[發明專利]聚硼酸鉀的微波制備工藝

無效

• 申請號: 201010222780.6
• 申請日: 2010-07-09
• 公開（公告）號: CN101941709A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 汪鶴亭
• 申請（專利權）人: 江西綠悅生物工程股份有限公司
• 主分類號: C01B35/12
• 分類號: C01B35/12
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 張靜

技術領域

本發明涉及一種化肥的制備技術，特別是涉及一種聚硼酸鉀的微波制備新技術。

背景技術

1859年Knop及Sachs采用溶液培養植物證實了鉀是植物生長的必需元素之一。對植物灰分的分析試驗，發現K₂O占灰分比很高，證明鉀是植物所需主要的大量元素。現代研究表明，K⁺可以激活多種酶的活性，可以促進光合作用，可以加快糖類運轉和淀粉累積，可以有助于蛋白質合成，可以有助于作物對逆境(旱、病蟲害、冷等)的抗性等等。

硼對植物生長發育的作用發現得較晚，是1939年Arnon和Stout通過實驗證實的。他們把硼歸為植物的必需微量元素之一。1980年開始我國各地對硼肥進行了大量田間試驗，在缺硼土壤上的作物(棉花、油菜、大小麥、水稻、玉米、大豆等)施用硼肥后，獲得了極為明顯的增產(增產率一般在20～60％)效果。其中浙江麗水縣農場的油菜施硼(B)后甚至增產584.6～1044.1％，說明硼肥在農業上作用之重要。

現有硼肥，主要是硼酸、硼砂、硼鎂磷肥、聚硼酸鈉等。其中有的溶解性差，有的含鈉，而鈉是植物不需要、濃度高時還有害的元素。而近期開發的聚硼酸鉀則不同，其主含鉀及硼，都是植物所必需的，而且其溶解性甚好。國外(美國)已有八聚硼酸鉀供應市場。我國發明專利公報2009.07.29公布的公開號為CN101492311的發明專利申請報導了一種十硼酸鉀肥料及其制作方法，該方法主要工藝有二步：第一步，硼酸與氫氧化鉀或其他鉀鹽(加水)溶解及高溫聚合。第二步，聚合物溶液經噴霧干燥成粒狀結晶產品。按上述工藝第一步原料溶解及高溫聚合需要能源(加熱)，估計每噸產品耗電200千瓦時，按市場電價約合人民幣150元。第二步，噴霧干燥每噸產品按除水分總量1.6噸計算，采用燃油熱風爐，需耗用柴油470kg左右，按現市價約合人民幣3200元，總能耗費用約3350元。能耗大是上述專利工藝的不足之處。

發明內容

本發明的目的在于：提出采用微波聚合并同時脫水的技術路線制備聚硼酸鉀，以降低聚硼酸鉀生產中的能耗。

本發明提出的聚硼酸鉀的微波制備工藝包括以下三個步驟：

第一步：原料硼酸與氫氧化鉀加水溶解成混合液。這一步也需加熱，電能耗用每噸產品約150千瓦時，折合人民幣約113元。

第二步：微波聚合并同時脫水。每噸產品需脫水約560kg，耗用電能約934千瓦時，折合人民幣約700元。

第三步：產品粉碎，每噸產品耗電15千瓦時，約合人民幣11.3元。以上三步總能耗費用約825元。

本發明第一步反應形成的混合物立即進入微波處理或存放冷卻形成固態物后再進行微波處理。

本發明所述微波處理時采用的頻率為2450MHZ。

本發明所述第一步反應時水先加熱至40-60℃，再按最終產品所需投入KOH規定的重量份，攪拌溶解后，再緩慢加入硼酸規定的重量份。第一步溶解反應時加熱溫度范圍為40℃至116℃。

本發明第一步驟中原料按重量比硼酸∶氫氧化鉀為1∶0.56或1∶0.28或1∶0.374。

本發明工藝具有特點：

1、節能，可大大降低成本，還可為節能減排、保護環境作出貢獻。聚硼酸鉀是高能載產品，能耗費用占成本比例較大，因此節約能耗是降低生產成本的主要途徑。本發明與200910116215.9專利相比，可節省能耗費用約75％。

2、K₂O及B在產品中的成分比例可調。因此可以根據農作物對K₂O或B的需求，調節配方，使產品具有更廣泛的適應性。

3、本發明工藝簡單，主要工藝參數可控、易控，產量質量有保證。

具體實施方式

以下結合實施對本發明進行詳細說明。

實施例1：四聚硼酸鉀的微波制備：

2KOH+4H₃BO₃→K₂B₄O₇+7H₂O

反應器中加水16重量份，加熱至50℃，投入KOH?14重量份，攪拌溶解后，再緩慢加入硼酸25重量份，攪拌，加熱50-116℃直至完全溶解。此過程大約0.5小時，其間揮發的水分無需補充。

反應形成的粘度較大的混合物可立即進入微波處理，也可存放冷卻形成固態物再進入微波處理。微波處理采用2450MHz，高火力，6分鐘完成。工藝產品冷卻粉碎即成。