專利名稱：礦物肥料保水劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦物肥料保水劑及其制備方法，主要應(yīng)用于農(nóng)林業(yè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
緩釋肥料是一種對(duì)養(yǎng)分釋放速度進(jìn)行調(diào)節(jié)的、技術(shù)含量高的新型肥料，其養(yǎng)分釋放速度 可以通過(guò)物理、化學(xué)以及生物技術(shù)手段來(lái)調(diào)控，使肥料中營(yíng)養(yǎng)元素的供應(yīng)與作物對(duì)養(yǎng)分的需 求基本同步，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡[卜2]。此類新型肥料的使用，可減少養(yǎng)分的流失，提高肥料利用率。
從世界上生產(chǎn)控緩釋肥料的現(xiàn)狀來(lái)看，己實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的控緩釋肥品種主要是聚合物 包膜型氮磷鉀肥料，其主要原料為已有形態(tài)的化肥。其包膜材料、包膜技術(shù)及肥料來(lái)源的現(xiàn) 狀主要為
用膠結(jié)鍵合材料、包膜材料將氮、磷、鉀化肥原料、風(fēng)化煤腐殖酸類進(jìn)行包膜，制備包
膜型緩釋肥，提高肥料利用率10 15%[:i]。
采用廢棄塑料一淀粉混聚物膠結(jié)包膜劑、粘土一聚酯混聚物膠結(jié)包膜劑、磺化木質(zhì)素膠 結(jié)包膜劑、腐殖酸類混聚物膠結(jié)包膜劑包膜，生產(chǎn)有機(jī)一無(wú)機(jī)復(fù)混緩釋肥料[4]。該發(fā)明申請(qǐng) 在緩釋肥的包膜材料上進(jìn)行了改進(jìn)，引入了粘土礦物，但主體肥料還是化肥，而不是難利用 礦物鉀、礦物磷。
進(jìn)一歩的技術(shù)發(fā)展是制備農(nóng)用保水緩釋肥料[5]，即將保水劑與緩釋肥料機(jī)械混合。緩釋 肥料中的鉀磷素來(lái)源于化肥，而不是難利用礦物鉀、礦物磷。
以顆粒尿素為內(nèi)核肥料，以丙烯酸、氫氧化鉀、交聯(lián)劑及引發(fā)劑為聚合原料，利用化學(xué) 聚合反應(yīng)在尿素顆粒表面直接成膜制造交聯(lián)聚丙烯酸鉀保水劑包膜(裹)尿素顆粒肥料的工 藝技術(shù)及產(chǎn)品，將保水材料引入緩釋肥，其中的鉀素來(lái)源于氫氧化鉀，也不是難利用礦物 鉀。
總之，未見(jiàn)國(guó)內(nèi)有將鉀礦粉和磷礦粉包埋于水凝膠內(nèi)，使礦物鉀礦物磷在水凝膠網(wǎng)絡(luò)中 變成活性鉀活性磷、緩釋鉀持效磷的礦物肥料保水劑專利申請(qǐng)或?qū)＠跈?quán)。也未見(jiàn)國(guó)外在我 國(guó)有此類發(fā)明專利申請(qǐng)。
參考文獻(xiàn)何緒生，李素霞，李旭輝等.控效肥料的研究進(jìn)展[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，1998， 4(2) : 97 106， Hall W丄 New methology for slow-release fertilizers [J]. Book of abstracts, 218th，ACS National meeting [C].New Orleans, 1999.] ZL200510051250.9,雙控復(fù)合型緩釋肥料及其制備方法；ZL200510104226.7， 一種 包裹型緩釋肥料及其制備方法；200410024201.1， 一種緩釋肥及其制備方法。[4] 200410078164. 2，有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混緩釋肥料生產(chǎn)方法。 [5] ZL2003153942. 4， 一種保水緩釋肥料。 [6] ZL200410078165. 7， 一種保水型包膜尿素肥料的生產(chǎn)力法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種礦物肥料保水劑及其制備方法，該方法工藝簡(jiǎn)單、成本低， 所制成的產(chǎn)品具有肥料和保水雙重功能。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是礦物肥料保水劑，其特征在于它由包含鉀礦 粉、磷礦粉、活化促釋劑、水溶性聚合單體、水、自由基聚合引發(fā)劑和交聯(lián)劑原料經(jīng)混合、
加熱聚合、干燥、粉碎而制得；其中，鉀礦粉的添加重量為水溶性聚合舉體的0 300%，磷 礦粉的添加重量為水溶性聚合單體的0 300%，鉀礦粉、磷礦粉的添加重量不同時(shí)為O，活 化促釋劑的添加重量為水溶性聚合單體的0 200%，自由基聚合引發(fā)劑的添加重量為水溶性 聚合單體的0. 01% 1. 0%，交聯(lián)劑的添加重量為水溶性聚合單體的0. 01 2. 0%，水溶性聚 合單體溶于水中形成重量濃度為10 35wty。的水溶性聚合單體溶液。 上述礦物肥料保水劑的制備方法，其特征在于它包括如下步驟
1) 將氧化鉀的重量含量不低于5.(TO的鉀礦石粉碎至平均粒徑《45um的鉀礦粉；將五氧 化二磷的重量含量不低于15%的磷礦石粉碎至平均粒徑《45咖的磷礦粉；
2) 按鉀礦粉的添加重量為水溶性聚合單體的0 300%，磷礦粉的添加重量為水溶性 聚合單體的0 300%，鉀礦粉、磷礦粉的添加重量不同時(shí)為0，活化促釋劑的添加重量為水 溶性聚合單體的0 200%，自由基聚合引發(fā)劑的添加重量為水溶性聚合單體的0. 01% 1. 0 %，交聯(lián)劑的添加重量為水溶性聚合單體的0.01 2.0%;選取鉀礦粉、磷礦粉、活化促釋劑、 水溶性聚合單體、自由基聚合引發(fā)劑和交聯(lián)劑，備用；
3) 將水溶性聚合單體溶于水中形成重量濃度為10 35wty。的水溶性聚合單體溶液，將 自由基聚合引發(fā)劑和交聯(lián)劑中入到水溶性聚合單體溶液中，得到溶有自由基聚合引發(fā)劑和交 聯(lián)劑的水溶性聚合單休溶液；將鉀礦粉、磷礦粉、活化促釋劑加入到溶有自山基聚合引發(fā)劑 和交聯(lián)劑的水溶性聚合單體溶液中，混合分散，得混合物料；
4) 將分散后的混合物料在反應(yīng)器中于40 9(TC加熱1 5小時(shí)后，再升高溫度10 30°C (即升溫至50 12(TC)反應(yīng)1 5小時(shí)，得聚合產(chǎn)物；
5) 聚合產(chǎn)物于100 12(TC千燥至含水量小于20% (重量)，粉碎到0. 1 5.0mm (用機(jī) 械的方法)，得礦物肥料保水劑(粒狀產(chǎn)品)。
下面詳細(xì)介紹本發(fā)明。 1、鐘礦粉
能制成鉀礦粉的礦物巖石主要為含鉀鋁硅酸鹽礦物巖石。
我國(guó)不溶性含鉀鋁硅酸鹽礦物巖石資源幾乎遍布全國(guó)各個(gè)省、市、自治區(qū)。在這類含鉀 巖石中，鉀通常以離子形式存在于鋁硅酸鹽礦物的晶格中，在自然環(huán)境下很難游離出來(lái)。利 用不溶性鉀礦制取鉀肥的基本原理就是利用各種方法，使鉀離子釋放出來(lái)，形成可被植物吸 收的可溶性鉀鹽。例如伊利石是一種含鉀鋁硅酸鹽粘土礦物，屬水云母族礦物中的一種，又稱"水白云母"，晶體結(jié)構(gòu)為八面體，在顯微鏡下觀察呈細(xì)小鱗片狀，粒度多在l 5ym之 間。伊利石粘土主要化學(xué)組成是氧化鉀、氧化鋁和氧化硅，伊利石組成一般用化學(xué)式ML [卿2AIS1A"]表示。
含鉀鋁硅酸鹽礦物巖石的鉀礦粉中氧化鉀的重量含量須大于5.0%,礦物粉體的平均粒 徑《45um，鉀礦粉的添加量為水溶性聚合單體重量的0 300%，優(yōu)選30% 100% (重量)。 凡符合以t特征的含鉀鋁硅酸鹽礦物巖石都可用于本發(fā)明。
2、 磷礦粉
磷礦粉的主要成分為磷灰石，地殼中的磷大約有95%都存在于磷灰石礦物中，磷灰石的 品體化學(xué)通式為A"'[P0丄Z2。式中A是以Ca"為代表的二價(jià)陽(yáng)離子，如Ca2+、 Mg2+、 Fe"、 Sr2+、 Mn2+、 Pb2+、 Cd2+、 Zn2+、 B,等，Z可以是F, OH, Cl， Br, I。磷灰石的化學(xué)組成主 要是Ca， Mg. Na， P， C， O禾口P'。
原料磷礦粉中五氧化二磷的重量含量須大于等于15%，礦物粉體的甲均粒徑《45um，磷 礦粉的添加量為水溶性聚合單體重量的0 300%，優(yōu)選30 100% (重量)。凡符合以上特 征的含磷礦物巖石都可用于本發(fā)明。
3、 活化促釋劑
活化促釋劑為硫酸、氫氧化鈉、粘土等中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種 以上混合時(shí)為任意配比。當(dāng)配方中同時(shí)含有鉀礦粉和磷礦粉時(shí)，以上三種活化促釋劑可同時(shí) 添加；當(dāng)配方中不含磷礦粉時(shí)，活化促釋劑為氫氧化鈉；當(dāng)配方中不含鉀礦粉時(shí)，活化促釋 劑為硫酸或粘土礦物。
活化促釋劑為聚合單體的0 200%，最佳為10 100%。
4、 水溶性聚合單體
所述的水溶性聚合單體為含羧基或磺酸基的聚合單體。典型的水溶性離子型聚合單體 是丙烯酸或甲基丙烯酸及其堿金屬鹽或銨鹽，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸或烯丙基磺酸 及其堿金屬鹽或銨鹽；也可以是淀粉接枝上述聚合單體。
水溶性聚合單體在含水溶液中的重量濃度為10wtX至40 vrt% (重量)，優(yōu)選20 30wt % (重量)，水溶性聚合單體可以部分地或全部地用堿金屬或銨化合物中和的形式使用。
5、 自由基聚合引發(fā)劑
適合此類聚合的自由基聚合引發(fā)劑為過(guò)硫酸鹽，如過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鈉或過(guò)硫酸銨， 這些水溶性引發(fā)劑可以混合使用，混合使用時(shí)，為任意配比。過(guò)硫酸鹽也可以和還原性物質(zhì) 如亞鐵離子、亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉等配合成氧化還原體系使用。配合使用時(shí)各成份配比由 化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)量關(guān)系確定。
自由基聚合引發(fā)劑的用量為水溶性聚合單體重量的0.01% 1.0%,優(yōu)選0.05 0.3% (重量)。
6、 交聯(lián)劑
本發(fā)明中使用的交聯(lián)劑為每分子至少含二個(gè)可聚合的不飽和基團(tuán)。典型的交聯(lián)劑有雙 丙烯酰胺如N，N' —亞甲基雙丙烯酰胺。交聯(lián)劑的用量為水溶性聚合單體重量的0. 01 2. 0%，優(yōu)選0. 05 1%(重量)。
1、 吸液倍率測(cè)定方法
在本發(fā)明中，采用如下方法測(cè)定和計(jì)算吸蒸餾水、自來(lái)水及生理鹽水的吸液倍率 稱取0.5 1.0g經(jīng)干燥和粉碎處理后的粒狀產(chǎn)品置于500—1000ml燒杯中，加入1000ml 蒸餾水或500ml自米水或稱取0.5 1.0g經(jīng)干燥和粉碎處理后的粒狀產(chǎn)品置于150ml燒杯中 加入100ml0.9。/。NaCl溶液，靜置24小時(shí)后，用30目網(wǎng)篩將多余的水濾去，稱出凝膠質(zhì)量， 按下式計(jì)算吸水倍率
吸液倍率=(凝膠質(zhì)量一干膠質(zhì)量)/干膠質(zhì)量。
2、 釋鉀量測(cè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明采用柱淋洗法收集含鉀溶液，用原子吸收光譜法檢測(cè)鉀素緩釋性能。
3、 釋磷量的測(cè)定方法
在本發(fā)明中，采用柱淋洗法收集含磷溶液，用磷鉬藍(lán)分光光度法測(cè)定釋磷量。
水凝膠作保水劑，吸水量大、保水能力強(qiáng)，自從問(wèn)世以來(lái)就在農(nóng)、林、園藝等的節(jié)水、 抗旱、保溫、土壤改良等方面得到了廣泛的應(yīng)用。由于水凝膠高分子網(wǎng)絡(luò)及其內(nèi)部化學(xué)環(huán)境 的原因，其對(duì)其它的物質(zhì)，包括無(wú)機(jī)物和有機(jī)物，均具有有效的包埋作用。將鉀礦物、磷礦 物與保水劑進(jìn)行復(fù)合，開(kāi)發(fā)水凝膠對(duì)難溶性礦物鉀和礦物磷的包埋及超強(qiáng)促釋緩釋功能，可 以高效、低成本、低能耗利用難溶性礦物鉀及礦物磷資源、合理高效利用有限的水資源，實(shí) 現(xiàn)保水劑多功能化、礦物肥水一體化。
本發(fā)明的有益效果是將鉀礦粉、磷礦粉、活化促釋劑通過(guò)化學(xué)反應(yīng)(先混合分散再聚 合復(fù)合的工藝路線)，將其包埋于由水溶性聚合單體、自由基聚合引發(fā)劑和交聯(lián)劑共同形成 的水凝膠內(nèi)；由此得到原材料成本低、制備工藝簡(jiǎn)單、吸液倍率高、凝膠強(qiáng)度較高、耐鹽性 能較好，對(duì)難溶性礦物鉀磷的活化條件溫和(能對(duì)難溶性礦物鉀、礦物磷低成本的利用)、 根據(jù)植物需要可持續(xù)提供鉀磷等元素的礦物肥料保水劑。
本發(fā)明制得的礦物肥料保水劑，原材料成本比聚丙烯酸鈉下降20 50%。實(shí)驗(yàn)測(cè)得本系 列產(chǎn)品的吸液倍率的范圍為吸蒸餾水的倍率為100 500g/g，吸自來(lái)水的倍率為60 350 g/g，吸生理鹽水的倍率為20 55 g/g。所含氧化鉀的連續(xù)釋放總量大于60%,所含五氧化 二磷的連續(xù)釋放量大于50%。
本發(fā)明的礦物肥料保水劑既是既是肥料，又是保水劑，可在農(nóng)林業(yè)中發(fā)揮保持土壤水分、 節(jié)約水資源、平穩(wěn)持久供肥作用。本發(fā)明主要生產(chǎn)原料儲(chǔ)量極為豐富，并具有工藝流程短， 投資省，便于規(guī)?；a(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
為了更好地理解木發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不 僅僅局限于下面的實(shí)施例。
實(shí)施例1:
于重量濃度為10%、用氫氧化鈉使其中和度為100%的300克丙烯酸溶液中，攪拌下加入 N,N' —亞甲基雙丙烯酰胺0.003克、過(guò)硫酸鉀0.003克，溶解，再將機(jī)械粉碎過(guò)的鉀礦粉
7(氧化鉀含量不低于5.0wt%) 24克、磷礦粉(五氧化二磷含量不低于15wt%) 24克(含硫 酸3克)加入其中，攪拌或超聲分散10分鐘。將分散后的混合物料在反應(yīng)器中于40"C下攪 拌加熱5小時(shí)后，再升高溫度3(TC反應(yīng)5小吋，得聚合產(chǎn)物；聚合產(chǎn)物于12(TC干燥至含水 量小于20%,用機(jī)械的方法使其粉碎到0. 1 2. Omm，最終得到礦物肥料保水劑(粒狀產(chǎn)品)。 實(shí)施例2:
于重量濃度為30%、中和度為80%的300克丙烯酸溶液中，攪拌下加入N，N' —亞甲基雙 丙烯酰胺0.09克、過(guò)硫酸鉀0.09克，溶解，再將機(jī)械粉碎過(guò)的鉀礦粉(氧化鉀含量不低于 5. Owt%) 100克加入其中，攪拌或超聲分散10分鐘。將分散后的混合物料在反應(yīng)器中于90°C 加熱1小時(shí)后，再升高溫度IO'C反應(yīng)I小時(shí)，得聚合產(chǎn)物；聚合產(chǎn)物于IOCTC干燥至含水量 小于20%,用機(jī)械的方法使其粉碎到O. 1 2.0mra，最終得到礦物肥料保水劑(粒狀產(chǎn)品)。
實(shí)施例3:
于重量濃度為25%、中和度為70%的300克丙烯酸溶液中，攪拌下加入N,N'—亞甲基雙 丙烯酰胺1. 5克、過(guò)硫酸鉀0. 75克，溶解，再將機(jī)械粉碎過(guò)、含有5克濃硫酸的磷礦粉(五 氧化二磷含量不低于15wt%) 85克加入其中，攪拌或超聲分散10分鐘。將分散后的混合物 料在反應(yīng)器中于7CTC加熱3小時(shí)后，再升高溫度20'C反應(yīng)2小時(shí)，得聚合產(chǎn)物；聚合產(chǎn)物 于ll(TC干燥至含水量小于20%，用機(jī)械的方法使其粉碎到0. 1 2. Omm，最終得到礦物肥料 保水劑(粒狀產(chǎn)品)。
實(shí)施例4:
于重量濃度為20%、中和度為70%的300克丙烯酸溶液中，攪拌下加入N，N' —亞甲基雙 丙烯酰胺0.06克、過(guò)硫酸鉀0.2克，溶解，再將機(jī)械粉碎過(guò)的鉀礦粉(氧化鉀含量不低于 5.0wt%) 60克加入其中，攪拌或超聲分散10分鐘。將分散后的混合物料在反應(yīng)器中于9(TC 加熱1小時(shí)后，再升高溫度l(TC反應(yīng)1小時(shí)，得聚合產(chǎn)物聚合產(chǎn)物于13CTC干燥至含水量 小于20%,用機(jī)械的方法使其粉碎到O. 1 2.0mra，最終得到礦物肥料保水劑(粒狀產(chǎn)品)。
實(shí)施例5:
于重量濃度為30%、中和度為70%的300克丙烯酸溶液中，攪拌下加入N,N' —亞甲基雙 丙烯酰胺0.06克、過(guò)硫酸鉀O. l克，溶解，再將機(jī)械粉碎過(guò)的伊利石粘七(氧化鉀含量不 低于5.0wt。/。) 27克加入其中，攪拌或超聲分散10分鐘。將分散后的混合物料在反應(yīng)器中于 9(TC加熱1小時(shí)后，再升高溫度IO'C反應(yīng)1小時(shí)，得聚合產(chǎn)物；聚合產(chǎn)物于13(TC千燥至含 水量小于20%,用機(jī)械的方法使其粉碎到0. 1 2.0mm,最終得到礦物肥料保水劑(粒狀產(chǎn)品)。
實(shí)施例6:
于重量濃度為40%、中和度為50%的300克丙烯酸溶液中，攪拌下加入N，N' —亞甲基雙 丙烯酰胺0.05克、過(guò)硫酸鉀0.003克，溶解，再將機(jī)械粉碎過(guò)的伊利石粘土 (氧化鉀含量 大于5.0wt。/。) 24克、磷礦粉(五氧化二磷含量大于20wt。/0 24克(含硫酸5克)、白云石12 克加入其中，攪拌或超聲分散10分鐘。將分散后的混合物料在反應(yīng)器中于40'C加熱5小時(shí) 后，再升高溫度30'C反應(yīng)5小時(shí)，得聚合產(chǎn)物；聚合產(chǎn)物于12(TC干燥至含水量小于20X，
8用機(jī)械的方法使其粉碎到O. 1 2.0mm，最終得到礦物肥料保水劑(粒狀產(chǎn)品)。 實(shí)施例7:
于重量濃度為25%、中和度為70%的300克丙烯酸溶液中，攪拌下加入N，N' —亞甲基雙 丙烯酰胺1. 0克、過(guò)硫酸鉀0. 75克，溶解，再將機(jī)械粉碎過(guò)、含有5克濃硫酸的磷礦粉(五 氧化二磷含量大于20.0%) 75克加入其中，攪拌或超聲分散10分鐘。將分散后的混合物料 在反應(yīng)器中于7(TC加熱3小時(shí)后，再升高溫度20'C反應(yīng)2小時(shí)，得聚合產(chǎn)物；聚合產(chǎn)物于 110"干燥至含水量小于20%,用機(jī)械的方法使其粉碎到0. 1 2.0mm,最終得到礦物肥料保 水劑(粒狀產(chǎn)品)。
實(shí)施例8:
于重量濃度為30%、中和度為70%的300克丙烯酸溶液中，攪拌下加入N， N' —亞甲基雙 丙烯酰胺1. 0克、過(guò)硫酸鉀0. 75克，溶解，再將機(jī)械粉碎過(guò)、含有5克粘土的磷礦粉(五 氧化二磷含量大于20.0%) 27克加入其中，攪拌或超聲分散10分鐘。將分散后的混合物料 在反應(yīng)器中于7(TC加熱3小時(shí)后，再升高溫度2(TC反應(yīng)2小時(shí)，得聚合產(chǎn)物；聚合產(chǎn)物于 11(TC干燥至含水量小于20X，用機(jī)械的方法使其粉碎到O. 1 2.0mm，最終得到礦物肥料保 水劑(粒狀產(chǎn)品)。
實(shí)施例9:
礦物肥料保水劑的制備方法，它包括如下步驟
1) 將氧化鉀的重量含量不低于5.0。/。的鉀礦石粉碎至平均粒徑《45um的鉀礦粉；將五氧 化二磷的重量含量不低于15。/。的磷礦石粉碎至平均粒徑《45um的磷礦粉；
2) 按鉀礦粉的添加重量為水溶性聚合單體的30%，磷礦粉的添加重量為水溶性聚合 單體的30%，活化促釋劑的添加重量為水溶性聚合單體的10%,自由基聚合引發(fā)劑的添加 重量為水溶性聚合單體的0. 05%，交聯(lián)劑的添加重量為水溶性聚合單體的0. 05%;選取鉀礦 粉、磷礦粉、活化促釋劑、水溶性聚合單體、自由基聚合引發(fā)劑和交聯(lián)劑，備用；活化促釋 劑為氫氧化鈉；水溶性聚合單體為甲基丙烯酸；自由基聚合引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀；交聯(lián)劑為 N,N' —亞甲基雙丙烯酰胺；
3) 將水溶性聚合單體溶于水中形成重量濃度為20wtl的水溶性聚合單體溶液，將自由 基聚合引發(fā)劑和交聯(lián)劑中入到水溶性聚合單體溶液中，得到溶有自由基聚合引發(fā)劑和交聯(lián)劑 的水溶性聚合單體溶液；將鉀礦粉、磷礦粉、活化促釋劑加入到溶有自由基聚合引發(fā)劑和交 聯(lián)劑的水溶性聚合單體溶液中，混合分散，得混合物料；
4) 將分散后的混合物料在反應(yīng)器中于4(TC加熱1小時(shí)后，再升高溫度10'C (即升溫至 50'C)反應(yīng)l小時(shí)，得聚合產(chǎn)物；
5) 聚合產(chǎn)物于IO(TC干燥至含水量小于20%,粉碎到O. lmm (用機(jī)械的方法)，得礦物 肥料保水劑(粒狀產(chǎn)品)。
實(shí)施例10:
礦物肥料保水劑的制備方法，它包括如下步驟
1)將氧化鉀的重量含量不低于5.0。/。的鉀礦石粉碎至平均粒徑《45um的鉀礦粉；將五氧化二磷的重量含量不低于15W的磷礦石粉碎至平均粒徑《45um的磷礦粉；
2) 按鉀礦粉的添加重量為水溶性聚合爭(zhēng)體的100%，磷礦粉的添加重量為水溶性聚合 單體的100%,活化促釋劑的添加重量為水溶性聚合單體的100%，自由基聚合引發(fā)劑的添 加重量為水溶性聚合單體的0. 3%，交聯(lián)劑的添加重量為水溶性聚合單體的1%;選取鉀礦粉、 磷礦粉、活化促釋劑、水溶性聚合單體、自由基聚合引發(fā)劑和交聯(lián)劑，備用；活化促釋劑為 粘土；水溶性聚合單體為2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸；自由基聚合引發(fā)劑為過(guò)硫酸鈉，交 聯(lián)劑為N, N' —亞甲基雙丙烯酰胺；
3) 將水溶性聚合單體溶于水中形成重量濃度為30 wt %的水溶性聚合單體溶液，將自由 基聚合引發(fā)劑和交聯(lián)劑中入到水溶性聚合單體溶液中，得到溶有自由基聚合引發(fā)劑和交聯(lián)劑 的水溶性聚合單體溶液；將鉀礦粉、磷礦粉、活化促釋劑加入到溶有自由基聚合引發(fā)劑和交 聯(lián)劑的水溶性聚合單體溶液中，混合分散，得混合物料；
4) 將分散后的混合物料在反應(yīng)器中于9(TC加熱5小時(shí)后，再升高溫度3(TC (即升溫至 120°C)反應(yīng)5小時(shí)，得聚合產(chǎn)物；
5) 聚合產(chǎn)物于120'C干燥至含水量小于20%，粉碎到5.0mm (用機(jī)械的方法)，得礦物 肥料保水劑(粒狀產(chǎn)品)。
本發(fā)明所列舉的各原料都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，各原料的上下限取值以及其區(qū)間值都能實(shí)現(xiàn)本 發(fā)明，在此不一一列舉實(shí)施例；本發(fā)明工藝參數(shù)(如溫度、時(shí)間等)的上下限取值以及其區(qū) 間值都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在此不一一列舉實(shí)施例。
權(quán)利要求
1. 礦物肥料保水劑，其特征在于它由包含鉀礦粉、磷礦粉、活化促釋劑、水溶性聚合單體、水、自由基聚合引發(fā)劑和交聯(lián)劑原料經(jīng)混合、加熱聚合、干燥、粉碎而制得；其中，鉀礦粉的添加重量為水溶性聚合單體的0～300％，磷礦粉的添加重量為水溶性聚合單體的0～300％，鉀礦粉、磷礦粉的添加重量不同時(shí)為0，活化促釋劑的添加重量為水溶性聚合單體的0～200％，自由基聚合引發(fā)劑的添加重量為水溶性聚合單體的0.01％～1.0％，交聯(lián)劑的添加重量為水溶性聚合單體的0.01～2.0％，水溶性聚合單體溶于水中形成重量濃度為10～35wt％的水溶性聚合單體溶液。
2. 如權(quán)利要求1所述的礦物肥料保水劑的制備方法，其特征在于它包括如下步驟-1) 將氧化鉀的重量含量不低于5.0%的鉀礦石粉碎至平均粒徑《45咖的鉀礦粉；將五氧 化二磷的重量含量不低于15。/。的磷礦石粉碎至平均粒徑《45um的磷礦粉；2) 按鉀礦粉的添加重量為水溶性聚合單體的0 300%，磷礦粉的添加重量為水溶性 聚合單體的0 300%，鉀礦粉、磷礦粉的添加重量不同時(shí)為0，活化促釋劑的添加重量為水 溶性聚合單體的0 200%，自由基聚合引發(fā)劑的添加重量為水溶性聚合單體的0. 01% 1. 0 %，交聯(lián)劑的添加重量為水溶性聚合單體的0.01 2.0%;選取鉀礦粉、磷礦粉、活化促釋劑、 水溶性聚合單體、自由基聚合引發(fā)劑和交聯(lián)劑，備用；3) 將水溶性聚合單體溶于水中形成重量濃度為10 35 wt %的水溶性聚合單體溶液，將 自由基聚合引發(fā)劑和交聯(lián)劑中入到水溶性聚合單體溶液中，得到溶有自由基聚合引發(fā)劑和交 聯(lián)劑的水溶性聚合單體溶液；將鉀礦粉、磷礦粉、活化促釋劑加入到溶有自由基聚合引發(fā)劑 和交聯(lián)劑的水溶性聚合單體溶液中，混合分散，得混合物料；4) 將分散后的混合物料在反應(yīng)器中于40 90'C加熱1 5小時(shí)后，再升高溫度10 30°C 反應(yīng)1 5小時(shí)，得聚合產(chǎn)物；5) 聚合產(chǎn)物于100 12(TC干燥至含水量小于20%,粉碎到0. 1 5. Omm，得礦物肥料保 水劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦物肥料保水劑的制備方法，其特征在于鉀礦粉的添加重量 為水溶性聚合單體的30% 100%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦物肥料保水劑的制備方法，其特征在于磷礦粉的添加重量 為水溶性聚合單體的30 100%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦物肥料保水劑的制備方法，其特征在于活化促釋劑為硫酸、氫氧化鈉、粘土中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時(shí)為任意配比；活化促釋劑的添加重量為水溶性聚合單體的10 100%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦物肥料保水劑的制備方法，其特征在于水溶性聚合單體為含羧基或磺酸基的聚合單體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦物肥料保水劑的制備方法，其特征在于自由基聚合引發(fā)劑為過(guò)硫酸鹽；自由基聚合引發(fā)劑的添加重量為水溶性聚合單體的0. 05 0. 3% 。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦物肥料保水劑的制備方法，其特征在于交聯(lián)劑為每分子至 少含二個(gè)可聚合的不飽和基團(tuán)；交聯(lián)劑的添加重量為水溶性聚合單體的0. 05 1%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種礦物肥料保水劑及其制備方法，主要應(yīng)用于農(nóng)林業(yè)領(lǐng)域。礦物肥料保水劑，其特征在于它由包含鉀礦粉、磷礦粉、活化促釋劑、水溶性聚合單體、水、自由基聚合引發(fā)劑和交聯(lián)劑原料經(jīng)混合、加熱聚合、干燥、粉碎而制得；其中，鉀礦粉的添加重量為水溶性聚合單體的0～300％，磷礦粉的添加重量為水溶性聚合單體的0～300％，鉀礦粉、磷礦粉的添加重量不同時(shí)為0，活化促釋劑的添加重量為水溶性聚合單體的0～200％，自由基聚合引發(fā)劑的添加重量為水溶性聚合單體的0.01％～1.0％，交聯(lián)劑的添加重量為水溶性聚合單體的0.01～2.0％，水溶性聚合單體溶于水中形成重量濃度為10～35wt％的水溶性聚合單體溶液。礦物肥料保水劑制備方法簡(jiǎn)單、成本低，能對(duì)難溶性礦物鉀、礦物磷進(jìn)行低成本低能耗活化，具有肥料和保水雙重功能。
文檔編號(hào)C05G3/04GK101462912SQ20091006054
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月16日
發(fā)明者任衛(wèi)衛(wèi), 尹秋英, 璽 張, 范力仁 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)