[发明专利]一种植物营养元素结晶体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及液体肥技术领域，特别涉及一种植物营养元素结晶体及其制备方法。

背景技术

水溶性肥料在形态上表现为固体和液体。表现为液体的就称液体肥料，通常也叫流体肥料，是指含有一种或是一种以上的营养元素的液体产品。这些营养元素作为溶质完全溶解在水中成为溶液，叫清液型液体肥，借助悬浮剂的作用，将未完全溶解的营养元素悬浮于水中成为悬浮液，叫悬浮型液体肥。

液体肥料由于其速溶、均匀的优点，是灌溉设备施肥的首选肥料。由于其即用性，无需搅拌溶解，非常适合自动化施肥。在灌溉技术及自动化施肥普及的国家，液体肥料得到广泛的应用。从20世纪30年代，美国首先采用液氨作为液体肥料直接施用于农作物并获得成功，至今美国生产和施用的液体肥料占全部肥料的38％，以色列的田间几乎全部用液体肥。澳大利亚、法国、德国、西班牙、罗马尼亚等都是大量应用液体肥料的国家。

我国对液体肥料的开发研究始于20世纪50年代。70年代在北京、浙江、山东、河北、广东、新疆等地开展示范和推广工作，目前我国还没有液体肥料施用的详细统计数据，初步估计，每年施用量约50-60万t。

我国是一个缺水的国家，水对农业生产具有决定性的作用，节约水资源、合理施肥是我国的基本国策，水肥一体化是大势所趋。而随着水肥一体化的推广，传统的复合肥因其溶解速度慢、不溶物及有害离子多，业已不能满足农业生产的需要，水溶肥应运而生。粉剂水溶肥生产过程中营养物质易掺混不匀，运输过程中易离析而造成营养不均衡，且生产、运输及储藏过程中易吸潮结块，而液体肥料各组分相互结合，形成了一个稳定的体系，营养物质含量高，浓度均匀，同一批次生产的产品中每一滴肥料中所含的营养成分完全一致，营养均衡、效果稳定、吸收利用率高，更安全、更绿色、更环保，与水肥一体化完美对接，市场前景广阔，中国未来肥料市场的主力军非液体肥料莫属。

大部分情况下，受溶解度和气温的影响，清液肥料养分含量较低，不方便远距离运输，为此开发了悬浮肥料。由于悬浮肥料中的养分粒子大多数是以悬浮态存在的，所以悬浮肥料中的养分含量很高，有的悬浮肥料的养分含量高达50％。

悬浮液的分散稳定性一直是一个技术难点，悬浮型液体肥也是这样。在生产中，未溶的营养元素颗粒越小，对应的悬浮型液体肥的分散稳定性就越好，同时使用稀释时，固体营养元素也溶解得也越快。

因此，研发一种生产细小颗粒的营养元素技术，就成了生产分散稳定性好的悬浮型液体肥的关键所在。

近年来，超声波场强化学过程的研究十分活跃，超声波在合成化学、高分子化学、电化学、萃取与浸取、乳化与破乳和凝聚等过程中的应用屡见报道，实验研究表明，在结晶过程中引入超声波主要具有调节晶体粒度、改善粒度分布及缩短结晶时间的作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种细小颗粒的植物营养元素及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案在于：一种植物营养元素结晶体的制备方法，包括如下步骤：S1：将预定量的植物营养元素溶解于装有20-80℃水、冷凝管、温度计和搅拌器的三颈瓶中；S2：在搅拌状态下，开启超声波，所述超声波的辐射频率为10-60KHz，辐射功率为0.6-60W·cm^-2,并控制降温速度1-5℃/min至0℃，再延续5-20分钟，停止搅拌和辐射。

进一步地，所述植物营养元素为晶体状、粉末状或颗粒状的铁、锰、硼、锌、铜和钼的盐类和螯合物中的一种或几种。

进一步地，所述植物营养元素为晶体状、粉末状或颗粒状的尿素、碳酸铵、硝酸铵、硫酸铵、磷酸二氢铵、氯化钾、硝酸钾、硫酸钾、磷酸二氢钾、焦磷酸盐、聚磷酸盐、硝酸铵钙、氯化镁、硫酸镁、硝酸镁、氯化钙、硝酸钙和硝酸铵磷中的一种或几种。

进一步地，所述步骤S1中水的温度为80℃。

进一步地，所述步骤S2中所述超声波的辐射频率为15-20KHz。

进一步地，所述步骤S2中所述辐射功率为6-12W·cm^-2。

进一步地，所述步骤S2中：在搅拌状态下，开启超声波，所述超声波的辐射频率为15-18KHz，辐射功率为6W·cm^-2,并控制降温速度3℃/min至0℃，再延续10分钟，停止搅拌和辐射。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一技术方案在于：一种植物营养元素结晶体，所述植物营养元素结晶体上述的制备方法制取。

进一步地，所述植物营养元素结晶体的粒径小于200μm。