一種納米腐植酸螯合鐵肥的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種納米腐植酸螯合鐵肥的生產(chǎn)方法，屬于肥料制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到的是以腐植酸、硫酸亞鐵為原料制造納米腐植酸螯合鐵肥的技術(shù)方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]鐵是植物生長必需的微量元素之一，是植物體內(nèi)酶的重要組分和活化劑，是形成葉綠素必需的元素，對作物的新陳代謝、生物固氮、光合作用和碳水化合物的形成起著重要作用。近年來，由于農(nóng)戶施肥重大化肥、輕有機(jī)肥，重大量元素肥料，輕中微量元素肥料，導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)及微量元素缺乏再加上北方石灰性土壤自身堿性反應(yīng)及氧化作用，使鐵形成難溶性化合物而失去活性，導(dǎo)致植物缺鐵黃化病、白葉病、黑穗病、腐爛病等連年發(fā)生，嚴(yán)重影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，更為嚴(yán)重的是影響人體健康，如缺鐵營養(yǎng)病、缺鐵性貧血病等。合理施用鐵肥有助于提高植物性產(chǎn)品的鐵含量，改善人類的鐵營養(yǎng)。
[0004]鐵肥可分為無機(jī)鐵肥、有機(jī)鐵肥和生物鐵肥三類。硫酸亞鐵和硫酸鐵是常用的無機(jī)鐵肥。有機(jī)鐵肥包括乙二胺四乙酸鐵(EDTAFe)、二乙酰三胺五醋酸鐵(DTPAFe)JSZSZ二胺三乙酸鐵(HEEDTAFe)等鐵肥;羥基羧酸鹽鐵肥如檸檬酸、葡萄糖酸鐵等;復(fù)合有機(jī)鐵肥如木質(zhì)素磺酸鐵、鐵代聚黃酮類化合物、鐵代甲氧苯基丙烷、腐植酸螯合鐵肥和氨基酸螯合鐵肥等;生物鐵肥是一些生物分泌物質(zhì)包括植物根系分泌物和土壤中微生物分泌物質(zhì)，它們能提高土壤難溶鐵的溶解性，從而提高鐵的有效性。
[0005]目前我國市場上銷售的鐵肥仍以價(jià)格低廉的無機(jī)鐵肥為主。有機(jī)鐵肥主要制成含鐵制劑在銷售，如EDDHA、HEETA、EDDHMA類鐵肥等，效果雖好，但大都依靠進(jìn)口，價(jià)格極高;而復(fù)合有機(jī)鐵肥成本雖低，但以目前的技術(shù)難以達(dá)到所需肥效;生物鐵肥正在研究，尚未進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)銷售。
[0006]納米肥料是用納米材料技術(shù)構(gòu)建、用醫(yī)藥微膠囊技術(shù)和化工微乳化技術(shù)改性而成的全新肥料，納米肥料所含的納米材料具有表面效應(yīng)和小尺寸效應(yīng)，有效增強(qiáng)肥料的吸附性能，提高肥料利用率;還可充分吸附結(jié)合在植物根系表面，促進(jìn)植物對養(yǎng)分的吸收，此外，還能改善土壤理化性質(zhì)，增強(qiáng)土壤蓄肥保肥能力。目前，采用現(xiàn)代超低溫、超微粉碎、超濾處理等技術(shù)對腐植酸進(jìn)行納米改性制備納米腐植酸已有報(bào)道，然而，納米腐植酸螯合鐵肥的生產(chǎn)方法及其作為微量元素肥料用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)還未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于，提供一種納米腐植酸螯合鐵肥的生產(chǎn)方法，為達(dá)到目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
(I)硝基腐植酸的制備:將腐植酸粉碎至通過80目篩，稱取一定質(zhì)量的腐植酸放入反應(yīng)釜A中，加入40被%硝酸溶液，腐植酸與硝酸溶液質(zhì)量比為1: (0.3?0.5)，進(jìn)行氧化和硝化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為15?30min，反應(yīng)結(jié)束后，過濾，用水將不溶物洗滌至中性； (2)硝基腐植酸溶于堿溶液:將不溶物轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜B，加入4wt%NaOH溶液，腐植酸與氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為1:10?15，攪拌速度為300?50(^/11^11，攪拌20?401^11;
(3)螯合鐵制備及噴霧干燥過程:用lmol/L硫酸溶液調(diào)節(jié)(2)所得溶液pH為5?6，加入表面活性劑，在超聲波作用下高速攪拌，攪拌速度為3000?5000r/min，超聲波頻率為80kHz，用栗均勾加入10wt%硫酸亞鐵溶液，腐植酸與硫酸亞鐵的質(zhì)量比為1.5?5:1，30min加入完畢，反應(yīng)釜內(nèi)溶液溫度范圍為70?100 °C，高速攪拌I?4h，得到含有納米腐植酸鐵的懸浮液;在超聲波作用下進(jìn)行噴霧干燥，超聲波頻率為80kHz，進(jìn)風(fēng)溫度為180?200°C，出風(fēng)溫度為80?100°C，得到納米腐植酸螯合鐵粉末。
[0008]所述表面活性劑為:聚氧乙烯失水山梨醇單油酸酯，乙氧基化脂肪酸甲酯磺酸鈉，脂肪醇醚硫酸鈉，十四烷基苯磺酸鈉，十二烷基聚氧乙烯醚中的一種或幾種按比例進(jìn)行復(fù)配。
[0009]本發(fā)明中表面活性劑的使用量為產(chǎn)品質(zhì)量的0.2?1.0%。
[0010]本發(fā)明中納米腐植酸螯合鐵的鐵含量在2?15wt%之間。
[0011 ]本發(fā)明工藝技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明找到一種生產(chǎn)納米腐植酸螯合鐵的新方法，利用該工藝生產(chǎn)納米腐植酸螯合鐵并作為微量元素肥料用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)未見報(bào)道。
[0012]2、本發(fā)明生產(chǎn)的納米腐植酸螯合鐵，由于對腐植酸進(jìn)行納米改性，與普通腐植酸堿金屬鹽相比較，其活性基團(tuán)和活性位點(diǎn)更充分地裸露在水溶液中，能有效增加腐植酸與亞鐵離子的接觸頻率，螯合性能大大提高。
[0013]3、與普通腐植酸螯合鐵肥相比較，本發(fā)明生產(chǎn)的納米腐植酸螯合鐵，尺寸小，活性高，可以直接被植物根系吸收，從而提高了肥料利用率;還促進(jìn)植物體內(nèi)葉綠素的合成和碳水化合物的運(yùn)轉(zhuǎn)，刺激植物生長，提高作物產(chǎn)量。
[0014]4、本發(fā)明工藝具有生產(chǎn)工藝簡單、操作方便、生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。因此本發(fā)明在生產(chǎn)工藝和經(jīng)濟(jì)上均有較大優(yōu)勢。
[0015]納米腐植酸螯合鐵肥的使用應(yīng)根據(jù)土壤特性、作物對鐵的需求、營養(yǎng)元素之間的平衡關(guān)系合理地施用。宜作底肥在耕層施用，還可與氮磷鉀肥料配合施用。
[0016]土壤條件與鐵肥施用:一般將有效鐵含量作為診斷土壤供鐵能力的主要指標(biāo)，土壤中有效鐵含量小于2.5mg/kg為極低水平，含量2.5mg/kg-4.5mg/kg為低，4.5mg/kg-10mg/kg為中等，10mg/kg-20mg/kg為豐富，大于20mg/kg為很豐富。在缺鐵的土壤中施用鐵肥，一般作物都有很好的增產(chǎn)效果。
作底肥施用時(shí)，納米腐植酸螯合鐵每年施用量為0.75-1.5kg/畝。
【具體實(shí)施方式】
[0017]通過以下實(shí)例，對本發(fā)明的工藝方法進(jìn)行描述。但是，實(shí)例不是對本發(fā)明的限制。
[0018]實(shí)例I。
[0019](I)硝基腐植酸的制備:將腐植酸粉碎至通過80目篩，稱取1kg腐植酸放入反應(yīng)釜A中，加入3.3kg 40wt%硝酸溶液，進(jìn)行氧化和硝化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為20min，反應(yīng)結(jié)束后，過濾，用水將不溶物洗滌至中性；
(2)硝基腐植酸溶于堿溶液:將不溶物轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜B，加入120kg 4wt% NaOH溶液，攪拌速度為350r/min,攪拌25min ；
(3 )螯合鐵制備及噴霧干燥過程:用I m ο I / L硫酸溶液調(diào)節(jié)(2 )所得溶液p H為5，加入17.98聚氧乙稀失水山梨醇單油酸酯，在超聲波作用下高速攪拌，攪拌速度為350017/111；[11，超聲波頻率為80kHz，用栗均勻加入23.89kg 10wt%硫酸亞鐵溶液，該溶液由七水硫酸亞鐵和水配置而成，30min加入完畢，反應(yīng)釜內(nèi)溶液溫度范圍為75 V，高速攪拌1.5h，得到含有納米腐植酸鐵的懸浮液;在超聲波作用下進(jìn)行噴霧干燥，超聲波頻率為80kHz，進(jìn)風(fēng)溫度為1800C，出風(fēng)溫度為85°C，得到7.16kg納米腐植酸螯合鐵粉末，鐵含量為5wt%。
[0020]實(shí)例2。
[0021 ] (I)硝基腐植酸的制備:將腐植酸粉碎至通過80目篩，稱取20kg腐植酸放入反應(yīng)釜A中，加入7.2kg 40wt%硝酸溶液，進(jìn)行氧化和硝化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為25min，反應(yīng)結(jié)束后，過濾，用水將不溶物洗滌至中性；
(2)硝基腐植酸溶于堿溶液:將不溶物轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜B，加入260kg4wt% NaOH溶液，攪拌速度為400r/min,攪拌30min ；
(3)螯合鐵制備及噴霧干燥過程:用lmol/L硫酸溶液調(diào)節(jié)(2)所得溶液pH為5.5，表面活性劑為乙氧基化脂肪酸甲酯磺酸鈉、脂肪醇醚硫酸鈉、十四烷基苯磺酸鈉的混合物，加入量為60.88g，乙氧基化脂肪酸甲酯磺酸鈉、脂肪醇醚硫酸鈉、十四烷基苯磺酸鈉質(zhì)量比為1:1:1，在超聲波作用下高速攪拌，攪拌速度為4000r/min，超聲波頻率為80kHz，用栗均勻加入72.8kg 10wt%硫酸亞鐵溶液，該溶液由一水硫酸亞鐵和水配置而成，30min加入完畢，反應(yīng)釜內(nèi)溶液溫度范圍為80°C，高速攪拌2h，得到含有納米腐植酸鐵的懸浮液;在超聲波作用下進(jìn)行噴霧干燥，超聲波頻率為80kHz，進(jìn)風(fēng)溫度為190°C，出風(fēng)溫度為100°(:，得到15.221^納米腐植酸螯合鐵粉末，鐵含量為8wt%。
[0022]實(shí)例3。
[0023](I)硝基腐植酸的制備:將腐植酸粉碎至通過80目篩，稱取50kg腐植酸放入反應(yīng)釜A中，加入22.5kg 40wt%硝酸溶液，進(jìn)行氧化和硝化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為30min，反應(yīng)結(jié)束后，過濾，用水將不溶物洗滌至中性；
(2)硝基腐植酸溶于堿溶液:將不溶物轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜B，加入700kg 4wt% NaOH溶液，攪拌速度為450r/min,攪拌35min ；
(3 )螯合鐵制備及噴霧干燥過程:用I m ο I / L硫酸溶液調(diào)節(jié)(2 )所得溶液P H為6，加入261.2g十二烷基聚氧乙烯醚和聚氧乙烯失水山梨醇單油酸酯的混合物，兩者質(zhì)量比為1:2，在超聲波作用下高速攪拌，攪拌速度為4500r/min，超聲波頻率為80kHz，用栗均勻加入281.7kg 10wt%硫酸亞鐵溶液，該溶液由七水硫酸亞鐵和水配置而成，30min加入完畢，反應(yīng)釜內(nèi)溶液溫度范圍為85°C，高速攪拌3h，得到含有納米腐植酸鐵的懸浮液;在超聲波作用下進(jìn)行噴霧干燥，超聲波頻率為80kHz，進(jìn)風(fēng)溫度為190°C，出風(fēng)溫度為90°C，得到43.53kg納米腐植酸螯合鐵粉末，鐵含量為15wt%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種納米腐植酸螯合鐵肥的生產(chǎn)方法，其特征在于其制備步驟為: (1)硝基腐植酸的制備:將腐植酸粉碎至通過80目篩，稱取一定質(zhì)量的腐植酸放入反應(yīng)釜A中，加入40被%硝酸溶液，腐植酸與硝酸溶液質(zhì)量比為1: (0.3?0.5)，進(jìn)行氧化和硝化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為15?30min，反應(yīng)結(jié)束后，過濾，用水將不溶物洗滌至中性； (2)硝基腐植酸溶于堿溶液:將不溶物轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜B，加入4wt%NaOH溶液，腐植酸與氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為1:10?15，攪拌速度為300?50(^/11^11，攪拌20?401^11; (3)螯合鐵制備及噴霧干燥過程:用lmol/L硫酸溶液調(diào)節(jié)(2)所得溶液pH為5?6，加入表面活性劑，在超聲波作用下高速攪拌，攪拌速度為3000?5000r/min，超聲波頻率為80kHz，用栗均勾加入10wt%硫酸亞鐵溶液，腐植酸與硫酸亞鐵的質(zhì)量比為1.5?5:1，30min加入完畢，反應(yīng)釜內(nèi)溶液溫度范圍為70?100 °C，高速攪拌I?4h，得到含有納米腐植酸鐵的懸浮液;在超聲波作用下進(jìn)行噴霧干燥，超聲波頻率為80kHz，進(jìn)風(fēng)溫度為180?200°C，出風(fēng)溫度為80?100°C，得到納米腐植酸螯合鐵粉末，鐵含量在2?15wt%之間可調(diào)； 所述表面活性劑為:聚氧乙烯失水山梨醇單油酸酯，乙氧基化脂肪酸甲酯磺酸鈉，脂肪醇醚硫酸鈉，十四烷基苯磺酸鈉，十二烷基聚氧乙烯醚中的一種或幾種按比例進(jìn)行復(fù)配。2.—種如權(quán)利要求1所述的納米腐植酸螯合鐵肥的生產(chǎn)方法，所述表面活性劑的使用量為產(chǎn)品質(zhì)量的0.2?1.0%。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種納米腐植酸螯合鐵肥的生產(chǎn)方法，屬于肥料制造技術(shù)領(lǐng)域。該方法通過加入表面活性劑聯(lián)合使用高速攪拌以及超聲技術(shù)對腐植酸進(jìn)行納米改性，與普通腐植酸堿金屬鹽溶液相比，納米腐植酸的活性基團(tuán)和活性位點(diǎn)更充分地裸露在水溶液中，能有效增加腐植酸與亞鐵離子的接觸頻率，螯合性能大大提高；此外，納米腐植酸螯合鐵肥可以直接被植物根系吸收，從而提高了肥料利用率；還能提高植物性產(chǎn)品的鐵含量，改善人類的鐵營養(yǎng)。該方法具有生產(chǎn)工藝簡單、操作靈活、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此本發(fā)明在生產(chǎn)工藝和經(jīng)濟(jì)上均有較大優(yōu)勢。
【IPC分類】C05G1/00
【公開號(hào)】CN105646038
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】張文輝, 梅丹丹, 萬亞珍, 谷守玉
【申請人】河南力浮科技有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年3月10日