一种缓释锰肥的合成方法
【专利摘要】本发明公开一种缓释锰肥的合成方法，包括：在锰盐和铵盐的混合体系中，确保体系中NH4+/Mn2+的摩尔比例为1.5-4/1，然后按照摩尔比P/Mn＝1-1.2/1加入磷溶液，反应过程中控制pH在6.0-7.5之间，常温下反应30-60min，静置，固液分离后得到磷酸铵锰结晶。磷酸铵锰是一种很好的多元缓溶性微肥，可单独施用或按一定比例与速溶肥料混合，可同时为植物提供大量元素N、P和必须的微量元素Mn等，从而提高农产品品质和产量。锰盐为氯化锰、硫酸锰或硝酸锰；铵盐为氯化铵、硫酸铵或含氨氮废水；含磷溶液为磷酸、磷酸盐或预处理后含磷废水。控制体系pH所用试剂为氢氧化钠、氢氧化钾、盐酸或硫酸。本方法工艺流程简单，常温进行，易于操作，原料转化率高，合成的磷酸铵锰缓释肥纯度较高。
【专利说明】一种缓释锰肥的合成方法
【技术领域】
[0001] 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锰肥磷酸铵 锰的合成方法。
【背景技术】
[0002] 锰是植物体内多种酶的激活剂，并加入光合作用，增进叶绿素的形成和碳水化合 物的同化。故植物缺锰时，失绿症状很明显，易引起植物各种代谢进程碰壁，造成减产，严重 时甚至绝收。由此可见锰对作物正常生长发育的重要意义。
[0003] 常用的锰肥有硫酸锰、氯化锰和硝酸锰等，生产上常用的是水溶性的硫酸锰，可用 作基肥、浸种、拌种及追肥。由于作物缺锰主要发生在生育早期而影响生长，故锰肥最好在 作物生长前期施用。但常见的锰肥施用时存在以下问题：（1)锰容易被氧化从而降低肥料 的利用率。（2)锰施入土壤后容易被土壤固定而失去肥效，在偏碱性土壤中尤为明显。因此 在实际生产中最好选用螯合态锰肥进行叶面施肥，提高锰肥的施用效果，但是螯合态的锰 肥价格较高，难于普遍推广。
[0004] 磷酸铵锰是一种缓溶性的肥料，是同时含有N和P的锰肥，施于土壤后，在植物根 系分泌有机酸的作用下，其养分缓慢释放出来供植物吸收，与速溶性锰肥相比，其肥效好， 肥料利用率更高。远离植物根系的磷酸铵锰肥料会稳定的存在土壤中，不会溶解出来造成 土壤或地下水的污染，也不会被土壤固定，是一种极具发展前景的新型缓释肥料。
【发明内容】
[0005] 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 率高的合成缓释锰肥的合成方法也就是磷酸铵锰的合成方法。
[0006] 本发明需要解决的主要技术问题是通过以下方案实现的：
[0007] -种缓释锰肥的合成方法，具体包括以下步骤：
[0008] 步骤一、将锰盐与铵盐按照一定比例混合，其中NH4+/Mn2+的摩尔比例为1. 5-4/1， 并调节体系pH至6. 0-7. 5之间；
[0009] 步骤二、按照摩尔比P/Mn= 1-1. 2/1配置磷溶液，并在不断搅拌的情况下，将磷溶 液加入到步骤一中的混合溶液中，加入过程中保持合成体系pH在6. 0-7. 5之间，常温下反 应 30_60min ;
[0010] 步骤三、反应结束后进行固液分离，50-70°C条件下烘干得到磷酸铵锰结晶，分离 出的含氨氮清液可作为铵盐再次循环使用。
[0011] 其中：所述锰盐为氯化锰、硫酸锰或硝酸锰；所述铵盐为氯化铵、硫酸铵、合成氨 工业废水或含氨氮废水，合成氨工业废水或含氨氮废水在作为铵盐使用时，需要经过一定 的预处理，去除相应干扰物质的影响；所述磷溶液为磷酸、磷酸盐或者预处理后的工业含磷 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；合成体系pH用氢氧化钠、氢氧化钾、盐酸或/和硫酸进行调节。
[0012] 磷酸铵锰合成反应的离子方程式为：
[0013] Μη2++ΝΗ4++Ρ0广+Η20 = ΜηΝΗ4Ρ04 · H20 I
[0014] Μη2++ΝΗ4++ΗΡ0广+H20 = ΜηΝΗ4Ρ04 · H20 I +H+
[0015] Mn2++NH4++H2P04>H 20 = MnNH4P04 · H20 I +2H+
[0016] 本工艺在常温下即可进行，合成效率高，产品的纯度也较高，易于操作，能耗较低。 反应后清液含有氨氮和少量的锰离子，可直接作为原料用于下一轮合成中，最大限度的提 高原料利用率。
[0017] 除此之外，作为农用的缓释微量元素肥料，其合成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，Μη源可以利用工业含锰废水等。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】
[0018] 实施例1
[0019] 用MnCl2 · 4Η20配制Μη2+摩尔浓度为0. lmol/L，配制氯化铵溶液的摩尔浓度为 0· 4mol/L，用 Η3Ρ04 配制 P043_ 摩尔浓度为 0· lmol/L ;
[0020] (1)分别取摩尔浓度为0. lmol/L的MnCl2溶液100L和摩尔浓度为0. 4mol/L的氯 化铵溶液100L混合，混合溶液中加入氢氧化钠来调节pH在6. 0 ;
[0021] (2)在上述混合液不断搅拌的情况下，按照摩尔比P :Mn = 1:1加入100L的 P043_摩尔浓度为0. lmol/L的Η3Ρ04溶液，并用氢氧化钠控制合成体系pH在6. 0,常温下反 应 30min ;
[0022] (3)反应结束后进行固液分离，50°C条件下烘干沉淀，得缓释锰肥共计1. 92kg。合 成的磷酸铵锰产品中？（以？2〇5计）含量为39.53%』含量为7.27%^11含量为30.14% ; 合成后的清液中Ρ〇Λ含量为5. 83 X 10_4mol/L，Mn2+含量为8. 92 X 10_5mol/L，两者转化率接 近100%。NH4+为0. llmol/L，可直接作为铵盐进行下一轮磷酸铵锌的合成，或者将清液浓 缩得到氯化铵晶体，氯化铵也是一种氮肥。
[0023] 实施例2
[0024] 用MnS04 ·3Η20配制Mn2+摩尔浓度为0· 5mol/L，配制硫酸铵摩尔浓度为0· 375mol/ L (含 NH4+ 为 0· 75mol/L)，用 NaH2P04 配制 Η2Ρ04_ 摩尔浓度为 0· 6mol/L ;
[0025] (1)分别取Mn2+摩尔浓度为0· 5mol/L的MnS04溶液100L和摩尔浓度为0· 375mol/ L的硫酸铵溶液100L混合，混合溶液中加入氢氧化钾来调节pH在7. 5 ;
[0026] (2)在上述混合液不断搅拌的情况下，按照摩尔比P :Mn = 1. 2:1加入100L的 Η2Ρ04_摩尔浓度为0. 6mol/L的NaH2P04溶液，并用氢氧化钾和盐酸控制合成体系的pH在 7. 5,常温下反应60min ;
[0027] (3)反应结束后进行固液分离，70°C条件下烘干沉淀，得缓释锰肥9. 96kg。合成的 磷酸铵锰产品中P (以P2〇5计）含量为40. 06 %，N含量为7. 11 %，Μη含量为30. 23 %;合成 后的清液中 H2P(V 含量为 0. 029mol/L，Mn2+含量为 1. 91Xl(T4mol/L，NH4+ 为 0. 091mol/L，清
【权利要求】
1. 一种缓释锰肥的合成方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤一、将锰盐与铵盐按照一定比例混合，其中NH4+/Mn2+的摩尔比例为1. 5-4/1，并调 节体系pH至6. 0-7. 5之间； 步骤二、按照摩尔比P/Mn = 1-1. 2/1配置磷溶液，并在不断搅拌的情况下，将磷溶液 加入到步骤一中的混合溶液中，加入过程中保持合成体系pH在6. 0-7. 5之间，常温下反应 3〇-60min ； 步骤三、反应结束后进行固液分离，50-70°C条件下烘干得到磷酸铵锰结晶，分离出的 含氨氮清液作为铵盐再次循环使用。
2. 如权利要求1所述的一种缓释锰肥的合成方法，其特征在于：所述锰盐为氯化锰、硫 酸锰或硝酸锰。
3. 如权利要求1所述的一种缓释锰肥的合成方法，其特征在于：所述铵盐为氯化铵、硫 酸铵、合成氨工业废水或含氨氮废水。
4. 如权利要求3所述的一种缓释锰肥的合成方法，其特征在于：合成氨工业废水或含 氨氮废水在作为铵盐使用时，需要经过一定的预处理，去除相应干扰物质的影响。
5. 如权利要求1所述的一种缓释锰肥的合成方法，其特征在于：所述磷溶液为磷酸、磷 酸盐或工业含磷废水。
6. 如权利要求5所述的一种缓释锰肥的合成方法，其特征在于：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。
7. 如权利要求1所述的一种缓释锰肥的合成方法，其特征在于：控制合成体系pH所用 试剂为氢氧化钠、氢氧化钾、盐酸或/和硫酸。
【文档编号】C01B25/45GK104085870SQ201410268404
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】王瑞, 王仁宗, 刘裕, 蔚霞 申请人:湖北富邦科技股份有限公司