CN109232098A - 有机营养型硫酸钾溶解加速剂及其制备与它的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种有机营养型硫酸钾溶解加速剂及其制备方法与它的用途。本发明有机营养型硫酸钾溶解加速剂由有机酸混合物溶液、酪氨酸、亮氨酸、苏氨酸与醇胺等组成。本发明有机营养型硫酸钾溶解加速剂不仅可以大幅度提高硫酸钾的溶解速度6‑120倍，而且对作物还具有有机营养功能，与无机营养的协同增效作用进一步提高钾和硫元素的营养效率。

Description

有机营养型硫酸钾溶解加速剂及其制备与它的用途
【技术领域】
本发明属于肥料生产技术领域。更具体地，本发明涉及一种有机营养型硫酸钾溶解加速剂，还涉及一种有机营养型硫酸钾溶解加速剂的制备方法，还涉及所述有机营养型硫酸钾溶解加速剂的用途。
【背景技术】
硫酸钾是由硫酸根离子和钾离子组成的盐，通常状况下为无色或白色结晶、颗粒或粉末。硫酸钾是我国重要的钾肥类型，也是生产复合肥、水溶肥的重要原料。具有以下优点：1、特别适用于烟草、柑橘、葡萄、马铃薯等氯敏感作物；2、我国土壤缺硫面积占耕地总面积的比例达40％，需要使用硫酸钾；3、硫酸钾是生理酸性肥料，可改良盐碱土壤，为作物根系生长提供良好环境。
硫酸钾虽是强酸强碱盐，但其在水溶的溶解速度非常慢，硫酸根易与钙离子反应生成沉淀，严重影响其肥效的发挥，并给肥料施用特别是水溶性肥料施用带来不便。为加速其溶解，往往采取振荡(24小时)、加热的方法，这在施肥过程中不但增加时间成本、劳动成本、能源成本，而且难以大范围应用。一些有机物质，如有机酸、木醋液/竹醋液、氨基酸等，经处理后不仅可以作为有机营养被作物吸收，促进作物生长，提高作物吸收、运输和利用养分的能力，还可以通过调节pH、螯合中微量元素等条件，促进硫酸钾溶解，起到有机营养与钾、硫养分协同增效的作用。
CN103771910A公开了“一种生产速溶硫酸钾的方法”，包括以下步骤：(1)喷淋助剂调制：将无机酸、酸酐或酸式无机盐配成水溶液；(2)将调制好的助剂喷淋到硫酸钾表面；(3)向喷淋助剂后的硫酸钾表面喷淋表面活性剂水溶液；(4)将喷淋助剂和表面改性剂水溶液后的湿硫酸钾干燥；(5)将硫酸钾产品破碎，包装，得成品。加工工艺简单，在不改变原有硫酸钾生产工艺的基础上，喷淋少量助剂，改变硫酸钾表面性能，即获得速溶硫酸钾产品，得到的产品克服了硫酸钾存贮过程中因吸湿而结块的缺陷；在水中能快速分散溶解，同时解决了冲施肥过程堵塞滴孔的问题。
【发明内容】
[要解决的技术问题]
本发明的目的是提供一种有机营养型硫酸钾溶解加速剂。
本发明的另一个目的是提供所述有机营养型硫酸钾溶解加速剂的制备方法。
本发明的另一个目的是提供所述有机营养型硫酸钾溶解加速剂的用途。
[技术方案]
本发明是通过下述技术方案实现的。
本发明涉及一种有机营养型硫酸钾溶解加速剂。
该有机营养型硫酸钾溶解加速剂组成如下：以重量份计
根据本发明的另一种优选实施方式，该有机营养型硫酸钾溶解加速剂组成如下：以重量份计
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的醇胺是一种或多种选自一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或N-甲基二乙醇胺的醇胺。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的有机酸混合物溶液是由20重量份冰醋酸、2～5重量份水杨酸、1～3重量份乙二胺四乙酸与72～77重量份木醋液或竹醋液组成的。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的有机酸混合物溶液是由20重量份冰醋酸、2.8～4.2重量份水杨酸、1.6～2.4重量份乙二胺四乙酸与74～75重量份木醋液或竹醋液组成的。
本发明还涉及所述有机营养型硫酸钾溶解加速剂的制备方法。
该制备方法的步骤如下：
A、有机酸混合物溶液的制备
将20重量份冰醋酸、2～5重量份水杨酸与1～3重量份乙二胺四乙酸加到72～77重量份木醋液或竹醋液中，混合均匀，再加热至温度50℃～80℃，在这个温度下搅拌至这些有机酸完全溶解，然后冷却得到所述的有机酸混合物溶液；
B、有机营养型硫酸钾溶解加速剂的制备
将20～40重量份步骤A得到的有机酸混合物溶液、1～5重量份酪氨酸、1～5重量份亮氨酸、1～5重量份苏氨酸与2～5重量份甘油加到20～70重量份水中，搅拌溶解，再加入5～20重量份醇胺，搅拌溶解，冷却得到所述的有机营养型硫酸钾溶解加速剂。
本发明还涉及所述的有机营养型硫酸钾溶解加速剂或由所述制备方法制备得到的有机营养型硫酸钾溶解加速剂在用水溶解硫酸钾中的用途。
根据本发明的另一种优选实施方式，用水溶解硫酸钾的步骤如下：
首先将水温调节至温度5～25℃，然后把所述的有机营养型硫酸钾溶解加速剂或所述制备方法制备的有机营养型硫酸钾溶解加速剂加到该水中，接着加入硫酸钾，其中硫酸钾与水的重量比为0.5～1.2：10.0，有机营养型硫酸钾溶解加速剂与硫酸钾的重量比为0.05～1.0：1，搅拌混合均匀，在0.5～10.0min内使硫酸钾完全溶解于水中。
根据本发明的另一种优选实施方式，硫酸钾的粒度是60～150目。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述搅拌的搅拌速度是80～200rpm。
下面将更详细地描述本发明。
本发明涉及一种有机营养型硫酸钾溶解加速剂。
该有机营养型硫酸钾溶解加速剂组成如下：以重量份计
酪氨酸在本发明硫酸钾溶解加速剂中的主要作用是提供有机营养，螯合水中的钙离子等金属离子，减少沉淀产生。本发明使用的酪氨酸是目前市场上销售的产品，例如由江苏佰耀生物科技公司以商品名L-酪氨酸销售的产品。
亮氨酸在本发明硫酸钾溶解加速剂中的主要作用是提供有机营养，螯合金属离子。本发明使用的亮氨酸是目前市场上销售的产品，例如由武汉远成共创科技有限公司以商品名L-亮氨酸销售的产品。
苏氨酸在本发明硫酸钾溶解加速剂中的主要作用是提供有机营养，螯合金属离子。本发明使用的苏氨酸是目前市场上销售的产品，例如由西安大丰收生物科技有限公司以商品名L-苏氨酸销售的产品。
甘油在本发明硫酸钾溶解加速剂中的主要作用是提高溶解后硫酸钾液体的稳定性，本发明使用的甘油是目前市场上销售的产品，例如由济南楠华吉地环保科技有限公司以商品名工业甘油销售的产品。
醇胺在本发明硫酸钾溶解加速剂中的主要作用是调节本发明硫酸钾溶解加速剂的pH、螯合微量元素、增强液体抗低温能力。根据本发明，所述的醇胺是一种或多种选自一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或N-甲基二乙醇胺的醇胺。本发明使用的醇胺是目前市场上销售的产品，例如由上海敏晨化工有限公司以商品名一乙醇胺(MEA)销售的产品、由邹平县国安化工有限公司以商品名N-甲基二乙醇胺(MDEA)销售的产品。
有机酸混合物溶液在本发明硫酸钾溶解加速剂中的主要作用是加快硫酸钾的溶解速度，它是由20重量份冰醋酸、2～5重量份水杨酸、1～3重量份乙二胺四乙酸与72～77重量份木醋液或竹醋液组成的。本发明使用的木醋液是目前市场上销售的产品，例如由东营润益生物科技有限公司以商品名木醋液销售的产品，本发明使用的竹醋液是目前市场上销售的产品，例如由郑州依侬生物科技有限公司以商品名竹醋液销售的产品，其它组分也都是目前市场上销售的产品。
优选地，所述的有机酸混合物溶液是由20重量份冰醋酸、2.8～4.2重量份水杨酸、1.6～2.4重量份乙二胺四乙酸与74～75重量份木醋液或竹醋液组成的。在本发明中，其它组分的含量在所述的范围内时，如果酪氨酸的含量小于1重量份，则有机营养及螯合金属离子的作用有限；如果酪氨酸的含量大于5重量份，则增加不必要的成本，并可能引起酪氨酸析出；因此，酪氨酸的含量为1～5重量份是合理的；
同样地，其它组分的含量在所述的范围内时，如果亮氨酸的含量小于1重量份，则有机营养作用不明显；如果亮氨酸的含量大于5重量份，则出现亮氨酸析出；因此，亮氨酸的含量为1～5重量份是恰当的；
其它组分的含量在所述的范围内时，如果苏氨酸的含量小于1重量份，则有机营养作用不明显；如果苏氨酸的含量大于5重量份，则出现苏氨酸析出沉淀；因此，苏氨酸的含量为1～5重量份是合适的；
其它组分的含量在所述的范围内时，如果甘油的含量小于2重量份，则对提高溶液稳定性效果不明显；如果甘油的含量大于5重量份，则影响到氨基酸的溶解性；因此，甘油的含量为2～5重量份是可行的；
其它组分的含量在所述的范围内时，如果混合有机酸液体的含量小于20重量份，则加速溶解硫酸钾的效果不理想；如果混合有机酸液体的含量大于40重量份，则溶解速度提高不显著，造成成本增加；因此，混合有机酸液体的含量为20～40重量份是适当的；
其它组分的含量在所述的范围内时，如果醇胺的含量小于5重量份，则对提高液体缓冲性能作用有限；如果醇胺的含量大于20重量份，则因导致pH上升影响溶解剂的效果；因此，醇胺的含量为5～20重量份是合适的。
优选地，该有机营养型硫酸钾溶解加速剂组成如下：以重量份计
本发明还涉及所述有机营养型硫酸钾溶解加速剂的制备方法。
该制备方法的步骤如下：
A、有机酸混合物溶液的制备
将20重量份冰醋酸、2～5重量份水杨酸与1～3重量份乙二胺四乙酸加到72～77重量份木醋液或竹醋液中，混合均匀，再加热至温度50℃～80℃，在这个温度下搅拌至这些有机酸完全溶解，然后冷却得到所述的有机酸混合物溶液；
B、有机营养型硫酸钾溶解加速剂的制备
将20～40重量份步骤A得到的有机酸混合物溶液、1～5重量份酪氨酸、1～5重量份亮氨酸、1～5重量份苏氨酸与2～5重量份甘油加到20～70重量份水中，搅拌溶解，再加入5～20重量份醇胺，搅拌溶解，冷却得到所述的有机营养型硫酸钾溶解加速剂。
有关制备有机酸混合物溶液与有机营养型硫酸钾溶解加速剂的原料情况在前面已经描述，在此不再赘述。
本发明还涉及所述有机营养型硫酸钾溶解加速剂或根据所述制备方法制备得到的有机营养型硫酸钾溶解加速剂在用水溶解硫酸钾中的用途。
在本发明中，用水溶解硫酸钾的步骤如下：
首先将水温调节至温度5～25℃，然后把上述的有机营养型硫酸钾溶解加速剂或上述制备方法制备得到的有机营养型硫酸钾溶解加速剂加到该水中，接着加入硫酸钾，其中硫酸钾与水的重量比为0.5～1.2：10.0，有机营养型硫酸钾溶解加速剂与硫酸钾的重量比为0.05～1.0：1，搅拌混合均匀，在0.5～10.0min内使硫酸钾完全溶解于水中。
在本发明中，将水温调节至温度5～25℃的主要目的在于符合实际应用时的温度条件。
硫酸钾与水的重量比控制在0.5～1.2：10.0是因为硫酸钾作为水溶肥施用，先溶解为相对较高浓度的溶液，再进入灌溉系统。低于0.5:10时，随水灌溉时硫酸钾浓度过低；超过1.2:10，硫酸钾达到饱和溶解度，出现析出沉淀。
有机营养型硫酸钾溶解加速剂与硫酸钾的重量比控制在0.05～1.0：1是因为低于0.05:1时，溶解速度相对较慢；高于1:1时，影响硫酸钾作为主体肥料的应用。
优选地，所述硫酸钾的粒度是60～150目。所述搅拌的搅拌速度是80～200rpm。
[有益效果]
本发明的有益效果是：有机营养型硫酸钾溶解加速剂可广泛应用于硫酸钾型复合肥料、有机无机复合肥料、水溶肥料的生产，也可以用于常规硫酸钾型肥料的生产。本发明有机营养型硫酸钾溶解加速剂不仅可以大幅度提高硫酸钾的溶解速度，与现有用水溶解硫酸钾相比提高6-120倍，而且对作物还具有有机营养功能，与无机营养的协同增效作用进一步提高钾和硫元素的营养效率。
【具体实施方式】
通过下述实施例将能够更好地理解本发明。
一、制备实施例
实施例1：本发明有机营养型硫酸钾溶解加速剂制备
该实施例的实施步骤如下：
A、有机酸混合物溶液的制备
将20重量份冰醋酸、2.8重量份水杨酸与1重量份乙二胺四乙酸加到72重量份由东营润益生物科技有限公司以商品名木醋液销售的产品中，混合均匀，再加热至温度70℃，在这个温度下搅拌至这些有机酸完全溶解，然后冷却得到所述的有机酸混合物溶液；
B、有机营养型硫酸钾溶解加速剂的制备
将20重量份步骤A得到的有机酸混合物溶液、1.8重量份酪氨酸、1重量份亮氨酸、1重量份苏氨酸与4.5重量份甘油加到35重量份水中，搅拌溶解，再加入20重量份N-甲基二乙醇胺醇胺，搅拌溶解，冷却，得到所述的有机营养型硫酸钾溶解加速剂。
实施例2：本发明有机营养型硫酸钾溶解加速剂制备
该实施例的实施步骤如下：
A、有机酸混合物溶液的制备
将20重量份冰醋酸、4.2重量份水杨酸与3重量份乙二胺四乙酸加到74重量份由郑州依侬生物科技有限公司以商品名竹醋液销售的产品中，混合均匀，再加热至温度50℃，在这个温度下搅拌至这些有机酸完全溶解，然后冷却得到所述的有机酸混合物溶液；
B、有机营养型硫酸钾溶解加速剂的制备
将26重量份步骤A得到的有机酸混合物溶液、4.2重量份酪氨酸、5重量份亮氨酸、1.8重量份苏氨酸与2重量份甘油加到55重量份水中，搅拌溶解，再加入5重量份一乙醇胺，搅拌溶解，冷却得到所述的有机营养型硫酸钾溶解加速剂。
实施例3：本发明有机营养型硫酸钾溶解加速剂制备
该实施例的实施步骤如下：
A、有机酸混合物溶液的制备
将20重量份冰醋酸、2重量份水杨酸与1.6重量份乙二胺四乙酸加到75重量份由济南坤鸿生物公司以商品名木醋液销售的产品中，混合均匀，再加热至温度60℃，在这个温度下搅拌至这些有机酸完全溶解，然后冷却得到所述的有机酸混合物溶液；
B、有机营养型硫酸钾溶解加速剂的制备
将34重量份步骤A得到的有机酸混合物溶液、1重量份酪氨酸、1.8重量份亮氨酸、4.2重量份苏氨酸与2.5重量份甘油加到20重量份水中，搅拌溶解，再加入8重量份三乙醇胺，搅拌溶解，冷却得到所述的有机营养型硫酸钾溶解加速剂。
实施例4：本发明有机营养型硫酸钾溶解加速剂制备
该实施例的实施步骤如下：
A、有机酸混合物溶液的制备
将20重量份冰醋酸、5重量份水杨酸与2.4重量份乙二胺四乙酸加到77重量份由宜丰县方胜竹业有限责任公司以商品名竹醋液销售的产品中，混合均匀，再加热至温度80℃，在这个温度下搅拌至这些有机酸完全溶解，然后冷却得到所述的有机酸混合物溶液；
B、有机营养型硫酸钾溶解加速剂的制备
将40重量份步骤A得到的有机酸混合物溶液、5重量份酪氨酸、4.2重量份亮氨酸、5重量份苏氨酸与5重量份甘油加到70重量份水中，搅拌溶解，再加入16重量份二乙醇胺，搅拌溶解，冷却得到所述的有机营养型硫酸钾溶解加速剂。
二、试验实施例
试验实施例1：本发明硫酸钾溶解加速剂实施效果
使用实施例2与实施例3制备的硫酸钾溶解加速剂，它们分别记为溶解加速剂A和溶解加速剂B。没有添加硫酸钾溶解加速剂为对照CK。
首先将水温调节至温度25℃，然后把所述的有机营养型硫酸钾溶解加速剂加到该水中，接着加入粒度为100目的硫酸钾，以搅拌速度80rpm搅拌混合均匀，记录硫酸钾完全溶解时间；其中硫酸钾与水的重量比为0.8：10.0，硫酸钾溶解加速剂与硫酸钾的重量比为0.5：1。
该试验结果列于表1中。
表1：硫酸钾溶解加速剂的效果
表1的试验结果表明，本发明硫酸钾溶解加速剂明显促进硫酸钾的溶解，溶解加速剂A和B的溶解速度分别比CK提高64倍和35倍，大幅度提高了硫酸钾的溶解速率。
试验实施例2：本发明硫酸钾溶解加速剂实施效果
使用实施例1与实施例4制备的硫酸钾溶解加速剂，它们分别记为溶解加速剂C和溶解加速剂D。没有添加硫酸钾溶解加速剂为对照CK。
首先将水温调节至温度5℃，然后把所述的有机营养型硫酸钾溶解加速剂加到该水中，接着加入粒度是60目硫酸钾，以搅拌速度100rpm搅拌混合均匀，记录硫酸钾完全溶解时间；其中硫酸钾与水的重量比为1.2：10.0，硫酸钾溶解加速剂与硫酸钾的重量比为1.0：1。
该试验结果列于表2中。
表2：硫酸钾溶解加速剂的效果
表1的试验结果表明，本发明硫酸钾溶解加速剂明显促进硫酸钾的溶解，溶解加速剂C和D的溶解速度分别比CK提高46倍和55倍，大幅度提高了硫酸钾的溶解速率。
试验实施例3：本发明硫酸钾溶解加速剂实施效果
使用实施例1与实施例3制备的硫酸钾溶解加速剂，它们分别记为溶解加速剂C和溶解加速剂A。没有添加硫酸钾溶解加速剂为对照CK。
首先将水温调节至温度12℃，然后把所述的有机营养型硫酸钾溶解加速剂加到该水中，接着加入粒度是150目硫酸钾，以搅拌速度200rpm搅拌混合均匀，记录硫酸钾完全溶解时间；其中硫酸钾与水的重量比为0.5：10.0，硫酸钾溶解加速剂与硫酸钾的重量比为0.05：1。
该试验结果列于表3中。
表3：硫酸钾溶解加速剂的效果
表1的试验结果表明，本发明硫酸钾溶解加速剂明显促进硫酸钾的溶解，溶解加速剂A和B的溶解速度分别比CK提高68倍和72倍，大幅度提高了硫酸钾的溶解速率。由此可见，本发明硫酸钾溶解加速剂可明显硫酸钾的溶解速率，可广泛应用于硫酸钾型复合肥料、有机无机复合肥料、水溶肥料的生产，还可以在常规硫酸钾型肥料使用过程中使用。

Claims (10)

1.一种有机营养型硫酸钾溶解加速剂，其特征在于该有机营养型硫酸钾溶解加速剂组成如下：以重量份计
2.根据权利要求1所述的有机营养型硫酸钾溶解加速剂，其特征在于该有机营养型硫酸钾溶解加速剂组成如下：以重量份计
3.根据权利要求1或2所述的有机营养型硫酸钾溶解加速剂，其特征在于所述的醇胺是一种或多种选自一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或N-甲基二乙醇胺的醇胺。
4.根据权利要求1或2所述的有机营养型硫酸钾溶解加速剂，其特征在于所述的有机酸混合物溶液是由20重量份冰醋酸、2～5重量份水杨酸、1～3重量份乙二胺四乙酸与72～77重量份木醋液或竹醋液组成的。
5.根据权利要求1或2所述的有机营养型硫酸钾溶解加速剂，其特征在于所述的有机酸混合物溶液是由20重量份冰醋酸、2.8～4.2重量份水杨酸、1.6～2.4重量份乙二胺四乙酸与74～75重量份木醋液或竹醋液组成的。
6.根据权利要求1所述有机营养型硫酸钾溶解加速剂的制备方法，其特征在于该制备方法的步骤如下：
A、有机酸混合物溶液的制备
将20重量份冰醋酸、2～5重量份水杨酸与1～3重量份乙二胺四乙酸加到72～77重量份木醋液或竹醋液中，混合均匀，再加热至温度50℃～80℃，在这个温度下搅拌至这些有机酸完全溶解，然后冷却得到所述的有机酸混合物溶液；
B、有机营养型硫酸钾溶解加速剂的制备。
将20～40重量份步骤A得到的有机酸混合物溶液、1～5重量份酪氨酸、1～5重量份亮氨酸、1～5重量份苏氨酸与2～5重量份甘油加到20～70重量份水中，搅拌溶解，再加入5～20重量份醇胺，搅拌溶解，冷却得到所述的有机营养型硫酸钾溶解加速剂。
7.根据权利要求1所述的有机营养型硫酸钾溶解加速剂或根据权利要求6所述制备方法制备得到的有机营养型硫酸钾溶解加速剂在用水溶解硫酸钾中的用途。
8.根据权利要求所述的用途，其特征在于用水溶解硫酸钾的步骤如下：
首先将水温调节至温度5～25℃，然后把权利要求1所述的有机营养型硫酸钾溶解加速剂或权利要求6所述制备方法制备的有机营养型硫酸钾溶解加速剂加到该水中，接着加入硫酸钾，其中硫酸钾与水的重量比为0.5～1.2：10.0，有机营养型硫酸钾溶解加速剂与硫酸钾的重量比为0.05～1.0：1，搅拌混合均匀，在0.5～10.0min内使硫酸钾完全溶解于水中。
9.根据权利要求8所述的用途，其特征在于硫酸钾的粒度是60～150目。
10.根据权利要求8所述的用途，其特征在于所述搅拌的搅拌速度是80～200rpm。
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