CN106396801A - 一种提高水溶肥中锰含量的方法 - Google Patents

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
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Abstract

本发明公开了一种提高水溶肥中锰含量的方法，在95～120％多聚磷酸中加入锰盐溶液，两者混合质量比为4:6～10，升温进行鳌合反应1‑3小时，温度控制在150～400℃；再冷却至室温得到胶状化合物；向胶状化合物中持续通入氨气进行反应，加水调节得到含锰的聚磷酸铵水溶液。本发明采用多聚磷酸与锰盐进行鳌合，而后生产聚磷酸铵的方法，提高了传统聚磷酸铵中锰的溶解度，使聚磷酸铵中锰的含量达到8％以上。

Description

一种提高水溶肥中锰含量的方法
技术领域
本发明属于无机化学工业中的磷酸盐生产技术领域，是一种全新的低聚合度聚磷酸铵水溶液生产技术。
背景技术
聚磷酸铵又称多聚磷酸铵或缩聚磷酸铵(简称APP)，根据具体使用需求的不同，可生产出聚合程度不同的产品。聚磷酸铵是一种含N和P的聚磷酸盐，按其聚合度可分为低聚、中聚以及高聚3种，其聚合度越高水溶性越小，反之则水溶性越大。按其结构可以分为结晶形和无定形，结晶态聚磷酸铵为长链状水不溶性盐。聚磷酸铵的分子通式为(NH4)(n+2)PnO(3n+1)，当n为2～20时，为水溶性；当n大于20时，为难溶性。低聚合度水溶性的产品可作为阻燃剂使用，也可用于高级植物营养液(液体肥)。
聚磷酸铵可用作复混肥和液体肥料的生产。基础液肥可与氮溶液、钾肥生产液体复混肥。肥料用聚磷酸铵应是短链全水溶的，包含磷酸铵、三聚磷酸铵和四聚磷酸铵等多种聚磷酸铵，聚合度更高、链更长的聚磷酸铵只有少量存在；研究表面，农用聚磷酸铵聚合度通常为5～18，且溶解性好，是液体肥料的主要品种，农用聚磷酸铵国内生产企业非常少。
通常聚磷酸铵用于生产液体肥料时，根据作物生长需要，通常需要在肥料中添加中量元素、微量元素。因此需要鳌合添加这些元素，采用的方法是将聚磷酸铵直接鳌合锰，但由于锰离子的离子半径较小，较难螯合，因此一般的聚磷酸铵水溶液中只能溶解硫酸锰2％左右(以锰元素计)，在一定程度上不能满足特定作物生长对锰元素的需求。
发明内容
针对现有的问题，本发明的目的在于提供一种提高水溶肥中锰含量的方法，采用鳌合能力较强的多聚磷酸为原料高温鳌合锰元素，提高锰的含量，再通入氨气生产多聚磷酸铵，可有效提高多聚磷酸铵中锰的含量，解决了聚磷酸铵无法螯合锰、螯合能力低的问题。
本发明的技术方案：
一种提高水溶肥中锰含量的方法，在100～120％多聚磷酸中加入锰盐溶液，两者混合质量比为4:6～10，升温进行鳌合反应1-3小时，温度控制在200～400℃；再冷却至室温得到胶状化合物；向胶状化合物中持续通入氨气进行反应，加水调节得到含锰的聚磷酸铵水溶液。
作为技术方案的优选，所述锰盐溶液为硫酸锰、硝酸锰或氯化锰等水溶性锰盐。锰盐溶液中锰含量(质量)≥20％。
作为技术方案的优选，所述多聚磷酸与硫酸锰的质量比为4:6～8。鳌合反应温度为200～250℃。在这个配比和温度下，多聚磷酸与锰盐的鳌合程度较好，相互间的聚合较好。
作为技术方案的优选，所述胶体状化合物中的锰含量达到22％以上。
作为技术方案的优选，所述通入氨气反应0.5～2小时。
作为技术方案的优选，所述含锰的聚磷酸铵水溶液中锰含量达到8％以上。
本发明生产出的含锰的聚磷酸铵水溶液可直接作为水溶肥或根据植物生长需要进行调节水溶肥的浓度。
本发明的有益效果：
(1)本发明改变了传统先生产多聚磷酸铵，而后鳌合锰工艺，因为传统工艺中，由于多聚磷酸铵鳌合能力弱，而导致对锰鳌合能力差，难以满足植物生长需要。本发明采用新工艺，再生产多聚磷酸铵过程中，先利用鳌合能力较强的多聚磷酸对锰盐进行鳌合，提高锰元素的含量，而后通入氨气制备含锰的聚磷酸铵水溶液，其中锰含量可达到10％以上；有效克服了传统方法中聚磷酸铵对锰鳌合度低的问题。
(2)本发明方法简单，能够直接对硫酸锰进行鳌合，无需额外添加辅助试剂，既减少了化学试剂的用量，降低了生产成本，同时又简化生产路线。
(3)本发明制备出来的含锰聚磷酸铵水溶液中锰含量高，满足了作物生长对锰的需求。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明，但本发明受气候环境影响较大，结论并不局限于这些实施例。
实施例1
一种提高水溶肥中锰含量的方法，在115％多聚磷酸中加入20％硫酸锰溶液，115％多聚磷酸与硫酸锰的质量比为4:6，升温进行鳌合反应2小时，温度控制在250℃；再冷却至室温得到胶体状化合物，其锰含量为23％。向胶体状化合物中持续通入氨气，反应1小时，加入适量的水调节，得到含锰的聚磷酸铵水溶液。
将制备得到的含锰的聚磷酸铵水溶液进行检测，其锰含量达到10.6％，可直接作为水溶肥。在使用过程中，可以根据植物生长需要进行调节或采用其他缓控释材料进行施用。
实施例2
一种提高水溶肥中锰含量的方法，在100％多聚磷酸中加入23％氯化锰溶液，100％多聚磷酸与氯化锰的质量比为4:7，升温进行鳌合反应1小时，温度控制在400℃；再冷却至室温得到胶体状化合物，其锰含量为25％。向胶体状化合物中持续通入氨气，反应0.5小时，加入适量的水，得到含锰的聚磷酸铵水溶液。
将制备得到的含锰的聚磷酸铵水溶液进行检测，其锰含量达到9.5％，可直接作为水溶肥。在使用过程中，可以根据植物生长需要进行调节或采用其他缓控释材料进行施用。
实施例3
一种提高水溶肥中锰含量的方法，在120％多聚磷酸中加入25％硝酸锰溶液，120％多聚磷酸与硫酸锰的质量比为4:8，升温进行鳌合反应2小时，温度控制在350℃；再冷却至室温得到胶体状化合物，其锰含量为27％。向胶体状化合物中持续通入氨气，反应1小时，加入适量的水调节得到含锰的聚磷酸铵水溶液。
将制备得到的含锰的聚磷酸铵水溶液进行检测，其锰含量达到8.9％，可直接作为水溶肥。在使用过程中，可以根据植物生长需要进行调节或采用其他缓控释材料进行施用。
实施例4
一种提高水溶肥中锰含量的方法，在115％多聚磷酸中加入24％硫酸锰溶液，115％多聚磷酸与硫酸锰的质量比为4:10，升温进行鳌合反应1.5小时，温度控制在300℃；再冷却至室温得到胶体状化合物，其锰含量为26％。向胶体状化合物中持续通入氨气，反应0.5小时，加入适量的水，得到含锰的聚磷酸铵水溶液。
将制备得到的含锰的聚磷酸铵水溶液进行检测，其锰含量达到8.5％，可直接作为水溶肥。在使用过程中，可以根据植物生长需要进行调节或采用其他缓控释材料进行施用。
实施例5
一种提高水溶肥中锰含量的方法，在115％多聚磷酸中加入25％硫酸锰溶液，115％多聚磷酸与硫酸锰的质量比为4:7，升温进行鳌合反应2.5小时，温度控制在200℃；再冷却至室温得到胶体状化合物，其锰含量为27％。向胶体状化合物中持续通入氨气，反应1小时，加入适量的水调节，得到含锰的聚磷酸铵水溶液。
将制备得到的含锰的聚磷酸铵水溶液进行检测，其锰含量达到10.8％，可直接作为水溶肥。在使用过程中，可以根据植物生长需要进行调节或采用其他缓控释材料进行施用。
实施例6
一种提高水溶肥中锰含量的方法，在115％多聚磷酸中加入23％硫酸锰溶液，115％多聚磷酸与硫酸锰的质量比为4:8，升温进行鳌合反应3小时，温度控制在250℃；再冷却至室温得到胶体状化合物，其锰含量为25％。向胶体状化合物中持续通入氨气，反应1小时，加入适量的水调节，得到含锰的聚磷酸铵水溶液。
将制备得到的含锰的聚磷酸铵水溶液进行检测，其锰含量达到10.3％，可直接作为水溶肥。在使用过程中，可以根据植物生长需要进行调节或采用其他缓控释材料进行施用。

Claims (9)

1.一种提高水溶肥中锰含量的方法，其特征在于：在95～120％多聚磷酸中加入锰盐溶液，两者混合质量比为4:6～10，升温进行鳌合反应1-3小时，温度控制在150～400℃；再冷却至室温得到胶状化合物；向胶状化合物中持续通入氨气进行反应，加水调节得到含锰的聚磷酸铵水溶液。
2.根据权利要求1所述的提高水溶肥中锰含量的方法，其特征在于：所述锰盐溶液为硫酸锰、硝酸锰或氯化锰。
3.根据权利要求1或2所述的提高水溶肥中锰含量的方法，其特征在于：所述锰盐溶液中锰含量≥20％。
4.根据权利要求1所述的提高水溶肥中锰含量的方法，其特征在于：所述多聚磷酸与硫酸锰的质量比为4:6～8。
5.根据权利要求1所述的提高水溶肥中锰含量的方法，其特征在于：所述鳌合反应温度为200～250℃。
6.根据权利要求1所述的提高水溶肥中锰含量的方法，其特征在于：所述胶体状化合物中的锰含量达到22％以上。
7.根据权利要求1所述的提高水溶肥中锰含量的方法，其特征在于：所述通入氨气反应0.5～2小时。
8.根据权利要求1所述的提高水溶肥中锰含量的方法，其特征在于：所述含锰的聚磷酸铵水溶液中锰含量达到8％以上。
9.根据权利要求1到8任一所述的提高水溶肥中锰含量的方法，其特征在于：所述含锰的聚磷酸铵水溶液直接作为水溶肥。
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