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      稀土多微螯合添加劑的制備方法

      文檔序號:9446296閱讀:1055來源:國知局
      稀土多微螯合添加劑的制備方法
      【專利說明】
      【背景技術(shù)】
      [0001]中、微量元素對于植物的生長至關(guān)重要。植物中含量為0.1%?0.5%的元素如鈣、鎂、硫、硅等稱為中量元素,植物中含量介于0.2 X 10-6?200 X 10-6的必需營養(yǎng)元素稱為微量元素,有鋅、硼、錳、鑰、銅、鐵、氯等7種。
      [0002]目前,我國大部分地區(qū)都存在不同程度的中微量元素缺乏,而微量元素潛在缺乏的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人們的一般預(yù)料,我國缺少微量元素鐵、銅、鑰、硼、錳、鋅的耕地分別占5%、6.9%、21.3%、46.8%、34.5%和51.5%,有針對性的合理施用中、微肥,不僅可提高作物產(chǎn)量,而且對提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)效果非常明顯,還可有效增強作物對病害、低溫、高溫、干旱的抗逆性。
      [0003]但是,土壤中缺乏某些微量元素,通常并不是因為土壤中這些微量元素的總量不足,而是因為它們的有效性低,微量元素在土壤中存在的四種形態(tài)中,有三種存在形態(tài)不容易被作物吸收,只有水溶性的微量元素,存在于土壤溶液中,最易被作物吸收利用。盡管不同形態(tài)微量元素的有效性相差很大,但它們之間也是可以相互轉(zhuǎn)化的,而土壤的酸堿度、通氣性和有機質(zhì)含量等是影響這種轉(zhuǎn)化的主要因素。
      [0004]基于此,國內(nèi)外多數(shù)化肥生產(chǎn)廠家及科研機構(gòu)都十分重視大量元素(N、P2O5, K2O)在增加作物產(chǎn)量方面的研究,在推出硫酸銅、硫酸鐵、硫酸鋅、硫酸錳等微量元素肥料之外,近年來又有單位研究推出了螯合錳、螯合鐵、螯合銅等,但這些產(chǎn)品多是單體肥料,使用極不方便,用量難以掌握,有時還造成肥害和土壤面源污染、土壤板結(jié)等社會性問題。由于農(nóng)民在技術(shù)上難以判斷微量元素的豐缺,往往因少量的投入不足而導(dǎo)致減產(chǎn),同時因其價格昂貴,在一定程度上影響了推廣普及。
      [0005]現(xiàn)有的研究成果證明,植物體內(nèi)含有大量的化學(xué)元素,幾乎元素周期表中天然存在的化學(xué)元素包括稀土元素都可以在植物體內(nèi)找到,稀土元素由性質(zhì)十分相似的遍、逾、鐠、釹等15種元素和與鑭系元素性質(zhì)極為相似的鈧、釔共十七種元素組成,它雖未被證明為植物的必需元素,但大量研究、試驗結(jié)果表明,稀土元素具有與微量元素相似的某些特性,適量的稀土元素可增強植物的光合作用,促進(jìn)植物對養(yǎng)分的吸收、轉(zhuǎn)化和利用,從而增加干物質(zhì)的積累,不僅能提高其生物量,改善其品質(zhì),還可以增強作物對干旱,高溫,低溫,鹽潰,病蟲害等逆境條件的抵抗能力。因此,目前急需研究開發(fā)一種旨在激活中微量元素,耦合大量元素的稀土多微螯合添加劑,以解決中微量元素肥料品種、劑型單一,因此導(dǎo)致的植物產(chǎn)量、品質(zhì)下降、抗逆性差等問題,從而滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)民增收的需求。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0006]本發(fā)明旨在克服【背景技術(shù)】的缺陷,通過稀土螯合工藝,激活中微量元素,耦合大量元素,從而制成稀土多元螯合復(fù)混肥,有效解決目前市場上大量元素肥料含量單一、中微量元素肥料品種單一,劑型單一,對作物施用過程中多數(shù)營養(yǎng)元素豐缺不協(xié)調(diào),造成土壤污染問題,以及各種植物必須的營養(yǎng)元素施用后易被土壤吸附固定,利用率低的問題,實現(xiàn)對植物的平衡施肥而增產(chǎn)、增收的目的。
      [0007]為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供一種稀土多微螯合添加劑的制備方法,其技術(shù)方案是:
      [0008]利用耐酸反應(yīng)釜制備各種單組分(或二、三組分)中微量元素與稀土螯合態(tài)溶液,將其依次噴入優(yōu)質(zhì)草炭土中,經(jīng)攪拌、烘干成為稀土多微螯合添加劑。具體包括以下步驟:
      [0009](I)制備稀土螯合態(tài)溶液:
      [0010]a、制備稀土螯合態(tài)鐵溶液:在耐酸反應(yīng)釜中加入稀土元素化合物(經(jīng)過處理粒度小于75微米(μπι)輕稀土)0.1-0.3份與20-25份的水混合成糊狀,加入硫酸亞鐵(FeSO4.7H20,純量18.5-19.3% )5-10份,在常溫下攪拌20分鐘,制成稀土、三氧化二鐵溶液,加溫到40°C后加入I25份EDTA (乙二胺四乙酸),邊加入邊攪拌,當(dāng)溫度達(dá)到80°C時停止加溫,繼續(xù)攪拌1-2小時,制成稀土螯合鐵的水溶液;
      [0011]b、制備稀土螯合態(tài)鋅溶液:在耐酸反應(yīng)釜中加入稀土元素化合物(經(jīng)過處理粒度小于75微米(μ m)輕稀土)0.1-0.2份與20-25份的水混合攪拌成糊狀,加入硫酸鋅(ZnSO2.7H20,鋅含量23% )20-25份,加水25-30份,加溫至40°C后加入1-15份EDTA(乙二胺四乙酸),邊加入邊攪拌,當(dāng)溫度達(dá)到60°C時停止加溫,繼續(xù)攪拌30-60分鐘,制成稀土螯合鋅的水溶液;
      [0012]C、制備稀土螯合態(tài)鈣鎂磷溶液:在耐酸反應(yīng)釜中加入稀土元素化合物(經(jīng)過處理粒度小于75微米(μ m)輕稀土)0.3-0.5份與20-25份的水混合攪拌成糊狀,加入鈣鎂磷月巴(主要成分包括 Ca3(PO4)2、CaSi03、MgSi03 ;P2O5 含量 12-14% CaO 含量 25-30% S12 含量40%左右MgO含量5%左右)50-60份,加水25-30份,加溫至50°C后加入10-20份EDTA (乙二胺四乙酸),邊加入邊攪拌,當(dāng)溫度達(dá)到80°C時停止加溫,繼續(xù)攪拌1-2小時鐘,制成稀土螯合態(tài)多元素(P205、CaO、Si02、MgO)的水溶液;
      [0013]d、制備稀土螯合態(tài)銅溶液:在耐酸反應(yīng)釜中加入稀土元素化合物(經(jīng)過處理粒度小于75微米(μ m)輕稀土)0.3份與20-25份的水混合成糊狀,加入硫酸銅(CuSO4.5H20,Cu含量24-25% ) 10-15份,在常溫下攪拌30分鐘,制成稀土、氧化銅溶液,加溫到60°C后加入10—20份EDTA (乙二胺四乙酸),邊加入邊攪拌,當(dāng)溫度達(dá)到100°C時停止加溫,繼續(xù)攪拌1-2小時,制成稀土螯合銅的水溶液;
      [0014]e、制備稀土螯合態(tài)錳溶液:在耐酸反應(yīng)釜中加入稀土元素化合物(經(jīng)過處理粒度小于75微米(μ m)輕稀土 ) 0.1份與20-25份的水混合成糊狀,加入化學(xué)計算量的硫酸錳(MnSO4.H2O, Mn純量31 % ) 20-25份,攪拌并加溫到40°C后加入520份EDTA (乙二胺四乙酸),邊加入邊攪拌,當(dāng)溫度達(dá)到90°C時停止加溫,繼續(xù)攪拌1-2小時,制成稀土螯合銅的水溶液;
      [0015]f、制備稀土螯合態(tài)鑰、硼溶液:在耐酸反應(yīng)釜中加入稀土元素化合物(經(jīng)過處理粒度小于75微米(μ m)輕稀土)0.2份與20-25份的水混合成糊狀,加入化學(xué)計算量的七鑰酸銨((NH4) 6Mo7024, Mo純量54% ) 5-6份,攪拌20分鐘后加入硼砂(Na2B4O7.1H2O,B17.5% ) 50-60份,并加溫到40°C后加入520份EDTA(乙二胺四乙酸),邊加入邊攪拌30-50分鐘,制成稀土螯合鑰與螯合硼的水溶液;
      [0016](2)合成稀土多微螯合添加劑:
      [0017]以優(yōu)質(zhì)草炭土作為稀土螯合態(tài)中微量元素的載體,按中微量元素與稀土螯合態(tài)溶液中有效養(yǎng)分含量計算投入量,將稀土螯合態(tài)溶液依次噴入優(yōu)質(zhì)草炭土中,然后進(jìn)入滾筒攪拌、烘干成為稀土多微螯合添加劑。
      [0018]步驟⑴所述稀土元素化合物有效成分(以R2O3為計)含量彡0.4%、比放強度< 5X10—8居里/公斤。
      [0019]步驟⑵所述優(yōu)質(zhì)草炭土的有機質(zhì)含量為55-65 %,氨基酸為30-40 %,pH5.5-6.5,含水量低于12%,細(xì)度彡0.3毫米。
      [0020]所述各種中微量元素總含量彡60%。
      [0021]本發(fā)明能夠克服多數(shù)復(fù)合肥單純考慮大量元素(N、P2O5, K2O),中微量元素(鈣(Ca)、鎂(Mg)、硫(S),硼(B)、鋅(Zn)、錳(Mn)、鑰(Mo)、銅(Cu)鐵(Fe)等)單一補充,農(nóng)民施肥不便,用量難以掌握的弊端,充分實現(xiàn)平衡施肥,特別是植物對中微量元素的不同需求,可針對不同作物對化學(xué)元素的需求,隨機調(diào)配,針對性強;通過稀土與中微量元素在EDTA(乙二胺四乙酸)的作用下發(fā)生螯合反應(yīng),減少土壤對其的吸附固定,使難溶鹽轉(zhuǎn)化成可溶、活性鹽,并通過稀土元素的放射活性攜帶其加速在植物體內(nèi)運轉(zhuǎn),提升參與光合、同化能力,進(jìn)而加速植物生長和活力。
      【附圖說明】
      [0022]附圖為本發(fā)明的基本流程圖。
      【具體實施方式】
      [0023]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細(xì)描述。
      [0024]本發(fā)明依據(jù)李比希(Liebig)最小因子定律和木桶理論,結(jié)合中國土壤養(yǎng)分供給水平,在尋求植物生長最大限制因素的基礎(chǔ)上,形成植物養(yǎng)分供給平衡點,以此設(shè)定養(yǎng)分供給量。
      [0025]本發(fā)明充分考慮了各元素及其無機鹽相互之間的拮抗作用,設(shè)計的單體無機鹽或混合無機鹽耐酸反應(yīng)釜,可實現(xiàn)產(chǎn)品溫度、投料、反應(yīng)時間可控可調(diào),全進(jìn)全出。
      [0026]實施例1利用耐酸反應(yīng)釜制備單組分(或二、三組分)微量元素與稀土螯合態(tài)溶液:
      [0027]制備稀土螯合態(tài)鐵溶液:在耐酸反應(yīng)釜中加入稀土元素化合物(經(jīng)過處理粒度小于75微米(μ m)輕稀土)0.1-0.3份與20-25份的水混合成糊狀,加入硫酸亞鐵(FeSO4.7H20,純量18.5-19.3% )5-10份,在常溫下攪拌20分鐘,制成稀土、三氧化二鐵溶液,加溫到40°C后加入I25份EDTA (乙二胺四乙酸),邊加入邊攪拌,當(dāng)溫度達(dá)到80°C時停止加溫,繼續(xù)攪拌1-2小時,制成稀土螯合鐵的水溶液。其活性鐵的含量與加入化學(xué)計算量成正比,合成投入量以加入量為依據(jù);
      [0028]制備稀土螯合態(tài)鋅溶液:在耐酸反應(yīng)釜中加入稀土元素化合物(經(jīng)過處理粒度小于75微米(μ m)輕稀土)0.1-0.2份與2025份的水混合攪拌成糊狀,加入硫酸鋅(ZnSO2.7H20,鋅含量23% )20-25份,加水25-30份,加溫至40°C后加入1-15份EDTA(乙二胺四乙酸),邊加入邊攪拌,當(dāng)溫度達(dá)到60°C時停止加溫,繼續(xù)攪拌30-60分鐘,制成稀土螯合鋅的水溶液,合成投
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