CN107226733A - 新型多元素生态螯合肥及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了新型多元素生态螯合肥及其制造方法，该肥料由尿素、硫酸铵、磷酸一铵、硫酸钾、硝酸钾、无水硫酸镁、四水硝酸、七水硫酸锌0.6～1.2份、七水硫酸亚铁、五水硫酸铜、硼酸、增效型螯合剂(柠檬酸+氨水+羟基乙酸)和生物可降解螯合剂乙二胺二琥珀酸三钠组成。通过将增效型螯合剂与EDDS适宜配伍，复方螯合剂可生物降解，螯合性能显著提高，肥料中的中微量元素经过两次螯合反应，形成水溶性网状螯合物，然后再与大量元素氮、磷、钾进行造粒而得到该产品。该产品适用pH范围广，水溶性好、养分均衡、易吸收，避免了营养元素之间的拮抗作用而造成的缺素症，提高作物产量，改善农产品品质，肥料利用率提高了10～15％。

Description

新型多元素生态螯合肥及其制造方法

技术领域

本发明涉及农用肥料技术领域，具体涉及新型多元素生态螯合肥及其制造方法。

背景技术

我国是一个农业大国，用用占世界7％的耕地养活占世界21％的人口。肥料作为粮食的粮食，粮食的增产50％来自于肥料的贡献，但是由于不科学合理施肥导致我国土壤重金属超标、土壤板结、土壤次生盐渍化、土壤酸化。不合理施肥主要表现在过量施肥、施肥方法不当、施肥结构不合理。近几十年来，人们为了追求高产，过量的施用化肥，导致肥料流失严重，造成水质富营养化，硝酸盐超标。施肥结构不合理主要表现在三重三轻：重化肥，轻有机肥；重氮肥，轻磷钾；重大量元素，轻中微量元素。过量的施用某种元素会增加对某种元素的拮抗作用，如施氮过量会引起缺钙；钾过多会降低钙、镁、硼的有效性；磷过多会降低钙、锌、硼的有效性，引起作物缺素症，作物病害严重，农产品品质低劣。目前，我国土壤微量元素的缺乏非常严重，据全国第二次土壤普查的结果，我国土壤缺硼的面积最大，占68.1％。东部，南、北方都有。缺锌的耕地面积占45.7％。有效锌最低的土壤主要是石灰性土壤。缺钼的耕地占59.8％，南、北方均有缺乏。缺钙、缺铁、缺锰的土壤主要分布在石灰性等土壤。

面对我国不合理施肥带来的一系列问题，农业部提出了到2020年化肥农药零增长行动，未来的肥料发展方向是发展绿色肥料产品，提高肥料利用率。为此，新型多元素生态螯合肥应运而生。

在肥料中添加含中微量元素的可溶性金属盐，某些成分会与某些中微量元素发生聚沉反应，降低肥料养分的有效性。以中微量元素金属盐的形式施入土壤中的中、微量元素，不但很快被土壤固定和流失，而且某些中微量元素不容易被作物吸收，甚至不能吸收(如铁离子)。据文献报导，中微量元素螯合后可显著提高其利用率2～5倍，根据作物的需肥规律、土壤的供肥能力，与大量元素氮磷钾配方使用，肥料的利用率会更高。如CN 1194964A“多元素螯合 肥及制造方法”，在肥料中应用了螯合剂，在一定程度上提高了肥料的利用率，增加了作物产量。在肥料中应用的螯合剂EDTA、EDDHA，施如土壤后很难降解，进入生态环境后会污染环境。在肥料中以腐植酸作物螯合剂，由于腐植酸的分子量大、浓度低、螯合能力低，发挥的作用很小，腐植酸中如CN 102040424“一种黄腐酸钾螯合肥”。另外有的以氨基酸为螯合剂，如CN 200810138483.6“一种双螯合复合肥”，氨基酸的螯合能力也很弱。因此，研究一种养分均衡、肥料利用率高、安全环保、绿色生态的新型多元素生态螯合肥是农业提质增效，降低农业面源污染的重要措施之一。

发明内容

本发明的目的是提供新型多元素生态螯合肥及其制造方法。本发明在新型多元素生态螯合肥中加入了生物可降解复方螯合剂，中微量元素经过两次螯合形成网状水溶性螯合物，不容易被土壤固定，更容易被作物吸收，肥料利用率更高，不容易流失，减少了环境污染，是一种环境友好型新型肥料。。

本发明的技术方案是提供新型多元素生态螯合肥，是由如下组分组成，均为重量份：

大量元素：尿素(含氮≥46％)4～24份、硫酸铵(含氮≥21％)18～48、磷酸一铵(氮≥12％和五氧化二磷≥60％)8～20份、硫酸钾(氧化钾≥50％)10～20份、硝酸钾(氮≥13％和氧化钾≥46％)10～20份；中量元素：无水硫酸镁(镁≥26％和硫≥29％)1～3份、四水硝酸(钙≥16％，氮≥11％)1～3份；微量元素：七水硫酸锌(锌≥21)0.6～1.2份、七水硫酸亚铁(铁≥20％)0.1～0.5份、五水硫酸铜(铜≥25％，硫≥16％)0.05～0.1份、硼酸(硼≥17％)0.1～0.5份；增效型螯合剂：2～4份；乙二胺二琥珀酸三钠(EDDS·Na₃)：0.5～1份。

所述的增效型螯合剂是柠檬酸、氨水∶羟基乙酸，它们的重量比是1∶0.03～0.07∶0.2～0.5。

新型多元素生态螯合肥，按产品重量份数，其组分是：

(1)大量元素：尿素(含氮≥46％)4份、硫酸铵(含氮≥21％)47.5、磷酸一铵(氮≥12％和五氧化二磷≥60％)8份、硫酸钾(氧化钾≥50％) 15份、硝酸钾(氮≥13％和氧化钾≥46％)19份；

(2)中量元素：无水硫酸镁(镁≥26％和硫≥29％)2份、四水硝酸(钙≥16％，氮≥11％)1.4份；

(3)微量元素：七水硫酸锌(锌≥21)0.6份、七水硫酸亚铁(铁≥20％)0.2份、五水硫酸铜(铜≥25％，硫≥16％)0.1份、硼酸(硼≥17％)0.2份；

(4)增效型螯合剂：2份

(5)乙二胺二琥珀酸三钠(EDDS·Na₃)：0.5份；

(6)所述的增效型螯合剂是柠檬酸、氨水∶羟基乙酸，它们的重量比是1∶0.05∶0.2。

新型多元素生态螯合肥，按产品重量份数，其组分是：

(1)大量元素：尿素(含氮≥46％)11份、硫酸铵(含氮≥21％)31份、磷酸一铵(氮≥12％和五氧化二磷≥60％)8份、硫酸钾(氧化钾≥50％)20份、硝酸钾(氮≥13％和氧化钾≥46％)20份；

(2)中量元素：无水硫酸镁(镁≥26％和硫≥29％)3份、四水硝酸(钙≥16％，氮≥11％)1份；

(3)微量元素：七水硫酸锌(锌≥21)0.6份、七水硫酸亚铁(铁≥20％)0.1份、五水硫酸铜(铜≥25％，硫≥16％)0.1份、硼酸(硼≥17％)0.4份；

(4)增效型螯合剂：3.6份

(5)乙二胺二琥珀酸三钠(EDDS·Na₃)：1份；

(6)所述的增效型螯合剂是柠檬酸、氨水∶羟基乙酸，它们的重量比是1∶0.07∶0.5。

本发明新型多元素生态螯合肥是通过以下步骤来实现的：

(1)增效型螯合剂的制备：首先在一水柠檬酸中加入柠檬酸重量12～35％的水，使其处于过饱和状态，加热至50～80℃然后在密闭的反应釜中缓慢加入氨水调节酸碱度，并进行不断搅拌，搅拌速度为10～60rpm/min。一水柠檬酸和氨水的重量比为1∶0.03～0.07。，保温50～ 80℃下，反应30～50min后，在不断搅拌下(搅拌速度为10～60rpm/min)加入螯合增效剂羟基乙酸，一水柠檬酸与羟基乙酸的重量比是1∶0.2～0.5，在50～80℃下继续搅拌10～15min。

(2)第一步螯合反应：取2～3份增效型螯合剂，然后依次加入0.85～2.3份微量元素和2～6份中量元素，搅拌均匀后，立即封闭反应釜，升温至50～80℃后，保温2～3小时。

(3)第二步螯合反应：在第一步螯合反应产生的结束后，向反应釜中加入0.5～1份EDDS·Na₂，边加边搅拌，搅拌均匀后在60～80℃下保温2～3小时。

(4)最后按照权利要求1所述的配比，将第二步螯合反应中生成的螯合物加入到大量元素肥料中，在蒸汽转鼓造粒机或喷浆造粒机中进行造粒制成新型多元素生态螯合肥颗粒，然后经烘干、冷却、筛分，最后进行包装，形成成品肥。

(5)步骤(3)中形成的螯合物也可以先进行低温结晶，离心甩滤，干燥，粉碎，得到粉末状螯合物。此新型多元素生态螯合肥可直接应用于农业生产，稀释500～100倍液进行叶面喷施。

(6)步骤(5)中得到的粉末状螯合中微量元素肥料按照权利要求1中所述的配比首先将大量元素肥料进行造粒，然后将螯合中微量元素肥料加入肥料造粒系统末端的包裹窑中，通过计量泵按照权利要求1所述的量在肥料颗粒表面进行包裹。

本发明的特点：

本发明针对现有技术的不足，在对此方法长期的研究和实践过程中，研制出了新型多元素生态螯合肥及其制造方法，该种肥料及制造工艺特点是：

(1)该肥中加入的螯合剂是复方螯合剂，是一种生态环保型螯合剂。它们都能被土壤微生物降解，施入土壤后容易被微生物降解，无残留，不污染环境。

(2)该肥中采用了螯合增效技术，螯合剂的螯合能力显著增强。

(3)该肥采用了两次螯合工艺，更多的螯合基团与金属离子配位，形成水溶性网状螯合物，不容易被土壤固定，更容易被作物吸收，肥料利用率更高， 不容易流失，减少了环境污染，是一种环境友好型新型肥料。

(4)该肥除了含有大量营养元素，还含有螯合态中微量元素，作物吸收养分更均衡，避免了因营养元素缺乏造成的生理病害。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合实例对本发明进行详细说明：

实施例1：

新型多元素生态螯合肥的组分如下，均为重量份：

尿素(含氮≥46％)4份、硫酸铵(含氮≥21％)47.5、磷酸一铵(氮≥12％和五氧化二磷≥60％)8份、硫酸钾(氧化钾≥50％)15份、硝酸钾(氮≥13％和氧化钾≥46％)19份、无水硫酸镁(镁≥26％和硫≥29％)2份、四水硝酸(钙≥16％，氮≥11％)1.4份、七水硫酸锌(锌≥21)0.6份、七水硫酸亚铁(铁≥20％)0.2份、五水硫酸铜(铜≥25％，硫≥16％)0.1份、硼酸(硼≥17％)0.2份、增效型螯合剂2份、乙二胺二琥珀酸三钠0.5份。所述的增效型螯合剂是柠檬酸、氨水∶羟基乙酸，它们的重量比是1∶0.05∶0.2。

新型多元素生态螯合肥的具体制造过程如下：

(1)增效型螯合剂的制备：首先在一水柠檬酸中加入柠檬酸重量20％的水，使其处于过饱和状态，加热至70℃然后在密闭的反应釜中缓慢加入氨水调节酸碱度，并进行不断搅拌，搅拌速度为60rpm/min。一水柠檬酸和氨水的重量比为1∶0.07。，保温80℃下，反应30min后，在不断搅拌下(搅拌速度为60rpm/min)加入螯合增效剂羟基乙酸，一水柠檬酸与羟基乙酸的重量比是1∶0.2，在80℃下继续搅拌15min。

(2)第一步螯合反应：取2份增效型螯合剂，在其中依次加入1.1份微量元素和3.4份中量元素，搅拌均匀后，立即封闭反应釜，升温至80℃后，保温2小时。

(3)第二步螯合反应：在第一步螯合反应产生的结束后，向反应釜中加入1.5份乙二胺二琥珀酸三钠，边加边搅拌，搅拌均匀后在80℃下保温2小时。

(4)将第二步螯合反应中生成的螯合物加入到大量元素肥料中，在蒸汽转鼓造粒机或喷浆造粒机中进行造粒制成新型多元素生态螯合肥颗粒，然后经烘干、冷却、筛分，最后进行包装，形成成品肥。

(5)步骤(3)中形成的螯合物也可以先进行低温结晶，离心甩滤，干燥，粉碎，得到粉末状螯合物。此新型多元素生态螯合肥可直接应用于农业生产，稀释500～100倍液进行叶面喷施。

(6)步骤(5)中得到的粉末状螯合中微量元素肥料按照配方配比在大量元素肥料颗粒表面进行包裹。具体步骤是首先按照配方将大量元素肥料进行造粒，然后按照配方中的螯合态中微量元素比例将螯合中微量元素肥料加入肥料造粒系统末端的包裹窑中，通过计量泵定量在肥料颗粒表面进行包裹。

实施例2：

新型多元素生态螯合肥的组分如下，均为重量份：

尿素(含氮≥46％)11份、硫酸铵(含氮≥21％)31份、磷酸一铵(氮≥12％和五氧化二磷≥60％)8份、硫酸钾(氧化钾≥50％)20份、硝酸钾(氮≥13％和氧化钾≥46％)20份、无水硫酸镁(镁≥26％和硫≥29％)3份、四水硝酸(钙≥16％，氮≥11％)1份、七水硫酸锌(锌≥21)0.6份、七水硫酸亚铁(铁≥20％)0.1份、五水硫酸铜(铜≥25％，硫≥16％)0.1份、硼酸(硼≥17％)0.4份、增效型螯合剂3.6份、乙二胺二琥珀酸三钠：1份。所述的增效型螯合剂是柠檬酸、氨水∶羟基乙酸，它们的重量比是1∶0.07∶0.5。

新型多元素生态螯合肥的具体制造过程如下：

(1)增效型螯合剂的制备：首先在一水柠檬酸中加入柠檬酸重量30％的水，使其处于过饱和状态，加热至80℃然后在密闭的反应釜中缓慢加入氨水调节酸碱度，并进行不断搅拌，搅拌速度为60rpm/min。一水柠檬酸和氨水的重量比为1∶0.05。，保温80℃下，反应30min后，在不断搅拌 下(搅拌速度为60rpm/min)加入螯合增效剂羟基乙酸，一水柠檬酸与羟基乙酸的重量比是1∶0.5，在80℃下继续搅拌15min。

(2)第一步螯合反应：取3.6份增效型螯合剂，在其中依次加入1.2份微量元素和4份中量元素，搅拌均匀后，立即封闭反应釜，升温至75℃后，保温2小时。

(3)第二步螯合反应：在第一步螯合反应产生的结束后，向反应釜中加入1份乙二胺二琥珀酸三钠，边加边搅拌，搅拌均匀后在80℃下保温2小时。

(4)将第二步螯合反应中生成的螯合物加入到大量元素肥料中，在蒸汽转鼓造粒机或喷浆造粒机中进行造粒制成新型多元素生态螯合肥颗粒，然后经烘干、冷却、筛分，最后进行包装，形成成品肥。

(5)步骤(3)中形成的螯合物也可以先进行低温结晶，离心甩滤，干燥，粉碎，得到粉末状螯合物。此新型多元素生态螯合肥可直接应用于农业生产，稀释500～100倍液进行叶面喷施。

(6)步骤(5)中得到的粉末状螯合中微量元素肥料按照配方配比在大量元素肥料颗粒表面进行包裹。具体步骤是首先按照配方将大量元素肥料进行造粒，然后按照配方中的螯合态中微量元素比例将螯合中微量元素肥料加入肥料造粒系统末端的包裹窑中，通过计量泵定量在肥料颗粒表面进行包裹。

实施例3：

新型多元素生态螯合肥的组分如下，均为重量份：

尿素(含氮≥46％)24份、硫酸铵(含氮≥21％)28份、磷酸一铵(氮≥12％和五氧化二磷≥60％)8份、硫酸钾(氧化钾≥50％)15份、硝酸钾(氮≥13％和氧化钾≥46％)14份、无水硫酸镁(镁≥26％和硫≥29％)1份、四水硝酸(钙≥16％，氮≥11％)3份、七水硫酸锌(锌≥21)0.6份、七水硫酸亚铁(铁≥20％)0.1份、五水硫酸铜(铜≥25％，硫≥16％)0.1份、硼酸(硼≥17％)0.4份、增效型螯合剂4.6份、乙二胺二琥珀酸三钠：0.8份。所述的增效型螯合剂是柠檬酸、氨水∶羟基乙酸，它们的重量比是1∶0.07∶0.5。

新型多元素生态螯合肥的具体制造过程如下：

(1)增效型螯合剂的制备：首先在一水柠檬酸中加入柠檬酸重量30％的水，使其处于过饱和状态，加热至80℃然后在密闭的反应釜中缓慢加入氨水调节酸碱度，并进行不断搅拌，搅拌速度为60rpm/min。一水柠檬酸和氨水的重量比为1∶0.05。，保温80℃下，反应30min后，在不断搅拌下(搅拌速度为60rpm/min)加入螯合增效剂羟基乙酸，一水柠檬酸与羟基乙酸的重量比是1∶0.5，在80℃下继续搅拌15min。

(2)第一步螯合反应：取4.6份增效型螯合剂，在其中依次加入1.2份微量元素和4份中量元素，搅拌均匀后，立即封闭反应釜，升温至75℃后，保温2小时。

(3)第二步螯合反应：在第一步螯合反应产生的结束后，向反应釜中加入0.8份乙二胺二琥珀酸三钠，边加边搅拌，搅拌均匀后在80℃下保温2小时。

(4)将第二步螯合反应中生成的螯合物加入到大量元素肥料中，在蒸汽转鼓造粒机或喷浆造粒机中进行造粒制成新型多元素生态螯合肥颗粒，然后经烘干、冷却、筛分，最后进行包装，形成成品肥。

(5)步骤(3)中形成的螯合物也可以先进行低温结晶，离心甩滤，干燥，粉碎，得到粉末状螯合物。此新型多元素生态螯合肥可直接应用于农业生产，稀释500～100倍液进行叶面喷施。

(6)步骤(5)中得到的粉末状螯合中微量元素肥料按照配方配比在大量元素肥料颗粒表面进行包裹。具体步骤是首先按照配方将大量元素肥料进行造粒，然后按照配方中的螯合态中微量元素比例将螯合中微量元素肥料加入肥料造粒系统末端的包裹窑中，通过计量泵定量在肥料颗粒表面进行包裹。

以上对本发明实施例所提供的新型多元素生态螯合肥及其制造方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.新型多元素生态螯合肥，其特征在于，是由如下组分组成，均为重量份，其中：

大量元素：尿素(含氮≥46％)4～24份、硫酸铵(含氮≥21％)18～48、磷酸一铵(氮≥12％和五氧化二磷≥60％)8～20份、硫酸钾(氧化钾≥50％)10～20份、硝酸钾(氮≥13％和氧化钾≥46％)10～20份；

中量元素：无水硫酸镁(镁≥26％和硫≥29％)1～3份、四水硝酸(钙≥16％，氮≥11％)1～3份；

微量元素：七水硫酸锌(锌≥21)0.6～1.2份、七水硫酸亚铁(铁≥20％)0.1～0.5份、五水硫酸铜(铜≥25％，硫≥16％)0.05～0.1份、硼酸(硼≥17％)0.1～0.5份；

增效型螯合剂：2～4份

乙二胺二琥珀酸三钠(EDDS·Na₃)：0.5～1份。

2.根据权利要求1所述的新型多元素生态螯合肥，其特征在于所述的增效型螯合剂是柠檬酸、氨水：羟基乙酸，它们的重量比是1∶0.03～0.07∶0.2～0.5。

3.根据权利要求1所述的新型多元素生态螯合肥，按产品重量，其组份是

(1)大量元素：尿素(含氮≥46％)4份、硫酸铵(含氮≥21％)47.5、磷酸一铵(氮≥12％和五氧化二磷≥60％)8份、硫酸钾(氧化钾≥50％)15份、硝酸钾(氮≥13％和氧化钾≥46％)19份；

(2)中量元素：无水硫酸镁(镁≥26％和硫≥29％)2份、四水硝酸(钙≥16％，氮≥11％)1.4份；

(3)微量元素：七水硫酸锌(锌≥21)0.6份、七水硫酸亚铁(铁≥20％)0.2份、五水硫酸铜(铜≥25％，硫≥16％)0.1份、硼酸(硼≥17％)0.2份；

(4)增效型螯合剂：2份

(5)乙二胺二琥珀酸三钠(EDDS·Na₃)：0.5份；

(6)所述的增效型螯合剂是柠檬酸、氨水∶羟基乙酸，它们的重量比是1∶0.05∶0.2。

4.根据权利要求1所述的新型多元素生态螯合肥，按产品重量，其组份是

(1)大量元素：尿素(含氮≥46％)11份、硫酸铵(含氮≥21％)31份、磷酸一铵(氮≥12％和五氧化二磷≥60％)8份、硫酸钾(氧化钾≥50％)20份、硝酸钾(氮≥13％和氧化钾≥46％)20份；

(2)中量元素：无水硫酸镁(镁≥26％和硫≥29％)3份、四水硝酸(钙≥16％，氮≥11％)1份；

(3)微量元素：七水硫酸锌(锌≥21)0.6份、七水硫酸亚铁(铁≥20％)0.1份、五水硫酸铜(铜≥25％，硫≥16％)0.1份、硼酸(硼≥17％)0.4份；

(4)增效型螯合剂：3.6份

(5)乙二胺二琥珀酸三钠(EDDS·Na₃)：1份；

(6)所述的增效型螯合剂是柠檬酸、氨水：羟基乙酸，它们的重量比是1∶0.07∶0.5。

5.根据权利要求1所述的新型多元素生态螯合肥的制备方法，其特征在于制备工艺，包括如下步骤：

(1)增效型螯合剂的制备：首先在一水柠檬酸中加入柠檬酸重量12～35％的水，使其处于过饱和状态，加热至50～80℃然后在密闭的反应釜中缓慢加入氨水调节酸碱度，并进行不断搅拌，搅拌速度为10～60rpm/min。一水柠檬酸和氨水的重量比为1∶0.03～0.07。，保温50～80℃下，反应30～50min后，在不断搅拌下(搅拌速度为10～60rpm/min)加入螯合增效剂羟基乙酸，一水柠檬酸与羟基乙酸的重量比是1∶0.2～0.5，在50～80℃下继续搅拌10～15min。

(2)第一步螯合反应：取2～3份增效型螯合剂，然后依次加入0.85～2.3份微量元素和2～6份中量元素，搅拌均匀后，立即封闭反应釜，升温至50～80℃后，保温2～3小时。

(3)第二步螯合反应：在第一步螯合反应产生的结束后，向反应釜中加入0.5～1份EDDS·Na₂，边加边搅拌，搅拌均匀后在60～80℃下保温2～3小时。

(4)最后按照权利要求1所述的配比，将第二步螯合反应中生成的螯合物加 入到大量元素肥料中，在蒸汽转鼓造粒机或喷浆造粒机中进行造粒制成新型多元素生态螯合肥颗粒，然后经烘干、冷却、筛分，最后进行包装，形成成品肥。

(5)步骤(3)中形成的螯合物也可以先进行低温结晶，离心甩滤，干燥，粉碎，得到粉末状螯合物。此新型多元素生态螯合肥可直接应用于农业生产，稀释500～100倍液进行叶面喷施。

(6)步骤(5)中得到的粉末状螯合中微量元素肥料按照权利要求1中所述的配比首先将大量元素肥料进行造粒，然后将螯合中微量元素肥料加入肥料造粒系统末端的包裹窑中，通过计量泵按照权利要求1所述的量在肥料颗粒表面进行包裹。