CN106083353A

CN106083353A - 一种抗硬水腐植酸钾组合物、缓释肥料及其制备方法

Info

Publication number: CN106083353A
Application number: CN201610438485.1A
Authority: CN
Inventors: 王晓春; 罗冬贵; 赵佳宗; 何焯杰
Original assignee: GUANGDONG LADUOMEI CHEMICAL FERTILIZER CO Ltd
Current assignee: GUANGDONG LADUOMEI CHEMICAL FERTILIZER CO Ltd
Priority date: 2016-06-16
Filing date: 2016-06-16
Publication date: 2016-11-09

Abstract

本发明涉及一种抗硬水腐植酸钾组合物，其由腐植酸钾和抗硬水剂组成；其中，所述抗硬水剂由氨基酸、柠檬酸、EDTA组成，氨基酸、柠檬酸、EDTA的质量比为1.2‑1.8:0.8‑1.2:1；所述抗硬水剂和所述腐植酸钾按的质量比为100:1‑8。本发明还提供了一种包含有上述抗硬水腐植酸钾组合物的缓释肥料及其制备方法。本发明还提供该组合物的应用，本发明的抗硬水腐植酸钾组合物能够使得腐植酸钾溶解在10‑30度硬水中不出现沉淀，保证腐植酸钾在大多数水质条件下可以顺利使用。

Description

一种抗硬水腐植酸钾组合物、缓释肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及肥料技术领域，具体涉及一种抗硬水腐植酸钾组合物、缓释肥料及其制备方法。

背景技术

腐植酸是一种有机大分子化合物，是有机物质在地球物理化学作用下形成的复杂有机分子。腐植酸广泛存在于自然界，对维持生态平衡起到重要的作用。尤其重要的是，它是维系土壤结构的重要物质。对于维持土壤肥力有重要作用。

腐植酸类物质不仅存在于土壤中，同时也以煤炭的形式存在于地壳中。通过一定化学手段，将煤中间的腐植酸提取出来，制成水溶性产品，比如腐植酸钾、腐植酸钠等。水溶性指标是农用品非常重要指标。因为植物只能吸水溶解于水的物质。对于腐植酸钾而言，水溶性的意义在于，腐植酸钾部分小分子物质可以被植物吸收，腐植酸对肥料的增效作用和改良土壤效果直接决定于其水溶性的好坏。

腐植酸本质是有机弱酸，有机弱酸很容易与很多金属离子结合而沉淀。水中常见的离子：钙、镁均会使腐植酸沉淀。土壤中常见的铁、锌、锰也可以与腐植酸反应而沉淀。腐植酸的这种特性是腐植酸类物质应用的巨大障碍。腐植酸钾是腐植酸类物质中最适合应用于农业的一种成分。在农业上有广泛的应用前景。腐植酸钾抗沉淀的能力决定它的效果。这种能力可以简单用在一定硬度的硬水中不沉淀来评价。抗硬水能力是腐植酸钾质量好坏的关键指标。但现有技术中并没有专门针对腐植酸钾的抗硬水剂，而如果在分子结构上改造腐植酸钾，成本过于高，效果有限。因此，研究一种专门针对腐植酸钾的抗硬水剂显得尤其必要。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种抗硬水腐植酸钾组合物，能够使得腐植酸钾溶解在10-30度硬水中不出现沉淀，保证腐植酸钾在大多数水质条件下可以顺利使用。

本发明的目的之二在于提供一种包含有上述抗硬水腐植酸钾组合物的缓释肥料。

本发明的目的之三在于提供一种包含有上述抗硬水腐植酸钾组合物的缓释肥料的制备方法。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种抗硬水腐植酸钾组合物，其由腐植酸钾和抗硬水剂组成；其中，所述抗硬水剂由氨基酸、柠檬酸、EDTA组成，氨基酸、柠檬酸、EDTA的质量比为1.2-1.8:0.8-1.2:1；所述抗硬水剂和所述腐植酸钾的质量比为100:1-8。

作为优选，腐植酸钾的水溶性(干基计)≥95％，细度≥80目，钾(K₂O干基计)≥10％，腐植酸(干基计)≥65％；所述柠檬酸为无水柠檬酸。

一种缓释肥料，包括上述抗硬水腐植酸钾组合物、氮源、磷源、钾肥、EDTA络合物和消泡剂；其中，各组分的重量份为：抗硬水腐植酸钾组合物10-30份、氮源350-450份、磷源100-300份、钾肥200-500份、微量元素添加剂1-2份、消泡剂1-3份。

作为优选，所述氮源为尿素；所述磷源为工业磷酸一铵或磷酸二氢钾；所述钾肥为氯化钾或硫酸钾。

作为优选，所述中微量元素添加剂为EDTA络合物，所述的EDTA络合物为钙、镁、铜、铁、锌、锰、钼的EDTA络合物中的一种或一种以上混合物。

一种缓释肥料的制备方法，其按以下步骤进行：

1)在熔融锅中，加入配方量的氮源，将氮源加热至熔融状态，使其自然溢流至一级混合锅中；

2)在一级混合锅中，往熔融的尿素里加入配方量的磷源，加热搅拌，混合后得到第一熔融混合料，所述第一熔融混合料自然溢流至二级混合锅中；

3)在二级混合锅中加入配方量的钾肥、EDTA络合物、抗硬水腐植酸钾组合物、消泡剂，加热搅拌，得到第二熔融混合料，保温反应；

4)将第二熔融混合料通过高塔内的双轴差动造粒机完成造粒，通过塔下二次冷却降温，得到缓释肥料。

优选地，还包括5)包膜：将步骤4)冷却后得到的缓释肥料经包膜机完成包膜。

优选地，所述步骤1)中，加热温度控制在123℃-128℃；

优选地，所述步骤2)中，加热温度控制在110℃-120℃；

优选地，所述步骤3)中，抗硬水腐植酸钾组合物加入后，加热温度控制在100℃-110℃；保温反应的时间为8-10min。

优选地，所述步骤4)的二次冷却降温，物料下塔后第一次冷却控制出料温度为48℃-55℃；第二次冷却控制出料温度为45℃以下；冷却设备选用回转滚筒冷却机。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明抗硬水剂的基本原理在于，只要在腐植酸钾和金属离子结合前，抢先与会导致腐植酸沉淀的金属离子结合，就可以使腐植酸钾在水中保持水溶状态。根据基本原理，首选使用螯合剂，螯合剂和金属离子形成稳定的水溶性物质。螯合剂种类繁多，不同的螯合剂适用于不同的使用环境。需考虑以下几个因素：水的硬度、pH值、温度。抗硬水剂针对绝大多数中国地表水硬度而制定。极端水硬度可达60度，一般处于10-30度左右。所以抗硬水剂的研发目标是腐植酸钾溶解在10-30度硬水中不出现沉淀。保证腐植酸钾在大多数水质条件下可以顺利使用。pH值会影响螯合剂的螯合效果。不同螯合剂在不同的pH值下起作用。根据使用时的pH情况确定螯合剂及加入量。腐植酸钾为碱性物质。腐植酸钾可以单独使用，浓度较高时pH值会高于10。但是腐植酸钾会用在肥料中，肥料原料多为酸性，肥料也多为酸性。不同的原料会导致肥料呈现不同的pH值。越是水溶性好的原料(磷、钾)，pH值越低。腐植酸钾在肥料的添加量也会影响pH值。一般情况下，添加腐植酸钾的复合肥依然会呈酸性。由于农业实际使用条件比教复杂，抗硬水剂面临较为多变的酸碱环境。要能在酸、碱环境下都能发挥作用。抗硬水剂要随着腐植酸钾进入高温(110-120℃)的反应条件。首先必须要耐高温，在高温下不发生分解。而且必须不能和肥料的原料发生反应。根据以上分析，必须使用几种螯合剂复配来制作抗硬水腐植酸钾组合物。本发明以氨基酸、EDTA、柠檬酸为主要成分。这种组合可以使用多种pH环境，可以屏蔽大多数金属离子，能够使得腐植酸钾溶解在10-30度硬水中不出现沉淀，保证腐植酸钾在大多数水质条件下可以顺利使用。使用本发明所述的抗硬水剂，使腐植酸钾既可以作为复合肥料，还可以作为水溶肥原料。特别是水溶肥料，需要加入多种微量元素及磷素，螯合剂(EDTA)不仅保护腐植酸钾，还可以保护磷素。本发明生产的缓释肥料，其有效养分(N+P2O5+K2O)≥51％。所述的中量元素为钙和镁，微量元素为铜、铁、锌、锰、钼、硼。

具体实施方式

以下对本发明的实施例进行具体说明。本发明所采用原料都可以从市场购得。作为优选，腐植酸钾的水溶性(干基计)≥95％，细度≥80目，钾(K₂O干基计)≥10％，腐植酸(干基计)≥65％；所述柠檬酸为无水柠檬酸。作为优选，所述氮源为尿素；所述磷源为工业磷酸一铵或磷酸二氢钾；所述钾肥为氯化钾或硫酸钾。作为优选，所述中微量元素添加剂为EDTA络合物，所述的EDTA络合物为钙、镁、铜、铁、锌、锰、钼的EDTA络合物中的一种或两种以上混合物。

实施例1：

本实施例所述的一种抗硬水腐植酸钾组合物，其由腐植酸钾和抗硬水剂组成；其中，所述抗硬水剂由氨基酸、柠檬酸、EDTA组成，氨基酸、柠檬酸、EDTA的质量比为1.5:1:1；所述抗硬水剂和所述腐植酸钾的质量比为100:5。

所述抗硬水腐植酸钾组合物的制备方法：按配方配比将上述原料混合均匀即可。

一种缓释肥料，包括上述抗硬水腐植酸钾组合物、氮源、磷源、钾肥、EDTA络合物和消泡剂；其中，各组分的质量比为抗硬水腐植酸钾组合物：氮源：磷源：钾肥：微量元素添加剂：消泡剂＝20:450:170:360:1.5:1.5。

一种缓释肥料的制备方法，其按以下步骤进行：

1)在熔融锅中，加入配方量的氮源，将氮源加热至熔融状态，使其自然溢流至一级混合锅中；加热温度控制在123℃-128℃；

2)在一级混合锅中，往熔融的尿素里加入配方量的磷源，加热搅拌，混合后得到第一熔融混合料，所述第一熔融混合料自然溢流至二级混合锅中；加热温度控制在110℃-120℃；

3)在二级混合锅中加入配方量的钾肥、EDTA络合物、抗硬水腐植酸钾组合物、消泡剂，加热搅拌，得到第二熔融混合料，保温反应；抗硬水腐植酸钾组合物加入后，加热温度控制在100℃-110℃；保温反应的时间为8-10min。

4)将第二熔融混合料通过高塔内的双轴差动造粒机完成造粒，通过塔下二次冷却降温，得到缓释肥料。所述步骤4)的二次冷却降温，物料下塔后第一次冷却控制出料温度为48℃-55℃；第二次冷却控制出料温度为45℃以下；冷却设备选用回转滚筒冷却机。

5)包膜：将步骤4)冷却后得到的缓释肥料经包膜机完成包膜。

实施例2：

本实施例的特点是：所述的一种抗硬水腐植酸钾组合物，其由腐植酸钾和抗硬水剂组成；其中，所述抗硬水剂由氨基酸、柠檬酸、EDTA组成，氨基酸、柠檬酸、EDTA的质量比为1.2:0.8:1；所述抗硬水剂和所述腐植酸钾的质量比为100:1。

一种缓释肥料，包括上述抗硬水腐植酸钾组合物、氮源、磷源、钾肥、EDTA络合物和消泡剂；其中，各组分的质量比为抗硬水腐植酸钾组合物：氮源：磷源：钾肥：微量元素添加剂：消泡剂＝15：435：300：250：1：1。

其它与实施例1相同。

实施例3：

本实施例的特点是：所述的一种抗硬水腐植酸钾组合物，其由腐植酸钾和抗硬水剂组成；其中，所述抗硬水剂由氨基酸、柠檬酸、EDTA组成，氨基酸、柠檬酸、EDTA的质量比为1.8:1.2:1；所述抗硬水剂和所述腐植酸钾的质量比为100:8。

一种缓释肥料，包括上述抗硬水腐植酸钾组合物、氮源、磷源、钾肥、EDTA络合物和消泡剂；其中，各组分的质量比为抗硬水腐植酸钾组合物：氮源：磷源：钾肥：微量元素添加剂：消泡剂＝30：390：100：480：2：2。

其它与实施例1相同。

对比例1：

提供一种抗硬水腐植酸钾组合物，其由腐植酸钾和抗硬水剂组成；其中，所述抗硬水剂由氨基酸组成，所述抗硬水剂和所述腐植酸钾的质量比为100:5。

对比例2：

提供一种抗硬水腐植酸钾组合物，其由腐植酸钾和抗硬水剂组成；其中，所述抗硬水剂由柠檬酸组成；所述抗硬水剂和所述腐植酸钾的质量比为100:5。

对比例3：

提供一种抗硬水腐植酸钾组合物，其由腐植酸钾和抗硬水剂组成；其中，所述抗硬水剂由EDTA组成；所述抗硬水剂和所述腐植酸钾的质量比为100:5。

对比例4：

提供一种抗硬水腐植酸钾组合物，其由腐植酸钾和抗硬水剂组成；其中，所述抗硬水剂由柠檬酸、EDTA组成，柠檬酸、EDTA的质量比为1:1；所述抗硬水剂和所述腐植酸钾的质量比为100:5。

对比例5：

提供一种抗硬水腐植酸钾组合物，其由腐植酸钾和抗硬水剂组成；其中，所述抗硬水剂由氨基酸、EDTA组成，氨基酸、EDTA的质量比为1.5:1；所述抗硬水剂和所述腐植酸钾的质量比为100:5。

性能检测

将本实施例1-3所述的抗硬水腐植酸钾组合物以及对比例1-4分别放入30度硬水中，在不同的PH值条件下，放置一定时间后，观察是否絮凝，结果见表1。

表1

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims

1.一种抗硬水腐植酸钾组合物，其特征在于，其由腐植酸钾和抗硬水剂组成；其中，所述抗硬水剂由氨基酸、柠檬酸、EDTA组成，氨基酸、柠檬酸、EDTA的质量比为1.2-1.8:0.8-1.2:1；所述抗硬水剂和所述腐植酸钾的质量比为100:1-8。

2.根据权利要求1所述的抗硬水腐植酸钾组合物，其特征在于，作为优选，腐植酸钾的水溶性(干基计)≥95％，细度≥80目，钾(K₂O干基计)≥10％，腐植酸(干基计)≥65％；所述柠檬酸为无水柠檬酸。

3.一种缓释肥料，其特征在于，包括权利要求1或2所述抗硬水腐植酸钾组合物、氮源、磷源、钾肥、EDTA络合物和消泡剂；其中，各组分的重量份为：抗硬水腐植酸钾组合物10-30份、氮源350-450份、磷源100-300份、钾肥200-500份、微量元素添加剂1-2份、消泡剂1-3份。

4.根据权利要求3所述的缓释肥料，其特征在于，所述氮源为尿素；所述磷源为工业磷酸一铵或磷酸二氢钾；所述钾肥为氯化钾或硫酸钾。

5.根据权利要求3所述的缓释肥料，其特征在于，所述中微量元素添加剂为EDTA络合物，所述的EDTA络合物为钙、镁、铜、铁、锌、锰、钼的EDTA络合物中的一种或一种以上混合物。

6.一种根据权利要求3-5任意一项所述的缓释肥料的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：

7.根据权利要求6所述的缓释肥料的制备方法，其特征在于，还包括5)包膜：将步骤4)冷却后得到的缓释肥料经包膜机完成包膜。

8.根据权利要求6所述的缓释肥料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，加热温度控制在123℃-128℃；所述步骤2)中，加热温度控制在110℃-120℃。

9.根据权利要求6所述的缓释肥料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，抗硬水腐植酸钾组合物加入后，加热温度控制在100℃-110℃；保温反应的时间为8-10min。

10.根据权利要求6所述的缓释肥料的制备方法，其特征在于，所述步骤4)的二次冷却降温，物料下塔后第一次冷却控制出料温度为48℃-55℃；第二次冷却控制出料温度为45℃以下；冷却设备选用回转滚筒冷却机。