基于合成硫酸镁的硫酸镁颗粒制造技术

本发明专利技术涉及硫酸镁颗粒，包含相对于硫酸镁颗粒的总质量为至少90重量％的合成硫酸镁水合物且具有小于2重量％的干燥损失，干燥损失通过以下方法测定：将颗粒在105℃和1巴下干燥2小时。本发明专利技术还涉及生产所述硫酸镁颗粒的方法及其在含脲肥料组合物中的用途。

Magnesium sulfate particles based on the synthesis of magnesium sulfate

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于合成硫酸镁的硫酸镁颗粒本专利技术涉及硫酸镁颗粒及其在生产固体含脲肥料组合物中的用途。本专利技术还涉及生产这些颗粒的方法。即使镁是第八最常见的元素，在地壳中的含量为约1.94％，但土壤中通常仍缺乏镁。因此，镁盐被广泛用作肥料或肥料添加剂。更特别地，硫酸镁经常以一水合物或5/4水合物的形式用作肥料或肥料添加剂。硫酸镁在这里通常以含硫酸镁的颗粒形式使用，该颗粒任选地包含常量营养素如钾、磷和氮，和任选地痕量元素如锰、锌、铜、铁、钼或硼。通常需要使用硫酸镁和脲一起施肥。例如，B.vonRheinbaben,FertilizerResearch11(1987)指出，硫酸镁一水合物和脲的联合使用导致氮损失减少。但是，镁和氮的联合使用受到限制。例如，硫酸镁颗粒和脲的固体混合物不是储存稳定的。通常情况下，即使在短时间后，这两个混合伙伴和周围的空气湿度也会反应，形成糊状团块，该糊状团块还容易发生潮解，因此难以处理且可能无法再用作固体形式的肥料。即使在干燥条件下储存，经过一段时间后仍会观察到混合物结块，称为附聚物。这些问题尤其在颗粒具有高比例镁的的情况下发生。GB1359884建议使用通过将含有水合水或结晶水的硫酸镁如苦盐(六水合硫酸镁)与固体脲混合而获得的水浓缩物。但是液体肥料组合物不如固体肥料组合物适合某些应用。WO2013/098367建议通过使用复合物[MgSO4·mCO(NH2)2·nH2O]形式的硫酸镁和脲来解决该问题，其中m为0.9-1.1，n为2.9-3.1，其中所述的组合物可包含很少或不包含游离MgSO4并包含小于10重量％的未结合脲。WO2014/096372寻求一种类似的解决方案，其中使用包含两种硫酸镁-脲复合物的混合物的组合物。缺点是必须事先制备复合物。此外，这仅允许以窄比使用硫酸镁和脲。DE3618058描述了一种生产基于硫镁矾的颗粒的方法，通过将细碎的硫镁矾或硫镁矾-硫酸钾混合物添加单、二或多糖作为粘合剂或固结剂而进行滚动附聚。因此，在具有大于90重量％的硫镁矾含量的颗粒中获得的机械性能不能令人满意。DE3707785描述了一种生产基于硫镁矾的颗粒的方法，通过将硫镁矾粉尘以与磨碎废料的混合物形式、添加水和水溶性磷酸盐作为粘合剂或固结剂而进行滚动附聚。不添加磷酸盐，机械强度差，即使添加磷酸盐，磨损方面也不令人满意。DE4303984描述了一种生产基于硫镁矾的颗粒的方法，通过将硫镁矾粉尘以与磨碎废料的混合物的形式、添加水和铵盐混合物如硫酸铵、硼砂和单糖或二糖而进行滚动附聚，并将颗粒干燥至残留水分值为0.5重量％-2重量％。然而，如此获得的颗粒具有不大于21N的低抗破裂性。EP1219571描述了使用有机螯合剂，即二羧酸、多羧酸、羟基羧酸、果酸、酰胺基羧酸和多肽的盐来生产矿物肥料颗粒。DE4232567描述了使用脲水溶液来减少硫酸盐颗粒如硫镁矾颗粒形成粉尘的趋势。因此，本专利技术的目的是提供硫酸镁颗粒，当与固体脲混合时产生储存稳定的肥料组合物。所得混合物应在环境条件下储存稳定，即不应经历潮解，并应尽可能不结块或形成附聚物。此外，硫酸镁颗粒应在机械上稳定以确保良好的可运输性。更特别地，硫酸镁颗粒应同时具有优选至少30N，特别是至少35N，尤其是至少40N的足够的抗裂性，以及小于2重量％，特别是小于1重量％的低磨损。令人惊讶地发现，当与固体脲混合时，具有小于2重量％，优选小于1.5重量％，特别是不大于1重量％，尤其是不大于0.5重量％的干燥损失的硫酸镁颗粒不显示前面概述的问题，而是形成了自由流动、储存稳定的混合物。然而，这里出现的问题是，基于天然硫酸镁水合物，即基于硫镁矾的常规颗粒当干燥损失小于2重量％，特别是小于1重量％时，仅具有低的机械稳定性和不是非常令人满意的高磨损。令人惊讶地发现，包含至少90重量％，特别是至少95重量％，尤其是至少98重量％的合成硫酸镁水合物的硫酸镁颗粒，即使在干燥损失小于2重量％，优选小于1.5重量％，特别是不大于1重量％，尤其是不大于0.5重量％的情况下，也具有所需的机械性能，即至少30N的高抗裂性或抗破裂性和通常小于2重量％的低磨损。出人意料的是，为了获得所需的机械性能，不必使用有机粘合剂或无机粘合剂盐。因此，本专利技术涉及包含合成硫酸镁水合物的硫酸镁颗粒，合成硫酸镁水合物的含量基于硫酸镁颗粒的总质量为至少90重量％，特别是至少95重量％，尤其是至少98重量％，且通过将颗粒在105℃和1巴下干燥2小时而测定具有小于2重量％，优选小于1.5重量％，特别是不大于1重量％，尤其是不大于0.5重量％的干燥损失。这种硫酸镁颗粒通常具有优选至少30N，特别是至少35N，尤其是至少40N的抗裂性，和通常小于2重量％的低磨损。将本专利技术颗粒与固体脲，尤其是与脲颗粒或造粒(prilled)的脲混合而获得的肥料组合物是储存稳定的，即使在20天或更长时间的长时间储存的情况下，例如尤其是在30天或更长时间之后，不会显示任何潮解或附聚物的形成。与现有技术不同，不必首先由脲和硫酸镁制备复合物或溶解脲并将溶液引入造粒过程。因此，这种镁颗粒打开了具有非常不同的固体脲含量的肥料组合物的生产。与基于合成硫酸镁的市售硫酸镁颗粒相反，本专利技术硫酸镁颗粒仅具有低的干燥损失，其优选小于1.5重量％，特别是不大于1.0重量％，尤其是不超过0.5重量％，例如在0.01重量％至＜1.5重量％的范围内，特别是0.05重量％至1重量％，尤其是0.1重量％至0.5重量％，每种情况下通过将颗粒在105℃和1巴下干燥2小时而测定。在此和下文中，术语干燥损失和干失同义使用。通常根据DINEN12880:2000通过在环境压力下在105±5℃的温度下将样品干燥至恒重而测定干燥损失。通常，干燥在干燥箱中进行。对于硫酸镁颗粒，达到恒重所需的时间通常低于2小时。在此，基于所使用的起始重量，通过在干燥前后进行称重来确定干燥残余物(％)。干燥损失(％)由100减去干燥残余物(％)得到。本专利技术硫酸镁颗粒包含至少90重量％的合成硫酸镁水合物，特别是至少95重量％，尤其是至少98重量％，或全部。合成硫酸镁水合物，在下文中也称为SMS，是指通过用硫酸，尤其是用50重量％-90重量％的硫酸水溶液消化氧化镁而获得的硫酸镁水合物。与来自自然来源如硫镁矾的硫酸镁水合物相比，SMS通常包含较少量的卤化物和较高比例的水不溶性氧化镁形式的水不溶性镁。更特别地，基于SMS的总质量并以MgO计，水不溶性镁的比例为1.5重量％-7.0重量％，特别是2.0重量％-6.0重量％。基于SMS的总质量，SMS中除硫酸镁和氧化镁以外的盐的比例通常小于3重量％，特别是小于2.5重量％。SMS中镁的总含量以MgO计通常为至少26重量％，特别是至少27重量％，通常为26重量％-30重量％，特别是27重量％-30重量％。在SMS中，硫酸镁主要为一水合硫酸镁或一水合硫酸镁与5/4水合硫酸镁的混合物的形式，其中SMS中也可存在少量二水合硫酸镁。优选地，基于SMS的总质量，SMS中一水合硫酸镁和5/4水合硫酸镁的比例为至少90重量％。特别优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.硫酸镁颗粒，包含基于硫酸镁颗粒的总质量为至少90重量％的合成硫酸镁水合物且具有小于2重量％的干燥损失，干燥损失通过以下方法测定：将颗粒在105℃和1巴下干燥2小时。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170308 DE 102017104877.41.硫酸镁颗粒，包含基于硫酸镁颗粒的总质量为至少90重量％的合成硫酸镁水合物且具有小于2重量％的干燥损失，干燥损失通过以下方法测定：将颗粒在105℃和1巴下干燥2小时。


2.如权利要求1所述的硫酸镁颗粒，其具有至少26重量％的总镁含量，以MgO计且基于颗粒的总重量。


3.如权利要求1或2所述的硫酸镁颗粒，其中基于硫酸镁颗粒的总质量并以MgO计，水溶性镁的比例为20重量％-25重量％。


4.如前述权利要求中任一项所述的硫酸镁颗粒，其中基于硫酸镁颗粒的总质量并以MgO计，水不溶性镁的比例为1.5重量％-7.0重量％。


5.如前述权利要求中任一项所述的硫酸镁颗粒，其中通过550℃下的灼烧损失测定的水合水的比例基于硫酸镁颗粒的总质量为18重量％-22重量％。


6.如前述权利要求中任一项所述的硫酸镁颗粒，其中硫酸镁中至少90重量％为硫酸镁一水合物的形式，基于硫酸镁和水合水的总质量。


7.如前述权利要求中任一项所述的硫酸镁颗粒，其中基于硫酸镁颗粒的总质量，除硫酸镁和氧化镁以外的盐的比例小于3重量％。


8.如前述权利要求中任一项所述的硫酸镁颗粒，其具有至少30N的平均抗裂性，抗裂性是由具有2.5-3.15mm的粒度的颗粒测定的。


9.如前述权利要求中任一项所述的硫酸镁颗粒，其中至少90重量％的颗粒具有2-5mm的粒度。


10.如前述权利要求中任一项所述的硫酸镁颗粒，其可通过包括以下方法获得：
i)用硫酸水溶液消化氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·鲍克，A·迪特里希，D·舍尔，L·沃尔德曼，
申请(专利权)人：德国钾盐公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE