硫肥制造技术

本发明专利技术涉及硫肥组合物及其制备方法和应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及硫肥组合物及其制备方法和应用。
技术介绍
硫是一种重要的植物营养。它是植物所需要的并且在数量上类似于磷(P)，从而它与氮(N)、钾(K)和P分在一起并为第四个主要的植物营养。硫是一些氨基酸的重要成分，从而硫对于蛋白质的质量和数量都是很重要的。也涉及在氮的代谢、光合作用、油菜作物中油(诸如油菜(canola))的合成，以及涉及酶、氨基酸和其它有机化合物的合成和功能。由于增加了管道气(尤其是电厂和污染物和生物质焚化厂的管道气)中硫化合物的除去，最近30年，在很多地方，已经明显降低了土壤中硫化合物的摄入量。例如，在德国，SO2的排放已经从约(ca.)五百万吨/年降至约五十万吨/年。因此，土壤中S的平均摄入量已经从500kgS/(ha*a)变化为少于50kgS/(ha*a)。缺硫对作物的产量和质量具有很大的影响。缺硫主要出现在硫酸盐已经流失的酸性沙土中，尤其是具有高的冬季降雨量的地区。自然地，缺硫主要发生在对硫高要求的培养中，像紫花苜蓿、油菜(油料种子)、棉花、三叶草、虉草、蒺藜状苜蓿、小麦、大麦、玉米、向日葵、大豆、菜豆、高粱、燕麦和黑小麦、此外像芸苔、萝卜、芝麻菜的十字花科植物和像洋葱、韭葱和大蒜的葱属作物。缺硫导致了培养的更低产量和更差质量。施硫肥可以克服这些问题。施硫肥不仅可以影响植物的硫含量，也确定会影响产品(如大蒜)的耐贮性。在现有技术中，常用的硫肥为：硫酸铝、硫酸钾、硫酸镁、石膏或元素硫。元素硫和硫酸铵导致了土壤的酸化，并因此，可以使用它们而不会对只具有高pH的土壤造成消极影响。另一方面，在土壤的高pH的情况下，使用硫酸铵，NH3的挥发是个问题。硫酸铵、硫酸钾、硫酸镁具有很高的溶解度，以及在强降雨的情况下，可以冲刷到硫酸盐。元素硫具有很低的溶解度。由于土壤微生物缓慢地氧化S，在冬季，施用的元素硫在克服缺硫上是无效的。石膏显示出有用的溶解度，但常常不是稳定颗粒的形式且不会提高土壤的pH。其它的硫源可以是TiO2生产中作为副产品得到的硫酸亚铁。迄今为止，已知硫酸亚铁的用途为废水的处理，为氧化铁染料，或作为铬酸盐的还原剂。在现有技术中，还没有涉及到或暗示硫酸铁为硫肥。一些施用提到硫酸铁作为杀藓剂或作为缺铁(萎黄病)情况下的Fe源或作为污染土壤中的磷和重金属吸附剂。然而，硫酸铁的使用导致土壤的酸化。在几个专利申请中，描述了硫酸铁的农业用途。GB1473403公开了一种用作土壤改性剂或肥料的组合物的制备方法，其将七水硫酸亚铁(绿矾)与选自碱元素或碱土元素的氧化物、氢氧化物或碳酸盐的化合物充分混合，从而获得由碱或碱土的硫酸盐和氢氧化亚铁构成的反应产物。随后，氢氧化亚铁同氧气或空气经氧化转化为氢氧化亚铁。在GB1473403中，没有公开作为硫肥的施用。DE4219351公开了从硫酸亚铁中得到的农业用添加剂(不是七水硫酸亚铁)，该硫酸亚铁从二氧化钛生产中作为副产物得到，可选地与碱土化合物和有机材料共混。这一材料的用途处理Fe、Mn和Zn的缺乏。在DE4219351中，没有公开作为硫肥的施用。EP0093204公开了使用亲水添加剂对含Fe的施肥混合物(该混合物包含硫酸亚铁和施肥剂)进行制粒的方法。也公开了像硫酸铵、NPK化合物、微量养分或天然肥料等其它施肥剂的掺和。在EP0093204中，没有公开作为硫肥的施用。EP2165976公开了基于七水硫酸亚铁组合物的压力压实方法。这一材料的用途是作为农业用的Fe源。在EP2165976中，没有公开作为硫肥的施用。在现有技术中，仍需要改进的硫肥组合物，将该组合物施用在土壤中的时候，该组合物为土壤提供了足够的硫。为了解决本专利技术的问题，专利技术人考虑到现有技术组合物的优点，并通过提供对土壤pH和植物营养没有有害影响、优选地以稳定颗粒形式存在的、没有昂贵的制粒添加剂或制粒方法的硫肥及其制备方法以及作为肥料的用途。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供肥料组合物的制备方法，该肥料组合物包括S、Fe和一种或几种碱土元素，所述碱土元素包括Ca和/或Mg，该肥料组合物适合向缺硫的土壤给药，其中包含Fe和硫酸根离子的材料，以固体盐、滤饼、糊剂、料浆或溶液的形式，与至少一个选自或包括碱土元素的氧化物、氢氧化物或碳酸盐的组分共混，所述组分包括Ca和Mg中的至少一个，优选地CaCO3、MgCO3、白云石(Ca,Mg)CO3、MgO、煅烧白云石(Ca,Mg)CO3、CaO、半水合的白云石Ca(OH)2MgO或Ca(OH)2或它们以(Ca+Mg)/Fe的摩尔比＝2-200的共混物，优选地2.5-25、更优选地10-25，并且将共混物转化为给药的形式。可以同时或先后进行共混和转化为给药形式，这导致以依赖所用成分比例的粒状、丸状或粉末状形式存在的反应混合物。从而，本专利技术的方法可以在还作为将反应产物压实、制粒和/制丸的设备中进行。在水、稀硫酸、优选稀释的，CaSO4、元素硫或其它含S化合物、其它用作肥料的化合物(诸如微量养分(优选地硼化合物)、粘结剂或制粒助剂，或它们的混合物)的任何一个存在下，可以进行共混和/或转化，这也有助于获得产品的所需形式。在本专利技术的方法中，包含Fe和硫酸根离子的材料可以优选地为含结晶水的FeSO4，诸如七水Fe(II)SO4，优选地从二氧化钛生产方法中得到的。至少一个包含碱土元素的氧化物、氢氧化物或碳酸盐的组分可以优选地为石灰石，其中该碱土元素的氧化物、氢氧化物或碳酸盐为通常用于中和诸如任何附着的硫酸的任何酸以及用于增加pH值，该石灰石没有临界含量的有害物质并对应于农业施用的天然材料。为了在共混方法中提供合适的FeSO4反应性以及在土壤中提供合适的反应性和作用，该石灰石可以由细颗粒(95％<0.09mm)构成，并包括>95％的CaCO3。包含碱土元素的氧化物、氢氧化物或碳酸盐的组分也可以是制钢中的矿渣或此类矿渣的反应产物。该矿渣具有高碱性和比CaCO3更高的反应性。对于施用在更酸性的土壤上或如果需要更快的作用，包括碱土元素的氧化物、氢氧化物或碳酸盐的组分也可以是煅烧石灰或煅烧白云石或水合的石灰，以提供较高的中和潜力和比CaCO3和矿渣更高的反应性。根据DINEN12945:2014-07的标准，所述至少一个选自或包括碱土元素的氧化物、氢氧化物或碳酸盐的组分的中和值可以是1％-55％(作为CaO)、优选地20％-55％、更优选地33％-48％。此外，淀粉、硫酸镁、柠檬酸、粘土、灰浆粘结剂、纤维素胶、诸如淀粉的糖苷粘结剂、糖蜜、木质硫酸盐、水、水合石灰、水玻璃、膨润土、纤维素纤维、硬脂酸盐、尿素中的至少一个或这些材料的组合用作粘结剂或制粒助剂，以相对于组合物的总质量的0.1wt％-10wt％、优选0.3wt％-5wt％、最优选0.8wt％-3wt％，该组合物包括Fe和硫酸根离子和所述至少一个选自或包括碱土元素Ca和Mg的氧化物、氢氧化物或碳酸盐的组分。在一个实施例中，通过以下的共混进行本专利技术的方法：-包含Fe和硫酸根离子的材料，-包含碱土元素Ca和/或Mg的碳酸盐(优选地CaCO3、MgCO3或白云石)的材料，以及-包含碱土元素的氧化物或氢氧化物(优选地MgO、CaO、Mg(OH)2或Ca(OH)2)的材料，以粉末的形式而不添加任本文档来自技高网...

【技术保护点】
肥料组合物的制备方法，所述肥料组合物包括S、Fe和一种或多种碱土元素，所述碱土元素包括Ca和/或Mg，所述肥料组合物适合向缺硫的土壤给药，其中包括Fe和硫酸根离子的材料，以固体盐、滤饼、糊剂、料浆或溶液的形式，与至少一个选自或包括碱土元素的氧化物、氢氧化物或碳酸盐的组分共混，所述组分包括Ca和Mg中的至少一个，优选地CaCO3、MgCO3、白云石(Ca,Mg)CO3、MgO、煅烧白云石(Ca,Mg)CO3、CaO、半水合的白云石Ca(OH)2MgO或Ca(OH)2或它们以(Ca+Mg)/Fe的摩尔比＝2‑200的共混物，优选地2.5‑25、更优选地10‑25，并且将共混物转化为给药的形式。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.16 DE 102014106980.31.肥料组合物的制备方法，所述肥料组合物包括S、Fe和一种或多种碱土元素，所述碱土元素包括Ca和/或Mg，所述肥料组合物适合向缺硫的土壤给药，其中包括Fe和硫酸根离子的材料，以固体盐、滤饼、糊剂、料浆或溶液的形式，与至少一个选自或包括碱土元素的氧化物、氢氧化物或碳酸盐的组分共混，所述组分包括Ca和Mg中的至少一个，优选地CaCO3、MgCO3、白云石(Ca,Mg)CO3、MgO、煅烧白云石(Ca,Mg)CO3、CaO、半水合的白云石Ca(OH)2MgO或Ca(OH)2或它们以(Ca+Mg)/Fe的摩尔比＝2-200的共混物，优选地2.5-25、更优选地10-25，并且将共混物转化为给药的形式。2.根据权利要求1所述的肥料组合物的制备方法，其中所述共混和所述转化同时进行。3.根据权利要求1或2任一项所述的肥料组合物的制备方法，其中所述共混和/或所述转化在在水、稀硫酸，优选地稀的CaSO4、元素硫或其它含S化合物、其它用作肥料的化合物(诸如微量养分(优选地硼化合物)、粘结剂或制粒助剂，或它们的混合物)的任何一个存在下进行。4.根据权利要求1-3任一项所述的肥料组合物的制备方法，其中所述包括Fe和硫酸根离子的材料为可以包含结晶水的FeSO4。5.根据权利要求4所述的肥料组合物的制备方法，其中所述FeSO4为七水Fe(II)SO4，优选地由二氧化钛生产方法中得到的。6.根据权利要求1-5任一项所述的肥料组合物的制备方法，其中所述至少一个包括碱土元素的氧化物、氢氧化物或碳酸盐的组分为石灰石，其由95％<0.09mm的细颗粒构成，并包括>95％的CaCO3。7.根据权利要求1-5任一项所述的肥料组合物的制备方法，其中所述至少一个包括碱土元素的氧化物、氢氧化物或碳酸盐的组分为煅烧石灰、煅烧白云石或水合的石灰。8.根据权利要求1-5任一项所述的肥料组合物的制备方法，其中所述至少一个包括碱土元素的氧化物、氢氧化物或碳酸盐的组分为制钢的矿渣或这类矿渣的反应产物。9.根据权利要求1-8任一项所述的肥料组合物的制备方法，其中淀粉、硫酸镁、柠檬酸、粘土、灰浆粘结剂、纤维素胶、诸如淀粉的糖苷粘结剂、糖蜜、木质硫酸盐、水、水合石灰、水玻璃、膨润土、纤维素纤维、硬脂酸盐、尿素中的至少一个或这些材料的组合用作粘结剂或制粒助剂，以相对于组合物总质量重量比0.1wt％-10wt％，优选0.3wt％-5wt％，最优选0.8wt％-3wt％，所述组合物包括Fe和硫酸根离子和所述至少一个选自或包括碱土元素Ca和Mg的氧化物、氢氧化物或碳酸盐的组分。10.根据权利要求1-9任一项所述的肥料组合物的制备方法，其中所述方法在还可以将反应产物压实、制粒和/制丸的设备中进行。11.根据权利要求10所述的肥料组合物的制备方法，其中所述的制粒通过以下共混来进行：a.包含Fe和硫酸根离子的材料；b.包含碱土元素Ca和/或Mg的碳酸盐(优选地CaCO3、MgCO3或白云石)的材料；以及c.包含碱土元素的氧化物或氢氧化物(优选地MgO、CaO、Mg(OH)2或Ca(OH)2)的材料；以粉末的形式而不含任何添加水，在同一设备中混合和制粒的时候这些材料发生反应。12.根据权利要求1-11任一项所述的肥料组合物的制备方法，其中根据DINEN12945:2014-07的标准，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：格哈德·奥尔，温福尔德·格兰德曼，杰克博·马森，毛里斯·凡德博尔，约翰亚当·凡德马雷，迪德里奇·斯坦芬，马丁·凡夫德，约翰娜·匹夫尔，
申请(专利权)人：爱克斯吹科特有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE