CN105294469B - 一种乙二胺四乙酸铁钠的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种乙二胺四乙酸铁钠的制备方法，包括如下步骤：(1)称取预定量的七水硫酸亚铁加入去离子水中；称取预定量的碳酸氢盐、碳酸盐、或碳酸氢盐和碳酸盐的混合物加入到硫酸亚铁溶液中，反应得到大颗粒氢氧化亚铁沉淀；鼓入空气将氢氧化亚铁完全氧化为红棕色氢氧化铁粉末备用；(2)称取预定量的乙二胺四乙酸和氢氧化钠，加入去离子水中；(3)根据预定摩尔配比，在搅拌状态下向所述步骤(2)得到的溶液中加入氢氧化铁粉末，调节pH为4.5‑6.0，加热至60℃‑80℃，搅拌反应30min‑50min，溶液经过滤结晶后得到乙二胺四乙酸铁钠成品。本发明方法利用氢氧化亚铁现场氧化制备得到的氢氧化铁，其反应活性高，后续螯合反应时间短，产品收率高，生产效率极大提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种螯合微量元素肥料，特别是涉及一种乙二胺四乙酸铁钠的制备方法。
背景技术
铁元素在作物体内含量虽少，但具有两个重要功能：一、它是某些酶和许多电子传递蛋白的重要组成部分；二、它能调节叶绿体蛋白和叶绿素的合成。植物若缺铁会造成叶脉间失绿，进而影响植物光合作用和呼吸作用，导致作物减产和品质下降。对铁元素的补充主要有无机态铁肥，如硫酸亚铁、硫酸铁、氯化铁等，以及螯合态铁肥，如乙二胺四乙酸铁钠、二乙三胺五乙酸铁钠、乙二胺二邻羟苯基乙酸铁钠等。无机态铁肥容易沉淀、利用率低、不利于作物吸收。螯合态铁肥无论在硬水或冷水中，均能完全溶解；同时，在土壤中溶解后却不解离，既能被作物高效吸收利用，又不会在土壤中发生不利于作物的化学反应；与其它肥料，尤其是与磷酸盐混配性好，与许多除草剂、杀虫剂也相溶，大大节省了农时、使用方便，因此螯合态铁肥的应用越来越广泛。
在不同种螯合态铁肥中由于乙二胺四乙酸铁钠的生产原材料易得、产品养分含量高、效果显著、性价比最高，故目前应用最为广泛，使用量也最大。已有的乙二胺四乙酸铁钠生产方法中，常采用的是乙二胺四乙酸二钠与三氯化铁或硫酸铁直接反应制备，也有将乙二胺四乙酸二钠与氧化铁反应，或将乙二胺四乙酸与氢氧化铁反应制得，但该氢氧化铁采用的是氢氧化钠或氨水与氯化铁或硫酸铁反应直接制备。总结上述乙二胺四乙酸铁钠的制备方法存在以下问题：
1、工艺中采用三氯化铁或硫酸铁为原料直接制备时，产品中将含有大量氯化钠、硫酸钠等无机盐副产物，后续分离困难，增加了工业生产成本。
2、工艺中采用乙二胺四乙酸二钠为原料时，也将使得产品中存在大量钠离子，降低产品纯度。
3、选用氧化铁制备螯合铁时，由于氧化铁反应活性低，因此要求反应温度高，同时反应时间也将大大延长，生产能耗大、效率低。
4、工艺中若用氨水或氢氧化钠与氯化铁或硫酸铁等三价铁盐直接反应来制备氢氧化铁原料，得到的氢氧化铁为胶体状态。胶体难以过滤和洗涤，将给后续生产带来困难。
针对上述问题，提供一种低能耗、低成本、高纯度、高活性、高含量、高效率的乙二胺四乙酸铁钠制备方法很有必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种乙二胺四乙酸铁钠的制备方法，反应时间短，产品收率高，且制取的乙二胺四乙酸铁钠纯度高、水溶性好、易被作物吸收利用，同时经济高效。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种乙二胺四乙酸铁钠的制备方法，包括如下步骤：(1)称取预定量的七水硫酸亚铁加入去离子水中，加热至40℃-50℃，搅拌使之完全溶解；根据所需的摩尔配比，再称取预定量的碳酸氢盐、碳酸盐、或碳酸氢盐和碳酸盐的混合物慢慢加入到硫酸亚铁溶液中，反应15min-20min，得到大颗粒氢氧化亚铁沉淀；静置分层后，将反应液过滤，滤饼用去离子水洗涤2-3次；鼓入空气将氢氧化亚铁完全氧化为红棕色氢氧化铁粉末备用；(2)称取预定量的乙二胺四乙酸和氢氧化钠，加入去离子水中；(3)根据预定摩尔配比，在搅拌状态下向所述步骤(2)得到的溶液中加入所述步骤(1)制取的氢氧化铁粉末，调节pH为4.5-6.0，加热至60℃-80℃，搅拌反应30min-50min，溶液经过滤结晶后得到乙二胺四乙酸铁钠成品。
上述的乙二胺四乙酸铁钠的制备方法，其中，所述碳酸盐为碳酸铵、碳酸钠或碳酸钾，所述碳酸氢盐为碳酸氢铵、碳酸氢钠或碳酸氢钾。
上述的乙二胺四乙酸铁钠的制备方法，其中，所述乙二胺四乙酸、氢氧化钠和氢氧化铁的摩尔比为1:1:1-1.2。
上述的乙二胺四乙酸铁钠的制备方法，其中，所述步骤(3)中的溶液经过滤后减压浓缩，冷却结晶得到大量晶体，晶体经干燥、粉碎后即得乙二胺四乙酸铁钠成品。
本发明对比现有技术有如下有益效果：1、螯合反应中铁源来源于氢氧化铁，相比使用硫酸铁、氯化铁等铁源，所得产品不含其它无机盐副产物，产品纯度高，降低后续分离成本。2、特别是氢氧化铁的制备使用硫酸亚铁作为原料，一方面生成的氢氧化亚铁沉淀颗粒大，易过滤、除杂，避免出现使用三价铁直接生成氢氧化铁胶体难以分离除杂质的状况；另一方面生成的氢氧化亚铁可在空气中被快速氧化成氢氧化铁，制备工艺简单环保。3、利用氢氧化亚铁现场氧化制备得到的氢氧化铁，其反应活性高，后续螯合反应时间短，产品收率高，生产效率大大提高。4、最终得到产品化学性能稳定、水溶性好，能满足作物对铁元素的高效吸收，提高作物品质，能有效防治作物因铁元素缺乏而引起的病害。
具体实施方式
下面结合实例对本发明做进一步的说明，但不应理解为是对本发明的限制。
实施例1：
称取3.71kg七水硫酸亚铁加入到8L去离子水中，加热至40℃-50℃，搅拌溶解，再称取2.11kg碳酸氢铵在搅拌状态下缓慢加入到硫酸亚铁溶液中，待反应无气泡冒出为止，将反应液过滤，滤饼用去离子水洗涤2-3次，至无硫酸根离子为止，将滤饼快速风干、粉碎得到高活性氢氧化铁反应原料，氢氧化铁收率为98％以上。
在20L的反应釜中加去离子水10L，将3.12kg乙二胺四乙酸和0.43kg氢氧化钠缓慢加入其中，在搅拌下继续加入上述制得的氢氧化铁原料1.37kg，用氢氧化钠调节pH为6.0，加热至80℃，反应30min，将反应液过滤蒸发浓缩，冷却结晶，晶体粉碎后即得成品。该产品收率为93％，产品纯度达99％以上。
实施例2：
称取4.38kg七水硫酸亚铁加入到9L去离子水中，加热至40℃-50℃，搅拌溶解，再称取1.31kg碳酸钠在搅拌状态下缓慢加入到硫酸亚铁溶液中，待反应无气泡冒出为止，将反应液过滤，滤饼用去离子水洗涤2-3次，至无硫酸根离子为止，将滤饼快速风干、粉碎得到高活性氢氧化铁反应原料，氢氧化铁收率为98％以上。
在20L的反应釜中加去离子水10L，将4.10kg乙二胺四乙酸和0.56kg氢氧化钠缓慢加入其中，在搅拌下继续加入上述制得的氢氧化铁原料1.65kg，用氢氧化钠调节pH为5.5，加热至70℃，反应50min，将反应液过滤蒸发浓缩，冷却结晶，晶体粉碎后即得成品。该产品收率为95％，产品纯度达99％以上。
实施例3：
称取3.71kg七水硫酸亚铁加入到9.6L去离子水中，加热至40℃-50℃，搅拌溶解，再称取1.06kg碳酸氢铵和0.55kg碳酸钠在搅拌状态下缓慢加入到硫酸亚铁溶液中，待反应无气泡冒出为止，将反应液过滤，滤饼用去离子水洗涤2-3次，至无硫酸根离子为止，将滤饼快速风干、粉碎得到高活性氢氧化铁反应原料，氢氧化铁收率为98％以上。
在20L的反应釜中加去离子水10L，将3.82kg乙二胺四乙酸和0.52kg氢氧化钠缓慢加入其中，在搅拌下继续加入上述制得的氢氧化铁1.40kg，调节pH为5.0，加热至60℃，反应50min，将反应液过滤蒸发浓缩，冷却结晶，晶体粉碎后即得成品。该产品收率为97％，产品纯度达99％以上。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (3)
1.一种乙二胺四乙酸铁钠的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)称取预定量的七水硫酸亚铁加入去离子水中，加热至40℃-50℃，搅拌使之完全溶解；根据所需的摩尔配比，再称取预定量的碳酸氢盐、碳酸盐、或碳酸氢盐和碳酸盐的混合物慢慢加入到硫酸亚铁溶液中，反应15min-20min，得到大颗粒氢氧化亚铁沉淀；静置分层后，将反应液过滤，滤饼用去离子水洗涤2-3次；鼓入空气将氢氧化亚铁完全氧化为红棕色氢氧化铁粉末备用；
(2)称取预定量的乙二胺四乙酸和氢氧化钠，加入去离子水中；
(3)根据预定摩尔配比，在搅拌状态下向所述步骤(2)得到的溶液中加入所述步骤(1)制取的氢氧化铁粉末，调节pH为4.5-6.0，加热至60℃-80℃，搅拌反应30min-50min，溶液经过滤结晶后得到乙二胺四乙酸铁钠成品，所述乙二胺四乙酸、氢氧化钠和氢氧化铁的摩尔比为1:1:1-1.2。
2.如权利要求1所述的乙二胺四乙酸铁钠的制备方法，其特征在于，所述碳酸盐为碳酸铵、碳酸钠或碳酸钾，所述碳酸氢盐为碳酸氢铵、碳酸氢钠或碳酸氢钾。
3.如权利要求1所述的乙二胺四乙酸铁钠的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的溶液经过滤后减压浓缩，冷却结晶得到大量晶体，晶体经干燥、粉碎后即得乙二胺四乙酸铁钠成品。
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