專利名稱：乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)肥料的制造方法，特別是高純度的單一的EDTA絡(luò)合金屬鹽的微量元素肥料的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
已有的微量元素肥料有兩種，一種是硫酸鹽，如FeSO4.CuSO4.MnSO4.ZnSO4.MgSO4，另一種是硫酸鹽的升級(jí)換代產(chǎn)品即硫酸鹽+EDTA·2Na+(穩(wěn)定劑尿素)，其生產(chǎn)方法所依據(jù)的原理為
關(guān)于硫酸鹽+EDTA·2Na+(穩(wěn)定劑尿素)在中國(guó)專利公告CN1102298、CN1103393、CN1064670、CN1074431等文獻(xiàn)中已有所介紹，其方法是將硫酸鹽FeSO4.CuSO4.MnSO4.ZnSO4.MgSO4中加入EDTA·2Na制成。當(dāng)制成固體產(chǎn)品時(shí)，其實(shí)僅是一種簡(jiǎn)單的混配物而已；當(dāng)制成液體產(chǎn)品時(shí)，其中EDTA絡(luò)合鹽濃度相當(dāng)?shù)?，通常只?～10％，其余均為無(wú)機(jī)鹽成分和水。
已有的硫酸鹽+EDTA·2Na+(穩(wěn)定劑尿素)的制備方法是將硫酸鹽FeSO4.CuSO4.MnSO4.ZnSO4.MgSO4于70℃以內(nèi)全部溶解于水中得溶液A，將EDTA·2Na于70℃以內(nèi)全部溶解于水中得溶液B，將溶液A、B按EDTA·2Na∶硫酸鹽∶水(摩爾配比)＝1∶0.1～0.5∶300～2500的比例混合攪拌0.5小時(shí)，用NaOH調(diào)節(jié)pH值，過(guò)濾得到成品。
這種生產(chǎn)方法存在很多不足1、工藝中原料采用硫酸鹽，使得成品中含有大量無(wú)機(jī)鹽(Na2SO4)。
2、工藝中用EDTA·2Na作絡(luò)合劑，按照以上配比EDTA·2Na必須大大過(guò)量于硫酸鹽，使得成本增高。
3、工藝中配比加水量太大，使得成品只能是液體形態(tài)，并且EDTA絡(luò)合金屬鹽含量很低，僅為1～10％。
4、工藝中可以采用單一硫酸鹽+EDTA·2Na經(jīng)反應(yīng)、濃縮得到的固態(tài)成品，但反應(yīng)液中水份太多，耗能太多，使得成本太高，而無(wú)實(shí)際使用價(jià)值。況且即使是制成固態(tài)成品其中絡(luò)合金屬鹽含量也很低，僅為25～40％，更無(wú)實(shí)際使用價(jià)值。
5、采用此工藝得到的產(chǎn)品的質(zhì)量差，經(jīng)過(guò)多年的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用表明，均存在很多的問(wèn)題和缺陷(1)使土壤鹽堿化。因?yàn)榇罅苛蛩岣拇嬖?，容易使土壤鹽堿化，降低肥效。
(2)容易離降，適用pH范圍窄。只能用于中性土壤，在酸性環(huán)境里容易使EDTA沉淀，在堿性環(huán)境里容易生成金屬沉淀，如Fe(OH)2、Zn(OH)2、Cu(OH)2，在土壤中很容易離解，從而使微量元素肥料功能完全失效。在我國(guó)實(shí)際上以偏堿性土壤為主，在使用時(shí)往往效果相當(dāng)?shù)汀?br> (3)穩(wěn)定性差。在實(shí)際生產(chǎn)高效復(fù)合液肥中，硫酸鹽與EDTA·2Na往往存在離子平衡，當(dāng)有磷酸根和硼酸根、鉬酸根時(shí)，久置會(huì)出現(xiàn)它們的難溶金屬沉淀(Zn、Mn、Cu、Fe)，造成微量元素肥料不穩(wěn)定，有效成分降低，產(chǎn)品質(zhì)量下降，并且堵塞噴施設(shè)備。
(4)應(yīng)用范圍窄。只能用于生產(chǎn)中性低濃度復(fù)合液肥，不能用于生產(chǎn)高濃度液肥，特別是P2O5為磷銨時(shí)，某些金屬元素(如Zn)根本加不進(jìn)去，會(huì)出現(xiàn)大量沉淀。并且因?yàn)樵刂g的氧化還原反應(yīng)造成所有的硫酸鹽不可能同時(shí)并存于同一溶液體系中，從而大大降低了應(yīng)用范圍。
(5)使用不方便。所有的硫酸鹽+EDTA·2Na+(穩(wěn)定劑尿素)均以混合態(tài)存在，也不能使用單一EDTA絡(luò)合微量元素肥料，在施用時(shí)不能起到單獨(dú)增強(qiáng)某一元素的效果。
(6)吸收率不僅低，而且吸收緩慢，養(yǎng)分容易流失。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種高純度的乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽的生產(chǎn)方法是，將乙二胺四乙酸、氫氧化鈉加入水中，攪拌反應(yīng)，得到乙二胺四乙酸鈉鹽，再加入金屬鹽，乙二胺四乙酸∶氫氧化鈉∶金屬鹽∶水的摩爾配比為1∶1.5～5.0∶0.1～1.1∶10～200，在70～150℃下，反應(yīng)0.5～5小時(shí)，得到產(chǎn)品。
上述的金屬鹽是三氯化鐵(FeCl3)、硫酸鐵(Fe2(SO4)3)、碳酸錳(MnCO3)、堿式碳酸銅(CuCO3·Cu(OH)2)、氧化鋅(ZnO)、堿式碳酸鋅(ZnCO3·2Zn(OH)2)、氧化鎂(MgO)、堿式碳酸鎂(4MgCO3·Mg(OH)2)中的一種。
上述的產(chǎn)品經(jīng)干燥得到固體產(chǎn)品。
本發(fā)明中的乙二胺四乙酸即EDTA，是一種絡(luò)合劑。乙二胺四乙酸與氫氧化鈉反應(yīng)得到乙二胺四乙酸鈉鹽，其化學(xué)反應(yīng)機(jī)理
乙二胺四乙酸鈉鹽再與金屬鹽反應(yīng)獲得乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽。如乙二胺四乙酸絡(luò)合鐵鹽(EDTA·Fe·Na)、乙二胺四乙酸絡(luò)合錳鹽(EDTA·2Na·Mn)、乙二胺四乙酸絡(luò)合銅鹽(EDTA·2Na·Cu)、乙二胺四乙酸絡(luò)合鋅鹽(EDTA·2Na·Zn)、乙二胺四乙酸絡(luò)合鎂鹽(EDTA·2Na·Mg)。其化學(xué)反應(yīng)式如下
本發(fā)明的生產(chǎn)方法中各組份的配比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間根據(jù)所選用的金屬鹽及其配量來(lái)確定。
使用本方法制造產(chǎn)品時(shí)，選用如下的原料及其配比是，所獲得的產(chǎn)品的純度較高。
乙二胺四乙酸∶氫氧化鈉∶三氯化鐵 ∶水＝1∶3.5～4.6∶0.8～1.2∶10～100乙二胺四乙酸∶氫氧化鈉∶硫酸鐵∶水＝1∶3.5～4.6∶0.4～0.6∶10～100乙二胺四乙酸∶氫氧化鈉∶碳酸錳∶水＝1∶1.6～2.6∶0.9～1.1∶15～200乙二胺四乙酸∶氫氧化鈉∶堿式碳酸銅∶水＝1∶1.6～2.6∶0.4～0.6∶15～200乙二胺四乙酸∶氫氧化鈉∶氧化鋅∶水＝1∶1.6～2.6∶0.9～1.1∶15～200乙二胺四乙酸∶氫氧化鈉∶堿式碳酸鋅∶水＝1∶1.6～2.6∶0.2～0.4∶15～200乙二胺四乙酸∶氫氧化鈉∶氧化鎂∶水＝1∶1.6～2.6∶0.9～1.1∶15～200乙二胺四乙酸∶氫氧化鈉∶堿式碳酸鎂∶水＝1∶1.6～2.6∶0.1～0.3∶15～200本發(fā)明與現(xiàn)有的硫酸鹽微量元素肥料和硫酸鹽+EDTA·2Na+(穩(wěn)定劑尿素)的生產(chǎn)方法相比，完全克服了它們的缺點(diǎn)，并具有如下顯著的優(yōu)點(diǎn)和明顯的效果一、本發(fā)明生產(chǎn)方法中當(dāng)采用干凈、純潔的原料時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物中只有純凈的乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽，水和二氧化碳，不含或極少含無(wú)機(jī)鹽。
二、當(dāng)用本發(fā)明生產(chǎn)EDTA絡(luò)合鐵鹽時(shí)，雖然金屬鹽采用Fe2(SO4)3、FeCl3，與已有生產(chǎn)方法相比，由于采用EDTA取代已有技術(shù)的EDTA·2Na作絡(luò)合劑、提高反應(yīng)溫度、減少加水量，既可以使無(wú)機(jī)鹽全部溶解于水，又可以過(guò)濾分離固體得到EDTA·Fe·Na，達(dá)到去除無(wú)機(jī)鹽的目的，再將固體干燥得到純度大于95％的產(chǎn)品。
三、本發(fā)明生產(chǎn)方法采用EDTA取代已有技術(shù)的EDTA·2Na作絡(luò)合劑，在相同條件下EDTA的用量?jī)H為已有方法的EDTA·2Na的約78％，因此生產(chǎn)成本可降低約20％四、本發(fā)明生產(chǎn)方法采用EDTA取代已有技術(shù)的EDTA·2Na作絡(luò)合劑，能大幅度降低EDTA的用量，從而大幅度降低生產(chǎn)成本。
五、本發(fā)明生產(chǎn)方法特別是當(dāng)采用絡(luò)合劑EDTA、NaOH、三氯化鐵、硫酸鐵、碳酸錳、堿式碳酸銅、氧化鋅、堿式碳酸鋅、氧化鎂、堿式碳酸鎂作為原料，和大幅度降低加水量時(shí)，可以使液態(tài)產(chǎn)品中的EDTA絡(luò)合金屬鹽含量大大提高，能使有的液態(tài)產(chǎn)品中的乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽含量可以高達(dá)60％，不含或極少含副產(chǎn)物，從而提高了經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，有利于制成高純度的固體產(chǎn)品。
六、本發(fā)明生產(chǎn)方法制造的液體產(chǎn)品中的含水量低，采用通常的濃縮和干燥方式，便能獲得含量≥95％的固體的乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽產(chǎn)品，具有能耗低的優(yōu)點(diǎn)。
七、本發(fā)明生產(chǎn)方法獲得的含量≥95％的乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽，已經(jīng)改變了硫酸鹽+EDTA·2Na+(穩(wěn)定劑尿素)的作為微量元素肥料的特性，具有相當(dāng)優(yōu)異的性能和效果，表現(xiàn)在(1)使用本發(fā)明方法獲得的乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽的純度高，純度可以達(dá)到95％以上，不含或極少含任何無(wú)機(jī)鹽，不含使土壤板結(jié)的硫酸根，因此可以用于無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液，也可以直接加入到高效復(fù)合肥中，可以保證整個(gè)復(fù)合肥料的每一個(gè)養(yǎng)分均對(duì)土壤有益，無(wú)有害元素的存在，達(dá)到真正的無(wú)公害。
(2)使用本發(fā)明方法獲得的乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽不被土壤離解，是一種單一的純化合物，在pH值為9以內(nèi)時(shí)，乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽具有非常高的穩(wěn)定常數(shù)，在此范圍內(nèi)，乙二胺四乙酸金屬鹽不被分解，不會(huì)產(chǎn)生任何沉淀，因此不被土壤離解，適用于pH≤9的任何土壤，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。
(3)使用本發(fā)明方法獲得的乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽的穩(wěn)定性高。用本發(fā)明獲得EDTA絡(luò)合金屬鹽在pH≤9的溶液體系中，由于具有非常高的穩(wěn)定常數(shù)，因此金屬元素之間不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可以使幾種金屬元素并存于液體中，而無(wú)任何沉淀。同時(shí)金屬元素也不會(huì)與磷酸、硼酸、鉬酸根離子反應(yīng)產(chǎn)生沉淀?？梢杂糜诟咝?fù)合肥和高濃度液肥的生產(chǎn)，并能取代低效復(fù)合肥和低濃度液肥。
(4)使用本發(fā)明方法獲得的乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽的使用和儲(chǔ)運(yùn)方便。乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽可作單一微量元素肥料噴施，可以達(dá)到單獨(dú)增強(qiáng)某一元素的效果，比如EDTA絡(luò)合鐵鹽單施可以使植物很快變綠。EDTA絡(luò)合金屬鹽也可直接與農(nóng)藥、氮磷鉀(N-P-K)肥混用，使得制造復(fù)合肥、高效液肥變得非常簡(jiǎn)單，完全不用考慮成分間相互的拮抗、破壞、施用的問(wèn)題。
(5)使用本發(fā)明獲得的產(chǎn)品，通過(guò)EDTA使無(wú)機(jī)金屬鹽轉(zhuǎn)化為有機(jī)態(tài)，且固體產(chǎn)品能100％完全溶于水，可以使絡(luò)合金屬很快被植物吸收，吸收率高。并由于EDTA的絡(luò)合作用，可以固定土壤中有益物質(zhì)，如Fe、Cu、Mn、Zn等，防止流失，增強(qiáng)了有效性。
本發(fā)明方法適用于制造各種單一元素的高純度有機(jī)絡(luò)合態(tài)微量元素肥料。
下面，再用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例在2000升的反應(yīng)釜中，按下表配量，將乙二胺四乙酸、氫氧化鈉加入水中，攪拌反應(yīng)，得到乙二胺四乙酸鈉鹽，再加入金屬鹽，按下表控制溫度、時(shí)間進(jìn)行反應(yīng)，得到產(chǎn)品。當(dāng)金屬鹽是鐵鹽時(shí)，得到含固體的產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)濾分離去除水溶的無(wú)機(jī)鹽雜質(zhì)，所得的固體經(jīng)干燥后得到乙二胺四乙酸絡(luò)合鐵鹽(EDTA·Fe·Na)。當(dāng)金屬鹽是銅鹽、錳鹽、鋅鹽、鎂鹽時(shí)，將液體產(chǎn)品經(jīng)濃縮、干燥后，得到的固體產(chǎn)品分別是呈藍(lán)色固體的乙二胺四乙酸絡(luò)合銅鹽(EDTA·2Na·Cu)、呈淺紅色粉末的乙二胺四乙酸絡(luò)合錳鹽(EDTA·2Na·Mn)、呈白色粉末的乙二胺四乙酸絡(luò)合鋅鹽(EDTA·2Na·Zn)、白色固體的乙二胺四乙酸絡(luò)合鎂鹽(EDTA·2Na·Mg)。
下表中，A為乙二胺四乙酸、B為NaOH、C為金屬鹽、D為水。

以上所述實(shí)施例只是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步闡述，不限制本發(fā)明。此外，尚可在本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)變化實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽的生產(chǎn)方法，其特征在于將乙二胺四乙酸、氫氧化鈉加入水中，攪拌反應(yīng)，得到乙二胺四乙酸鈉鹽，再加入金屬鹽，乙二胺四乙酸∶氫氧化鈉∶金屬鹽∶水的摩爾配比為1∶1.5～5.0∶0.1～1.1∶10～200，在70～150℃下，反應(yīng)0.5～5小時(shí)，得到產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽的生產(chǎn)方法，其特征在于所說(shuō)的金屬鹽是三氯化鐵、硫酸鐵、碳酸錳、堿式碳酸銅、氧化鋅、堿式碳酸鋅、氧化鎂、堿式碳酸鎂中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽的生產(chǎn)方法，其特征在于所說(shuō)的乙二胺四乙酸∶氫氧化鈉∶三氯化鐵∶水的摩爾配比為1∶3.5～4.6∶0.8～1.2∶10～100，反應(yīng)后經(jīng)過(guò)濾分離去除無(wú)機(jī)鹽，經(jīng)干燥得到固體產(chǎn)品。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽的生產(chǎn)方法，其特征在于所說(shuō)的乙二胺四乙酸∶氫氧化鈉∶硫酸鐵∶水的摩爾配比為1∶3.5～4.6∶0.4～0.6∶10～100，反應(yīng)后經(jīng)過(guò)濾分離去除無(wú)機(jī)鹽，經(jīng)干燥得到固體產(chǎn)品。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽的生產(chǎn)方法，其特征在于所說(shuō)的乙二胺四乙酸∶氫氧化鈉∶碳酸錳∶水的摩爾配比為1∶1.6～2.6∶0.9～1.1∶15～200。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽的生產(chǎn)方法，其特征在于所說(shuō)的乙二胺四乙酸∶氫氧化鈉∶堿式碳酸銅∶水的摩爾配比為1∶1.6～2.6∶0.4～0.6∶15～200。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽的生產(chǎn)方法，其特征在于所說(shuō)的乙二胺四乙酸∶氫氧化鈉∶氧化鋅∶水的摩爾配比為1∶1.6～2.6∶0.9～1.1∶15～200。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽的生產(chǎn)方法，其特征在于所說(shuō)的乙二胺四乙酸∶氫氧化鈉∶堿式碳酸鋅∶水的摩爾配比為1∶1.6～2.6∶0.2～0.4∶15～200。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽的生產(chǎn)方法，其特征在于所說(shuō)的乙二胺四乙酸∶氫氧化鈉∶氧化鎂∶水的摩爾配比為1∶1.6～2.6∶0.9～1.1∶15～200。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽的生產(chǎn)方法，其特征在于所說(shuō)的乙二胺四乙酸∶氫氧化鈉∶堿式碳酸鎂∶水的摩爾配比為1∶1.6～2.6∶0.1～0.3∶15～200。
11.根據(jù)權(quán)利要求1、2、5、6、7、8、9或10所述的乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽的生產(chǎn)方法，其特征在于所說(shuō)的產(chǎn)品經(jīng)濃縮、干燥得到固體產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明的乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽的生產(chǎn)方法，涉及微量元素肥料的制造方法。旨在提供一種高純度的單一的乙二胺四乙酸絡(luò)合金屬鹽的生產(chǎn)方法。本方法將乙二胺四乙酸、氫氧化鈉加入水中，攪拌反應(yīng)，得到乙二胺四乙酸鈉鹽，再加入金屬鹽，乙二胺四乙酸∶氫氧化鈉∶金屬鹽∶水的摩爾配比為1∶1.5～5.0∶0.1～1.1∶10～200，在70～150℃下，反應(yīng)0.5～5小時(shí)，得到產(chǎn)品。上述金屬鹽是三氯化鐵、硫酸鐵、碳酸錳、堿式碳酸銅、氧化鋅、堿式碳酸鋅、氧化鎂、堿式碳酸鎂中的一種。本發(fā)明方法適用于制造各種單一元素的高純度有機(jī)絡(luò)合態(tài)微量元素肥料。
文檔編號(hào)C07C227/00GK1426998SQ0113370
公開(kāi)日2003年7月2日 申請(qǐng)日期2001年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月19日
發(fā)明者鐘林, 張祖銀, 趙雪林 申請(qǐng)人:鐘林, 張祖銀, 趙雪林