[发明专利]一种缓释锌钾肥的合成方法

说明书

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释锌钾肥的合成方法。

背景技术

锌是植物必需的微量元素之一，是植物生长发育过程中多种酶的活化剂，植物缺锌会导致植株生长缓慢，叶片小，且容易发生病害，从而影响作物品质和产量。我国有些地区土壤缺锌严重，尤其常见于盐碱土和冷性土壤。钾是肥料三大元素之一，在植物生长发育过程中，参与60种以上酶系统的活化，光合作用，同化产物的运输，碳水化合物的代谢和蛋白质的合成等过程。钾肥施用适量时，能使作物茎秆长得坚强，防止倒伏，促进开花结实，增强抗旱、抗寒、抗病虫害能力等。常用的钾肥有氯化钾、硫酸钾和磷酸二氢钾等，钾使用过程中易流失，平均利用率仅为30％。

本技术中合成的锌钾肥是一种缓溶性的肥料，是同时含有P和K的锌肥，施入土壤后其养分缓慢释放出来，与速溶锌肥(如硫酸锌、氯化锌)相比肥效更好，肥料利用率高。一般锌肥和磷肥同施后易形成磷酸锌沉淀，降低磷肥和锌肥的肥效，而缓释锌钾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。

有关于磷酸锌钾合成方面的文献报道，有采用磷酸钾和硫酸锌在PEG-400存在下用研钵研磨进行固相反应，后期还要经过高温晶化，固相反应一般效率较低，产物纯度也不高，若提高反应效率则需将原料研磨至足够细，能耗很大，不便于大批量生产。也有采用氢氧化钾作为原料进行合成，但产品中磷酸锌占有一定比例，且氢氧化钾成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺条件简单、易于操作、成本低、效果好、原料转化率高的合成缓释锌钾肥的方法。

本发明需要解决的主要技术问题是通过以下方案实现的：

一种缓释锌钾肥的合成方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、将钾盐和含磷溶液按照一定条件混合均匀，其中K/P的摩尔比例为1-3/1，并调节混合体系pH在6.5-8.5之间；

步骤二、配置一定浓度锌盐溶液，并确保摩尔比P/Zn＝1-1.2/1，在不断搅拌的情况下，将锌盐溶液加入到步骤一中的混合溶液中，加入过程中仍保持体系的pH在6.5-8.5之间；加入完毕后常温保持30-60min；

步骤三、反应结束后进行固液分离，80-110℃条件下烘干得到锌钾肥结晶，分离出的含钾清液能循环使用。

所述钾盐为氯化钾或硫酸钾。

所述锌盐为硫酸锌、氯化锌或硝酸锌。

所述磷溶液为磷酸、磷酸盐或工业含磷废水。

所述工业含磷废水为磷石膏渣场废水，使用前需要经过一定的预处理，去除其中的杂质离子。控制合成体系pH用氢氧化钠、盐酸或/和硫酸进行调节。

缓释锌钾肥合成反应的离子方程式为：

Zn²⁺+K(Na)⁺+PO₄^3-＝Zn K(Na)PO₄↓

Zn²⁺+K(Na)⁺+HPO₄^2-＝Zn K(Na)PO₄↓+H⁺

Zn²⁺+K(Na)⁺+H₂PO₄^-＝Zn K(Na)PO₄↓+2H⁺

本发明在常温下即可进行，且合成效率高，易于操作，能耗较低，P和Zn原料转化率接近很高，反应后含钾离子的清液可作为钾盐溶液用于下一轮合成中。

缓释锌钾肥其主要成分为磷酸锌钾或磷酸锌钾与磷酸锌钠的混合物，该缓释肥含Zn为32-35％，含K₂O为8-22％，含P₂O₅为35-40％；该锌钾肥是一种极好的多元缓溶性微肥，施入土壤后，可以为植物提供P、K元素和必须的微量元素Zn等，且各种元素均为缓慢释放。作物在生长发育的关键时期其根系会分泌出草酸、柠檬酸等有机酸，会活化根系附近的锌钾肥，促进作物对P、K和Zn的吸收。当作物需肥量减少或肥料离根系较远时，该缓释锌钾肥会稳定存在土壤中，既不会流失也不会对土壤和水体造成污染，可以持久高效地为作物提供养分。该缓释锌钾肥可以单独施用或与复合肥、磷铵肥按一定比例配施，效果明显。