磷肥的振荡反应器中，柠檬酸溶液与钙镁磷肥的液固比为15ml∶1g，其中钙镁磷肥的主要化学成分质量百分比为：P₂O₅ 15.03%，MgO 18.16%，CaO 34.02%，SiO₂28.25%，Fe₂O₃ 4.45%，Mn 0.0653%，Cu 0.0214%，Co 0.0015%，Mo 0.0018%，总量为100%；最后将振荡反应器在25℃的条件下振荡1h，振荡速率为200rpm，振荡完成后，将反应器中的液固混合物进行过滤，使固液分离，将得到液体返回到储液槽中，避免造成污染；分离后得到的固体收集后，在室温状态下自然风干，即得到活化钙镁磷肥，进行农作物的盆栽试验，植株中的磷含量提高了78%，说明磷素利用率提高了78%。

实施例2

首先配制20mmol/L的草酸溶液，置于储液槽中，然后将储液槽中的草酸溶液加到放有钙镁磷肥的振荡反应器中，草酸溶液与钙镁磷肥的液固比为18ml∶1g，其中钙镁磷肥的主要化学成分质量百分比为：P₂O₅18.23%，MgO 16.08%，CaO 35.42%，SiO₂26.02%，Fe₂O₃4.17%，Mn 0.0586%，Cu 0.0178%，Co 0.0024%，Mo 0.0012%，总量为100%；最后将振荡反应器在35℃的条件下振荡1h，振荡速率为210rpm，振荡完成后，将反应器中的液固混合物进行过滤，使固液分离，将得到液体收集于储液槽中，避免造成污染；分离后得到的固体收集后，在室温状态下自然风干，即得到活化钙镁磷肥，进行农作物的盆栽试验，植株中的磷含量提高了98%，说明磷素利用率提高了98%。

实施例3

首先配制25mmol/L的酒石酸溶液，置于储液槽中，然后将储液槽中的酒石酸溶液加到放有钙镁磷肥的振荡反应器中，酒石酸溶液与钙镁磷肥的液固比为10ml∶1g，其中钙镁磷肥的主要化学成分质量百分比为：P₂O₅17.26%，MgO 19.08%，CaO 37.42%，SiO₂23.06%，Fe₂O₃3.10%，Mn 0.0643%，Cu 0.0117%，Co 0.0025%，Mo 0.0015%，总量为100%；最后将振荡反应器在30℃的条件下振荡1.5h，振荡速率为200rpm，振荡完成后，将反应器中的液固混合物进行过滤，使固液分离，将得到液体收集于储液槽中，避免造成污染；分离后得到的固体收集后，在室温状态下自然风干，即得到活化钙镁磷肥，进行农作物的盆栽试验，植株中的磷含量提高了121%，说明磷素利用率提高了121%。

Claims

1.一种低分子有机酸活化钙镁磷肥的方法，其特征在于按以下步骤完成：

（2）将储液槽中的低分子有机酸溶液加到放有钙镁磷肥的振荡反应器中，低分子有机酸溶液与钙镁磷肥按液固比5~20ml∶1g添加；

（4）振荡完成后，将反应器中的液固混合物进行过滤，使固液分离，将得到的液体返回到储液槽中，避免造成污染；将分离后得到的固体钙镁磷肥置于稳定状态下，保持在室温下风干，得到活化钙镁磷肥；

（5）将(4)中得到的活化后的钙镁磷肥与未活化的钙镁磷肥同时施用于同一种农作物，农作物收割后，测定其植株中的磷含量，结果显示，施用经活化的钙镁磷肥后，植株中的磷含量提高了53%~125%，说明磷的利用率提高了53%~125%，测定植株的株高和鲜重，施用活化钙镁磷肥的植株株高比未活化的高了20%~82%，施用活化钙镁磷肥的植株鲜重比未活化的高了78%~113%。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中所述钙镁磷肥主要化学成分质量百分比为P₂O₅12%~20%，MgO 8~20%，CaO 25~38%，SiO₂20~35%，Fe₂O₃3~5%，Mn 0.05~0.07%，Cu 0.01~0.03%，Co 0.001~0.003%，Mo 0.001~0.002%，总量为100%。