[发明专利]一种纳米磷灰石磷肥及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化肥生产技术领域，涉及一种磷肥及其制备方法，特别涉及一种纳米磷灰石磷肥及其制备方法。

背景技术

磷（P）是农作物生长发育所必需的大量营养元素，在我国一些作物产区磷是农作物生长的限制因子。合理施用、使用磷肥，是提高农作物产量、质量，确保农业生产效益的重要因素。速效磷肥在施用过程中存在两个方面的问题，一方面这种水溶性磷肥会进入地下水和水体，导致或加重水体富营养化，污染环境；另一方面，由于土壤对水溶性磷的强烈固定作用，速效磷肥施入土壤后，会在数天内转化为无效磷肥。

目前在化肥、土壤农业化学领域，已有研究试图通过施用长效缓效磷肥来减少磷的固定和损失。长效缓效磷肥的制备主要有两大类方法，一类方法是向速效磷肥中加入有机、无机材料，钝化速效磷，以控制磷素释放；另一类方法是向难溶性含磷矿物，如磷灰石中加入各种有机、无机活化材料，活化难溶性磷。迄今，这两大类方法生产的长效缓效磷肥，都不能很好地同时实现既有效减少土壤对磷的固定，又有效避免磷向水体发生转移。

本发明首次提出将纳米磷灰石作为磷肥使用，并提供了一种纳米磷灰石磷肥的制备方法。此前的纳米肥料不同，如专利CN 101186540A公开的一种纳米有机无机复合肥，专利CN 101096329A公开的一种纳米超级复合肥及其制造方法，其制造过程中，纳米材料仅作为造粒粘结剂或吸附剂使用，本发明首次将纳米材料用作肥料主成分。

发明内容

本发明目的在于提供一种纳米磷灰石磷肥及其制备方法，能克服速效磷肥施用过程中存在的磷素的固定和损失问题，既能有效减少土壤对磷的固定，又能避免磷向水体发生转移，是一种土壤生态效应良好、磷含量能长期维持在适宜水平的磷肥产品。

本发明采用以下技术方案：

一种纳米磷灰石磷肥的制备方法，包括以下步骤：

1）配制0.1-1.67 mol/L的磷基溶液；

2）配制0.1-1.67 mol/L的钙基溶液；

3）将磷基溶液与钙基溶液按Ca与P摩尔比5：3混合并调节酸度，使混合溶液发生沉淀反应或者水热反应产生纳米磷灰石；

4）步骤3）所得到的纳米磷灰石经浓缩、50-110℃下烘干，制得纳米磷灰石磷肥粉体。

所述的磷基溶液是真溶液或者悬浊液，溶质包括磷酸，含钙磷酸盐如Ca(H₂PO₄)₂、CaHPO₄或Ca₃(PO₄)₂，含铵磷酸盐如NH₄H₂PO₄、(NH₄)₂HPO₄或(NH₄)₃PO₄，含钠磷酸盐如NaH₂PO₄或Na₂HPO₄或Na₃PO₄，或者含钾磷酸盐如KH₂PO₄、K₂HPO₄或K₃PO₄。

所述的钙基溶液是氢氧化钙、Ca(NO₃)₂或者CaCl₂的真溶液或者悬浊液。

磷基溶液与钙基溶液的混合方式不限，可以将磷基溶液滴加入钙基溶液中生成纳米羟基磷灰石，或者将钙基溶液滴加入磷基溶液中生成纳米羟基磷灰石，或者磷基溶液与钙基溶液直接混合形成混合液后生成纳米羟基磷灰石。

调节磷基溶液与钙基溶液的混合液的酸度，可以利用碱性物质或冰乙酸调节磷基溶液、钙基溶液、或者磷基溶液与钙基溶液的混合液，调节pH 值至9～11。

所述的碱性物质可以选自0.1-1 mol/L的氨水、NaOH、KOH或者尿素。

所述的纳米磷灰石通过磷基溶液与钙基溶液发生沉淀反应或者水热反应而制得，沉淀反应方程式为：

      5Ca²⁺+3PO₄^3-+OH^-=Ca₅(PO₄)₃OH

水热反应反应方程式为：