[发明专利]改性聚腐植酸磷铵的制备方法

说明书

本发明公开了一种改性聚腐植酸磷铵的制备方法，本发明将聚磷酸和矿源腐植酸有机复合，同时氨化接枝成为一种复盐，成为聚合态腐植酸磷铵。并通过尿素、硫酸铵复合活化助剂进一步改性活化，充分激发腐植酸的的活性官能团，并陈化稳定聚磷酸铵的骨架结构，得到一种全新的改性性聚腐植酸磷铵。本发明充分活化了腐植酸，并提高了聚磷酸铵的活性；在养分释放和吸收上，减缓了磷在土壤中的固定，提高了磷肥的利用率；协同螯合中微量元素，充分活化了土壤中的不可被作物吸收的养分；为复肥领域提供了一种新型的肥料增效剂，具有广阔的推广应用前景。

技术领域

本发明属于肥化技术领域，具体涉及一种改性聚腐植酸磷铵制备方法及装置。

技术背景

矿源腐植酸(Humic Acid)是从泥炭、褐煤或风化煤提取所得的，是一种结构复杂的有机化合物，含有许多芳香基、羟基、羧基、甲氧基等活性基团，这些活性基团对土壤中的阳离子如Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、A1³⁺和阴离子Cl^-、SO₄^2-都具有很强的交换能力和吸附作用。因此，腐植酸可以用来缓冲酸性土壤，改良盐碱地。但由于腐植酸是一种大分子的弱酸，很难溶于水,直接施入土壤后不利于作物的吸收。因此腐植酸必须经过活化处理，使难以为作物直接吸收的结合态的腐植酸和部分游离态腐植酸转化为水溶性腐植酸，才能应用于农业领域。

聚磷酸铵(APP)是一种含N和P的聚磷酸盐，按其聚合度可分为低聚、中聚以及高聚3种，其聚合度越高水溶性越小，反之水溶性越大。聚磷酸铵的分子通式为(NH₄)_n+2P_nO_3n+1，当n≤20时，为水溶性，这种低聚合度水溶的产品主要用于高浓度缓释的复合肥或液体肥使用。作为肥料使用的聚磷酸铵，由于具有养分含量高、肥料利用率高，易于复合、配方容易调整，特别适合滴灌系统应用，已在一些发达国国家得到了广泛应用。聚磷酸铵能在土壤中缓慢水解生成正磷酸盐，正磷酸盐能够被植物吸收；聚磷酸盐不易被土壤中的铁、钙等金属离子固定形成沉淀而析出，反而可以与土壤中的无效微量元素螯合形成可溶性络合物而被植物吸收，对磷的利用率有了一定的提高。但是随着聚磷酸盐的水解作用，最后还是会有一定含量的磷被土壤中的金属离子所固定。

如何提高磷在土壤中的有效性和移动性，满足作物下层根系对磷素的吸收；减少水溶性磷在土壤中的固定，并对作物根系生长和活力的提高有良好促进作用，增产增效结果显著。并降低石灰性土壤pH、提高碱性磷酸酶活性、影响无机磷形态转化等方面减缓磷肥在土壤中的固定，增强土壤供磷强度成为研究的热门。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高活性改性聚腐植酸磷铵。这种改性聚腐植酸磷铵能够减缓磷被土壤固定的进程，提高磷在土壤中的有效性和移动性，增强土壤供磷强度，提高磷肥利用率；并螯合活化土壤中无效微量元素螯合形成可溶性络合物而被植物吸收。

本发明的另一个目的是提供一种改性聚腐植酸磷铵的制备方法及装置。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

(1)将一定量的聚磷酸投入到捏合机中并加热到120-150℃，然后用自动进料器向捏合机中投入一定量的矿源腐植酸原粉，充分捏合均匀，得到腐植酸-聚磷酸悬浮料浆。

(2)将腐植酸-聚磷酸悬浮料浆泵入到管式反应器中，与来自氨站预热好的180-220℃气氨按一定的氨酸比进行聚合反应。聚合温度为180-230℃，聚合压力为0.3MPa-0.5MPa，料浆停留时间为1-30分钟，得到初聚物聚腐植酸磷铵。

(3)将步骤(2)中得到的初聚物聚腐植酸磷铵料浆泵入到陈化罐中，向老化罐中加入一定配比的熔融尿素、硫酸铵的混合料液充分陈化。陈化温度为90-110℃，陈化时间为10-60分钟。