專利名稱：一種可以分解土壤中磷鉀及微量元素的酸性肥料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種酸性肥料，尤其是一種能將土壤中無效的磷、鉀及微量元素分解為有效磷、鉀及微量元素的酸性肥料。
背景技術：
磷、鉀及微量元素是植物生長發育不可缺少的營養元素，是植物的重要組成部分。 人們為保證作物的生長需要，大多通過施用可溶性磷肥、鉀肥及微肥為植物提供有效的磷、 鉀和微量元素，以滿足作物生長的需要。但磷酸根化學性質活潑，施入后很快與土壤中的 Ca2+、Fe3\ Fe2\ Al3+等結合，形成難溶的磷酸鹽。據科學測算，世界絕大部分土壤中總磷、 總鉀并不缺，其含量磷(以P20 5計)一般為0.1 0.2%，鉀(以K20計)一般為1 2. 5%，個別可達4%。但是這些磷、鉀元素99%以無效形式存在于磷酸三鈣和硅酸鹽等礦物中，不能被植物吸收利用。土壤中缺少可被植物吸收利用的有效磷、鉀及微量元素，是世界范圍內普遍存在的問題，它嚴重限制了作物的產量及分布。而且隨著人口增長對糧食需求的不斷增加以及由此引起的危機，還將會不斷加重。為此如何將土壤中的無效磷、鉀及微量元素如何轉化為能被植物吸收利用的有效狀態，減少含有磷、鉀及微量元素成分的化肥的使用量已成為科學研究的重要課題。人們采用多種方法提高磷、鉀的利用率，如在發掘植物自身潛力，提高對土壤中的難溶態磷、鉀的吸收利用，以及采用解磷、解鉀等生物菌肥將難溶態磷、鉀轉化為植物可吸收利用的形態，提高土壤中有效磷、鉀的含量，增加作物產量。多年前，美國、墨西哥、加拿大等國家的科技人員在實踐中發現用硫酸在堿性土壤降低土壤酸堿度的同時，可以有效地分解出植物生長所需要的磷、鉀及微量元素，并廣泛的應用于堿性土壤中磷、鉀及微量元素的分解，而且獲多項美國專利。在此基礎上成功的開發出了硫酸-尿素液態配合肥料，在美國西部的堿性土壤上應用取得了使植物生長更加健壯，收成增加的效果。發明人經過大量研究試驗，證明在不同類型的土壤中，液態硫酸，磷酸、硝酸、鹽酸等都可以有效地分解出足夠作物生長所需要的磷、鉀及微量元素，而且在酸性和微酸性土壤中使用不會使土壤變酸。但是，由于使用液態硫酸、硝酸、鹽酸及磷酸時，存在施用不便、 腐蝕性強、對人體傷害大，易揮發，因此不利于推廣。用硫酸和尿素配成的硫酸一尿素液體肥料雖然基本消除了硫酸對人體組織的侵蝕作用。但是此產品可溶解織物，所以使用時要采用防護措施，特別是腳和眼睛的防護。現行的解磷菌、解鉀菌等生物菌肥在自然條件下菌體很容易死亡，而且解磷、解鉀的能力不夠理想，很難滿足農業生產的需要。人們需要一種能夠從土壤中安全、有效地能的分解出植物生長所需要的磷、鉀及微量元素的肥料。
發明內容
本發明的目的是為了克服上述現有技術存在的不足，提供一種能有效分解土壤中磷、鉀及微量元素的酸性肥料，它不但組方合理、生產工藝簡單，而且適用于堿性、中性和酸性等各類型土壤。
本發明所采用的技術方案是這樣實現的，它是由下述重量份計的原料制成的硫酸1 9份、磷酸1 8份、硫酸銨3 16份、液氨1 3份；其制備方法有四種1、將重量份計的硫酸與液氨進行混合，加熱至120°C 160°C，不斷攪拌，制成硫酸硫銨熔融物料，然后送入造粒裝置中造粒，造粒后的物料經冷卻得到硫酸含量為15% 45%，硫酸銨含量為55% 85%的顆粒狀硫酸硫銨酸性肥料。2、將重量份計的硫酸與硫酸銨混合，加熱至120°C 160°C，不斷攪拌，制成硫酸含量15 % 45 %、硫酸銨含量55 % 85 %的硫酸硫銨熔融物料，然后送入造粒裝置中造粒，造粒后的物料經冷卻得到顆粒狀硫酸硫銨酸性肥料。3、將重量份計硫酸加入重量份計的磷酸中混合，并不斷攪拌，混勻后成為硫磷混酸，待用，稱取重量份計的液氨與待用的硫磷混酸混合，加熱至120°C 160°C，不斷攪拌， 制成硫磷混酸硫銨熔融物料，送入造粒裝置中造粒，造粒后的物料經冷卻得到硫酸含量為 5^-35%,磷酸含量為5^-35%,硫酸銨含量為60 % 90 %的顆粒狀硫磷混酸硫銨酸性肥料。4、將重量份計硫酸加入重量份計的磷酸中混合，并不斷攪拌，混勻后成為硫磷混酸，待用，稱取重量份計硫酸銨加入待用的硫磷混酸中，加熱至120°C 160°C，不斷攪拌， 待硫酸銨全部溶解形成均勻一致的硫磷混酸硫銨熔融物料后，送入造粒裝置中造粒，造粒后的物料經冷卻得到硫酸含量為5^-35%,磷酸含量為5^-35%,硫酸銨含量為60 % 90%的顆粒狀硫磷混酸硫銨酸性肥料。本發明采用的技術方案中，所述的硫酸濃度為93% 98%，磷酸濃度為75% 95%。本發明采用的技術方案中，所述的硫酸銨的含氮量為20% 21%，液氨的含氮量為 75% 82%。本發明由于磷酸與硫酸的加入生成了溶解度比較大的Ca(H2PO4)2等物質，降低了土壤中礦物固體膜層的影響，有效的改善了反應物和生成物通過固體膜層的擴散速度，使分解磷、鉀及微量元素容易進行，也證明了酸解過程屬于擴散控制過程。硫酸硫銨是硫酸與硫酸銨的混合物，是硫酸被硫酸銨晶體包裹而形成的一種顆粒肥料；硫磷混酸硫銨是硫酸、 磷酸與硫酸銨的混合物，是硫酸與磷酸被硫酸銨晶體包裹而形成的一種顆粒肥料；施入土壤后遇潮能自然分離為硫酸與硫酸銨或磷酸、硫酸與硫酸銨。硫酸與磷酸用于分解土壤中的無效磷、鉀及微量元素為植物生長所需要的有效磷、鉀及微量元素，硫酸銨為氮肥。硫酸硫銨和硫磷混酸硫銨酸性肥料完全消除了硫酸對織物的腐蝕和硫酸對人體的侵害。且成本低、肥效突出，完全可以替代現有的多種復合肥及復混肥。硫酸硫銨與硫磷混酸硫銨施入土壤后的主要化學反應1、硫酸與硫磷混酸分解土壤中的鉀元素的化學反應K2CHH2SO4 = K2S04+H20 ( 酸鉀)2H3P04+3K20 = 2K3P04+3H20 (磷酸鉀)2H3P04+K20 = 2K (H2PO4) +H2O (磷酸二氫鉀)2、磷酸分解土壤中磷元素的化學反應Ca (HPO4) 2+H3P04 = Ca (H2PO4) 2 (過磷酸鈣)
Ca3 (PO4) 2+4H3P04 = 3Ca (H2PO4) 2 (過磷酸鈣)
3、分解土壤中微量鐵，鎂，鋅等元素的化學反應Fe203+3H2S04 = Fe2 (SO4) 3+3H20MgC03+H2S04 = MgS04+H20+C02Zn0+H2S04 = ZnS04+H20本發明用硫酸、磷酸、硫酸銨、液氨為原料，采用低溫熔融、造粒、冷卻的制備方法， 使生產流程簡化，節約能耗。用硫酸，磷酸分解土壤中作物生長所需要的磷、鉀及各種微量元素，能夠有效地對土壤進行改良，減少化肥的使用量，提高農作物產量，降低生產成本，使用方便，安全可靠。
具體實施例方式我們通過研究和實驗發現，硫酸、磷酸、硝酸及鹽酸等在不同類型的土壤中，均可以分解出作物生長所需要的有效地磷、鉀及微量元素，而且在酸性和微酸性土壤使用也不會使土壤變酸。為了降低硫酸對人體的侵害和方便使用，我們采用硫酸或硫磷混酸與硫酸銨或液氨混合加熱熔融、再經造粒、冷卻制成顆粒狀硫酸硫銨與硫磷混酸硫銨酸性肥料。制備時以重量份稱取硫酸1 9份、磷酸1 8份、硫酸銨3 16份、液氨1 3 份；將硫酸加入磷酸中，并不斷攪拌，混勻后成為硫磷混酸，待用，再將重量份計的硫酸銨或液氨加入待用的硫磷混酸中，加熱至120°C 160°C，不斷攪拌，待硫酸銨全部溶解形成均勻一致的硫磷混酸硫銨熔融物料后，送入造粒裝置中造粒，造粒后的物料經冷卻得到顆粒狀硫磷混酸硫銨復合肥；亦可將硫酸與硫酸銨或液氨進行混合，加熱至120°C 160°C，不斷攪拌，混合均勻后，制成硫酸含量15% 45%、硫酸銨含量55% 85%的硫酸硫銨熔融物料，然后送入造粒裝置中造粒，造粒后的物料經冷卻得到顆粒狀硫酸硫銨酸性肥料。原料中的硫酸濃度為93 % 98 %，磷酸濃度為75 % 95 %，硫酸銨含氮量為 20% 21%，液氨含氮量為75% 82%。實施例1 按重量份計稱取濃度98%的硫酸9份與含氮量為82%的液氨2份，混合，制成硫酸硫銨熔融物料，經造粒、冷卻，制成硫酸含量30%，硫酸銨含量70%的顆粒狀硫酸硫銨酸性肥料。實施例2 按重量份計稱取含量98 %的濃硫酸3份與含氮量21 %的硫酸銨7份，混合加熱至 120°C 160°C形成硫酸與硫酸銨的熔融物料，送入造粒裝置中造粒，造粒后的物料經冷卻， 制成硫酸含量30%，硫酸銨含量70%的顆粒硫酸硫銨酸性肥料。實施例3 按重量份計稱取含量98 %的硫酸4份，含氮量21 %的硫酸銨6份，混合加熱至 120°C 160°C形成硫酸與硫酸銨的熔融物料，然后送入造粒裝置中造粒，造粒后的物料經冷卻制成硫酸含量40%，硫酸銨含量60%的顆粒硫酸硫銨酸性肥料。實施例4 按重量份計稱取濃度98 %的硫酸2份、濃度85 %磷酸2份、硫酸銨6份； 將濃度98%的硫酸加入濃度85%磷酸中，并不斷攪拌，混勻后成為硫磷混酸，待用；再將重量份計的硫酸銨加入待用的硫磷混酸中繼續加熱至120°C 160°C，不斷攪拌，待硫酸銨全部溶解后形成均勻一致的硫磷混酸硫銨熔融物料后，送入造粒裝置中造粒，造粒后的物料經冷卻制成硫酸含量20 %，磷酸含量17 %，硫酸銨含量63 %的顆粒硫磷混酸硫銨酸性肥料。實施例5 按重量份計稱取濃度98%的硫酸5 7份、濃度85%磷酸2 5份、含氮量80%的液氨2份；將硫酸加入磷酸中，不斷攪拌，混勻后成為硫磷混酸，待用；再將液氨加入待用的硫磷混酸中繼續加熱至120°C 160°C，不斷攪拌，待形成均勻一致的硫磷混酸硫銨熔融物料后，送入造粒裝置中造粒，造粒后的物料經冷卻制成硫酸含量為15% 35%， 磷酸含量為15% 35%，硫酸銨含量為60% 75%顆粒硫磷混酸硫銨酸性肥料。用法用量本發明制備的酸性肥料，即可做底肥又可做追肥，做底肥用時，播種前，將本發明均勻的播施在田面上，播種時一起翻入土中即可，每公頃用量以P2O5計為20 40kg或以硫酸計100 200kg。通過幾年的生產實踐，硫酸硫銨及硫磷混酸硫銨都可以從土壤中分解出足夠作物生長需要的有效磷，有效鉀及微量元素，因而可以完全取代現有的磷鉀化肥。硫磷混酸硫銨的磷素以磷酸的形態使用，較其它磷酸鹽肥料中磷的利用率提高一倍以上，經過大面積玉米示范田對比試驗，結果在氮素與其它復合肥、復混肥使用量相同的情況下，每公頃僅使用含40kg I32O5的硫磷混酸硫銨顆粒復合肥料，在磷素減少50%及不使用鉀肥情況下，玉米示范田作物比使用其它復合肥、復混肥增產5% 10%。早熟5 7天。目前玉米高產田每公頃磷鉀肥成本2000元左右，而用固體硫酸硫銨或固體硫磷混酸硫銨代替其它復合肥，成本可降低1000元以上。用硫磷混酸硫銨或硫酸硫銨替代其它復合肥或復混肥，只能替代磷、鉀及部分氮肥，使用過程中P2O5的用量較其他含磷肥料要減少50%，氮肥使用量與其它化肥相等，而且不必再施用鉀肥。如用固體硫酸硫銨玉米每公頃底肥使用，以純硫酸計100 200kg時，可以不施磷鉀肥，由硫酸硫銨分解土壤中的磷、鉀取代。
權利要求
1.一種可以分解土壤中磷鉀及微量元素的酸性肥料，其特征在于它是由下述重量份計的原料制成的硫酸1 9份、磷酸1 8份、硫酸銨3 16份、液氨1 3份，其制備方法有下述四種(1)將重量份計的硫酸與液氨進行混合，加熱至120°C 160°C，不斷攪拌，制成硫酸硫銨熔融物料，然后送入造粒裝置中造粒，造粒后的物料經冷卻得到硫酸含量為15% 45%，硫酸銨含量為55% 85%的顆粒狀硫酸硫銨酸性肥料；(2)將重量份計的硫酸與硫酸銨混合，加熱至120°C 160°C，不斷攪拌，制成硫酸含量 15% 45%、硫酸銨含量55% 85%的硫酸硫銨熔融物料，然后送入造粒裝置中造粒，造粒后的物料經冷卻得到顆粒狀硫酸硫銨酸性肥料；(3)將重量份計的硫酸加入重量份計的磷酸中混合，并不斷攪拌，混勻后成為硫磷混酸，待用，稱取重量份計的液氨與待用的硫磷混酸混合，加熱至120°C 160°C，不斷攪拌， 制成硫磷混酸硫銨熔融物料，送入造粒裝置中造粒，造粒后的物料經冷卻得到硫酸含量為 5^-35%,磷酸含量為5^-35%,硫酸銨含量為60 % 90 %的顆粒狀硫磷混酸硫銨酸性肥料；(4)將重量份計的硫酸加入重量份計的磷酸中混合，并不斷攪拌，混勻后成為硫磷混酸，待用，稱取重量份計的硫酸銨加入待用的硫磷混酸中，加熱至120°C 160°C，不斷攪拌，待硫酸銨全部溶解形成均勻一致的硫磷混酸硫銨熔融物料后，送入造粒裝置中造粒， 造粒后的物料經冷卻得到硫酸含量為5% 35%，磷酸含量為5% 35%，硫酸銨含量為 60 % 90 %的顆粒狀硫磷混酸硫銨酸性肥料。
2.根據權利要求1所述的一種可以分解土壤中磷鉀及微量元素的酸性肥料，其特征在于所述的硫酸濃度為93% 98%，磷酸濃度為75% 95%。
3.根據權利要求1所述的一種可以分解土壤中磷鉀及微量元素的酸性肥料，其特征在于所述的硫酸銨的含氮量為20% 21%，液氨的含氮量為75% 82%。
全文摘要
本發明涉及一種能將土壤中無效的磷、鉀分解為能被植物吸收利用的有效磷、鉀及微量元素的酸性肥料。它是由硫酸、磷酸、硫酸銨、液氨等原料制成的，其制備方法將硫酸與液氨或硫酸銨進行混合，加熱至120℃～160℃，不斷攪拌，制成硫酸硫銨熔融物料，然后送入造粒裝置中造粒，造粒后的物料經冷卻得到硫酸含量為15％～45％，硫酸銨含量為55％～85％的顆粒狀硫酸硫銨酸性肥料。亦可將硫酸與磷酸混合，制成為硫磷混酸，再將液氨或硫酸銨與硫磷混酸混合，經加熱、造粒、冷卻得到硫酸含量為5％～35％，磷酸含量為5％～35％，硫酸銨含量為60％～90％的顆粒狀硫磷混酸硫銨酸性肥料。
文檔編號C05G3/00GK102442864SQ20111028642
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月26日 優先權日2011年9月26日
發明者高英林 申請人:劉寶林, 高英林