一種緩釋錳肥的合成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種緩釋錳肥的合成方法，包括：在錳鹽和銨鹽的混合體系中，確保體系中NH4+/Mn2+的摩爾比例為1.5-4/1，然后按照摩爾比P/Mn＝1-1.2/1加入磷溶液，反應(yīng)過程中控制pH在6.0-7.5之間，常溫下反應(yīng)30-60min，靜置，固液分離后得到磷酸銨錳結(jié)晶。磷酸銨錳是一種很好的多元緩溶性微肥，可單獨施用或按一定比例與速溶肥料混合，可同時為植物提供大量元素N、P和必須的微量元素Mn等，從而提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)量。錳鹽為氯化錳、硫酸錳或硝酸錳；銨鹽為氯化銨、硫酸銨或含氨氮廢水；含磷溶液為磷酸、磷酸鹽或預(yù)處理后含磷廢水。控制體系pH所用試劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、鹽酸或硫酸。本方法工藝流程簡單，常溫進(jìn)行，易于操作，原料轉(zhuǎn)化率高，合成的磷酸銨錳緩釋肥純度較高。
【專利說明】一種緩釋錳肥的合成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)、化工技術(shù)和肥料領(lǐng)域，具體來說涉及一種高效緩釋錳肥磷酸銨 錳的合成方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 錳是植物體內(nèi)多種酶的激活劑，并加入光合作用，增進(jìn)葉綠素的形成和碳水化合 物的同化。故植物缺錳時，失綠癥狀很明顯，易引起植物各種代謝進(jìn)程碰壁，造成減產(chǎn)，嚴(yán)重 時甚至絕收。由此可見錳對作物正常生長發(fā)育的重要意義。
[0003] 常用的錳肥有硫酸錳、氯化錳和硝酸錳等，生產(chǎn)上常用的是水溶性的硫酸錳，可用 作基肥、浸種、拌種及追肥。由于作物缺錳主要發(fā)生在生育早期而影響生長，故錳肥最好在 作物生長前期施用。但常見的錳肥施用時存在以下問題：（1)錳容易被氧化從而降低肥料 的利用率。（2)錳施入土壤后容易被土壤固定而失去肥效，在偏堿性土壤中尤為明顯。因此 在實際生產(chǎn)中最好選用螯合態(tài)錳肥進(jìn)行葉面施肥，提高錳肥的施用效果，但是螯合態(tài)的錳 肥價格較高，難于普遍推廣。
[0004] 磷酸銨錳是一種緩溶性的肥料，是同時含有N和P的錳肥，施于土壤后，在植物根 系分泌有機(jī)酸的作用下，其養(yǎng)分緩慢釋放出來供植物吸收，與速溶性錳肥相比，其肥效好， 肥料利用率更高。遠(yuǎn)離植物根系的磷酸銨錳肥料會穩(wěn)定的存在土壤中，不會溶解出來造成 土壤或地下水的污染，也不會被土壤固定，是一種極具發(fā)展前景的新型緩釋肥料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種工藝條件簡單、易于操作、成本低、效果好、原料轉(zhuǎn)化 率高的合成緩釋錳肥的合成方法也就是磷酸銨錳的合成方法。
[0006] 本發(fā)明需要解決的主要技術(shù)問題是通過以下方案實現(xiàn)的：
[0007] -種緩釋錳肥的合成方法，具體包括以下步驟：
[0008] 步驟一、將錳鹽與銨鹽按照一定比例混合，其中NH4+/Mn2+的摩爾比例為1. 5-4/1， 并調(diào)節(jié)體系pH至6. 0-7. 5之間；
[0009] 步驟二、按照摩爾比P/Mn= 1-1. 2/1配置磷溶液，并在不斷攪拌的情況下，將磷溶 液加入到步驟一中的混合溶液中，加入過程中保持合成體系pH在6. 0-7. 5之間，常溫下反 應(yīng) 30_60min ;
[0010] 步驟三、反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行固液分離，50-70°C條件下烘干得到磷酸銨錳結(jié)晶，分離 出的含氨氮清液可作為銨鹽再次循環(huán)使用。
[0011] 其中：所述錳鹽為氯化錳、硫酸錳或硝酸錳；所述銨鹽為氯化銨、硫酸銨、合成氨 工業(yè)廢水或含氨氮廢水，合成氨工業(yè)廢水或含氨氮廢水在作為銨鹽使用時，需要經(jīng)過一定 的預(yù)處理，去除相應(yīng)干擾物質(zhì)的影響；所述磷溶液為磷酸、磷酸鹽或者預(yù)處理后的工業(yè)含磷 廢水；所述工業(yè)含磷廢水為磷石膏渣場廢水，使用前需要經(jīng)過一定的預(yù)處理，去除其中的雜 質(zhì)離子；合成體系pH用氫氧化鈉、氫氧化鉀、鹽酸或/和硫酸進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0012] 磷酸銨錳合成反應(yīng)的離子方程式為：
[0013] Μη2++ΝΗ4++Ρ0廣+Η20 = ΜηΝΗ4Ρ04 · H20 I
[0014] Μη2++ΝΗ4++ΗΡ0廣+H20 = ΜηΝΗ4Ρ04 · H20 I +H+
[0015] Mn2++NH4++H2P04>H 20 = MnNH4P04 · H20 I +2H+
[0016] 本工藝在常溫下即可進(jìn)行，合成效率高，產(chǎn)品的純度也較高，易于操作，能耗較低。 反應(yīng)后清液含有氨氮和少量的錳離子，可直接作為原料用于下一輪合成中，最大限度的提 高原料利用率。
[0017] 除此之外，作為農(nóng)用的緩釋微量元素肥料，其合成原料均可利用工業(yè)廢棄物如廢 水代替。P源可以用高濃度的工業(yè)含磷廢水，如處理后的磷石膏渣場含磷廢水等，我國磷石 膏廢水的儲量很大，廉價的P源十分豐富，經(jīng)過適當(dāng)?shù)念A(yù)處理之后可以直接作為P源。N源 可以用合成氨工業(yè)排放的含氨氮廢水，Μη源可以利用工業(yè)含錳廢水等。以上廉價原料的選 擇可以在很大程度上降低生產(chǎn)成本，同時達(dá)到回收廢水中有用物質(zhì)的目的，保護(hù)了環(huán)境，符 合國家的產(chǎn)業(yè)政策，一舉多得。

【具體實施方式】
[0018] 實施例1
[0019] 用MnCl2 · 4Η20配制Μη2+摩爾濃度為0. lmol/L，配制氯化銨溶液的摩爾濃度為 0· 4mol/L，用 Η3Ρ04 配制 P043_ 摩爾濃度為 0· lmol/L ;
[0020] (1)分別取摩爾濃度為0. lmol/L的MnCl2溶液100L和摩爾濃度為0. 4mol/L的氯 化銨溶液100L混合，混合溶液中加入氫氧化鈉來調(diào)節(jié)pH在6. 0 ;
[0021] (2)在上述混合液不斷攪拌的情況下，按照摩爾比P :Mn = 1:1加入100L的 P043_摩爾濃度為0. lmol/L的Η3Ρ04溶液，并用氫氧化鈉控制合成體系pH在6. 0,常溫下反 應(yīng) 30min ;
[0022] (3)反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行固液分離，50°C條件下烘干沉淀，得緩釋錳肥共計1. 92kg。合 成的磷酸銨錳產(chǎn)品中？（以？2〇5計）含量為39.53%』含量為7.27%^11含量為30.14% ; 合成后的清液中Ρ〇Λ含量為5. 83 X 10_4mol/L，Mn2+含量為8. 92 X 10_5mol/L，兩者轉(zhuǎn)化率接 近100%。NH4+為0. llmol/L，可直接作為銨鹽進(jìn)行下一輪磷酸銨鋅的合成，或者將清液濃 縮得到氯化銨晶體，氯化銨也是一種氮肥。
[0023] 實施例2
[0024] 用MnS04 ·3Η20配制Mn2+摩爾濃度為0· 5mol/L，配制硫酸銨摩爾濃度為0· 375mol/ L (含 NH4+ 為 0· 75mol/L)，用 NaH2P04 配制 Η2Ρ04_ 摩爾濃度為 0· 6mol/L ;
[0025] (1)分別取Mn2+摩爾濃度為0· 5mol/L的MnS04溶液100L和摩爾濃度為0· 375mol/ L的硫酸銨溶液100L混合，混合溶液中加入氫氧化鉀來調(diào)節(jié)pH在7. 5 ;
[0026] (2)在上述混合液不斷攪拌的情況下，按照摩爾比P :Mn = 1. 2:1加入100L的 Η2Ρ04_摩爾濃度為0. 6mol/L的NaH2P04溶液，并用氫氧化鉀和鹽酸控制合成體系的pH在 7. 5,常溫下反應(yīng)60min ;
[0027] (3)反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行固液分離，70°C條件下烘干沉淀，得緩釋錳肥9. 96kg。合成的 磷酸銨錳產(chǎn)品中P (以P2〇5計）含量為40. 06 %，N含量為7. 11 %，Μη含量為30. 23 %;合成 后的清液中 H2P(V 含量為 0. 029mol/L，Mn2+含量為 1. 91Xl(T4mol/L，NH4+ 為 0. 091mol/L，清
【權(quán)利要求】
1. 一種緩釋錳肥的合成方法，其特征在于包括以下步驟： 步驟一、將錳鹽與銨鹽按照一定比例混合，其中NH4+/Mn2+的摩爾比例為1. 5-4/1，并調(diào) 節(jié)體系pH至6. 0-7. 5之間； 步驟二、按照摩爾比P/Mn = 1-1. 2/1配置磷溶液，并在不斷攪拌的情況下，將磷溶液 加入到步驟一中的混合溶液中，加入過程中保持合成體系pH在6. 0-7. 5之間，常溫下反應(yīng) 3〇-60min ； 步驟三、反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行固液分離，50-70°C條件下烘干得到磷酸銨錳結(jié)晶，分離出的 含氨氮清液作為銨鹽再次循環(huán)使用。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種緩釋錳肥的合成方法，其特征在于：所述錳鹽為氯化錳、硫 酸錳或硝酸錳。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種緩釋錳肥的合成方法，其特征在于：所述銨鹽為氯化銨、硫 酸銨、合成氨工業(yè)廢水或含氨氮廢水。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種緩釋錳肥的合成方法，其特征在于：合成氨工業(yè)廢水或含 氨氮廢水在作為銨鹽使用時，需要經(jīng)過一定的預(yù)處理，去除相應(yīng)干擾物質(zhì)的影響。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種緩釋錳肥的合成方法，其特征在于：所述磷溶液為磷酸、磷 酸鹽或工業(yè)含磷廢水。
6. 如權(quán)利要求5所述的一種緩釋錳肥的合成方法，其特征在于：所述工業(yè)含磷廢水為 磷石膏渣場廢水，使用前需要經(jīng)過一定的預(yù)處理，去除其中的雜質(zhì)離子。
7. 如權(quán)利要求1所述的一種緩釋錳肥的合成方法，其特征在于：控制合成體系pH所用 試劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、鹽酸或/和硫酸。
【文檔編號】C01B25/45GK104085870SQ201410268404
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】王瑞, 王仁宗, 劉裕, 蔚霞 申請人:湖北富邦科技股份有限公司