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一种磷酸亚铁铵缓释微肥的合成方法

  • 申请号:CN201310165465.8 申请公布号: CN103350991A
  • 申请日: 2013-05-08 申请公布日: 2013-10-16
  • 申请(专利权)人: 专利代理机构: 武汉开元知识产权代理有限公司
  • 分类号:C01B25/45;C05B7/00

专利介绍

本发明涉及一种磷酸亚铁铵缓释微肥的合成方法,包括以下步骤:(1) 用氨水调节亚铁盐和铵盐的混合溶液至pH6.5-7.5之间,其中铵盐/亚铁盐的摩尔比例为1/1;(2) 将步骤(1)的混合溶液,按照摩尔比P /Fe =(1-1.2)/1加入含磷溶液中,并控制pH在6.5-7.5,常温下反应10-50min;(3) 反应结束后进行固液分离,沉淀物在40-80℃条件下烘干得磷酸亚铁铵结晶。本发明在常温下即可进行,且合成效率高,产品的纯度较高,易于操作,能耗较低,P和Fe原料转化率接近100%,反应后清液含有氨氮和少量的二价铁,可直接作为原料用于下一轮合成中。与之前高温等合成等技术相比,体现出了极大的优越性。
1.一种磷酸亚铁铵缓释微肥的合成方法,其特征在于包括以下步骤:(1)xa0用氨水调节亚铁盐和铵盐的混合溶液至pH6.5-7.5之间,其中铵盐/亚铁盐的摩尔比例为1/1;(2)xa0将步骤(1)的混合溶液,按照摩尔比Pxa0/Fexa0=(1-1.2)/1加入含磷溶液中,并控制pH在6.5-7.5,常温下反应10-50min;(3)xa0反应结束后进行固液分离,沉淀物在40-80℃条件下烘干得磷酸亚铁铵结晶。
2.xa0根据权利要求1所述的磷酸亚铁铵缓释微肥的合成方法,其特征在于:所述的亚铁盐为硫酸亚铁或氯化亚铁。
3.根据权利要求1所述的磷酸亚铁铵缓释微肥的合成方法,其特征在于:所述的含磷溶液为磷酸、磷酸盐或者预处理后的工业含磷废水。
4.根据权利要求1所述的磷酸亚铁铵缓释微肥的合成方法,其特征在于:用氨水、盐酸或硫酸调节pH值。
5.如权力要求1所述的一种磷酸亚铁铵缓释微肥的合成方法,合成的关键在于氨水的调节作用,一方面提供过量的氨氮,使亚铁离子与过量铵根离子发生络合作用。另一方面是体系中的氢氧根离子与亚铁离子的结合作用,以上两种作用可避免亚铁离子与之后加入的磷形沉淀。
6.如权力要求1所述的一种磷酸亚铁铵缓释微肥的合成方法,其特征在于:控制合成体系pH所用试剂为氨水、盐酸或硫酸。技术领域
本发明涉及农业、化工技术和肥料领域,具体来说涉及一种高效缓溶微肥磷酸亚铁铵的合成技术。
背景技术
铁是植物必需的微量元素之一,是植物合成叶绿素的催化剂,也是植物中氧的载体,对植物的新陈代谢作用意义重大。植物的细胞分裂、呼吸作用、光合作用及新陈代谢等过程均离不开铁的氧化物。与此同时,铁还能促进作物对氮和磷的吸收,当作物中的铁含量低于0.02%时,作物将不能很好的利用氮和磷,造成叶片发黄甚至枯死,由此可见铁对植物正常生长代谢的重要性。常见的铁肥有硫酸亚铁和螯合铁肥,硫酸亚铁性质不稳定,易氧化成硫酸铁,作物对三价铁利用率较低。螯合铁肥肥效较好,但成本一般较高。磷酸亚铁铵是一种缓溶性的肥料,是同时含有N和P的铁肥,施于土壤后其养分缓慢释放出来,与速溶性铁肥相比,其肥效好,肥料利用率更高。除此之外,北方石灰性土壤由于其自身碱性反应及氧化作用,施入的速溶性铁肥很容易形成难溶化合物,从而降低铁肥的使用效率,而磷酸亚铁铵缓释微肥则可以在很大程度上解决这一问题,是一种极具发展前景的新型缓释肥料。有关于磷酸亚铁铵合成方面的文献报道,有采用硫酸亚铁、磷酸和氨水在80℃条件下进行合成,或采用磷铵和硫酸亚铁在80℃下进行合成,但此条件下合成需要较高的温度,反应时间较长,操作不便,且生成的磷酸亚铁铵纯度不是很高。有文献用硫酸亚铁、磷酸二氢铵、氨水和少量的柠檬酸作为原料,利用液相共沉淀法,在45℃条件下合成磷酸亚铁铵,此合成条件控制因素较多,操作繁琐,反应时间较长,也需要适当的温度,不利于大规模的生产。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现在技术存在的问题和不足,提供一种工艺条件简单、易于操作、成本低、效果好、原料转化率高的磷酸亚铁铵缓释微肥的合成方法。本发明需要解决的主要技术问题是通过以下方案实现的。一种磷酸亚铁铵缓释微肥的合成方法,其特征在于包括以下步骤:(1)xa0用氨水调节亚铁盐和铵盐的混合溶液至pH6.5-7.5之间,其中铵盐/亚铁盐的摩尔比例为1/1;(2)xa0将步骤(1)的混合溶液,按照摩尔比Pxa0/Fexa0=(1-1.2)/1加入含磷溶液中,并控制pH在6.5-7.5,常温下反应10-50min;(3)xa0反应结束后进行固液分离,沉淀物在40-80℃条件下烘干得磷酸亚铁铵。分离出的含氨氮清液可循环使用。所述的亚铁盐为硫酸亚铁或氯化亚铁,含磷溶液为磷酸、磷酸盐或者预处理后的工业含磷废水,合成体系pH用氨水、盐酸或硫酸进行调节。磷酸亚铁铵合成反应的离子方程式为:Fe2+xa0+xa0NH4+xa0+xa0PO43-xa0+xa0H2Oxa0=xa0FeNH4PO4·H2O↓Fe2+xa0+xa0NH4+xa0+xa0HPO42-xa0+xa0H2Oxa0=xa0FeNH4PO4·H2O↓+xa0H+Fe2+xa0+xa0NH4+xa0+xa0H2PO4-xa0+xa0H2Oxa0=xa0FeNH4PO4·H2O↓+xa02H+本发明在常温下即可进行,且合成效率高,产品的纯度较高,易于操作,能耗较低,P和Fe原料转化率接近100%,反应后清液含有氨氮和少量的二价铁,可直接作为原料用于下一轮合成中。与之前高温等合成等技术相比,体现出了极大的优越性。xa0除此之外,本发明中的原料均可利用工业废弃物如废水代替。P源可以用高浓度的工业含磷废水,如处理后的磷石膏渣场含磷废水等,我国磷石膏累积堆积量已超过1亿吨,磷石膏废水的储量很大,廉价的P源十分丰富,经过适当的预处理之后可以直接作为P源。N源可以用合成氨工业排放的含氨氮废水,Fe源可以利用工业含铁废水等。以上廉价原料的选择可以在很大程度上降低生产成本,同时达到回收废水中有用物质的目的,保护了环境,符合国家的产业政策,一举多得。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述。实施例1(1)xa0使用硫酸亚铁作为铁源,氯化铵作为铵源,两种原料摩尔比为1/1制成溶液混合,并用氨水调节体系pH至6.5;(2)xa0将步骤(1)的混合溶液,xa0以摩尔比P/Fe=1/1加入磷酸溶液中,并用氨水氨水和硫酸控制pH在6.5,常温下反应50min。(3)xa0反应结束后进行固液分离,并用蒸馏水洗涤沉淀物,60℃烘干得到天蓝色粉末晶体,即为磷酸亚铁铵缓释微肥。实施例2(1)xa0使用氯化亚铁作为铁源,氯化铵作为铵源,两种原料摩尔比为1/1制成溶液混合,并用氨水调节体系pH至7.0。(2)xa0将步骤(1)的混合溶液,xa0以摩尔比P/Fe=1.2/1加入磷酸二氢钠溶液中,并用氨水和盐酸控制pH在7.0,常温下反应10min。xa0(3)xa0反应结束后进行固液分离,并用蒸馏水洗涤沉淀组分,然后40℃烘干得到天蓝色粉末晶体,即为磷酸亚铁铵缓释微肥。实施例3(1)xa0硫酸亚铁作为铁源,氯化铵作为铵源,两种原料摩尔比为1/1制成溶液混合,并用氨水调节体系pH至7.5。(2)xa0将步骤(1)的混合溶液,xa0以摩尔比P/Fe=1.1/1加入磷酸溶液中,并用氨水控制pH在7.5,常温下反应30min。xa0(3)xa0反应结束后进行固液分离,并用蒸馏水洗涤沉淀组分,80℃烘干得到天蓝色粉末晶体,即为磷酸亚铁铵缓释微肥。实施例4(1)xa0硫酸亚铁作为铁源,氯化铵作为铵源,两种原料摩尔比为1/xa01制成溶液混合,并用氨水调节体系pH至7.0。(2)xa0将步骤(1)的混合溶液,xa0以摩尔比P/Fe=1.1/1加入预处理后的磷石膏渣场含磷废水中,并用氨水和盐酸控制pH在7.0,常温下反应30min。(3)xa0反应结束后进行固液分离,并用蒸馏水洗涤沉淀组分,60℃条件下烘干,得到的产物即为磷酸亚铁铵缓释微肥。