硫酸盐悬浮液

专利类型 发明公开 法律事件 公开;
专利有效性 公开 当前状态 公开
申请号 CN202380064337.6 申请日 2023-09-08
公开(公告)号 CN119855798A 公开(公告)日 2025-04-18
申请人 艾斯尔欧洲合作社公司; 申请人类型 企业
发明人 K·阿布-拉比亚; 阿维塔尔·范斯坦; 鲁思·弗里德; 埃米尔·戈伯; 第一发明人 K·阿布-拉比亚
权利人 艾斯尔欧洲合作社公司 权利人类型 企业
当前权利人 艾斯尔欧洲合作社公司 当前权利人类型 企业
省份 当前专利权人所在省份: 城市 当前专利权人所在城市:
具体地址 当前专利权人所在详细地址:荷兰阿姆斯特丹 邮编 当前专利权人邮编:
主IPC国际分类 C05G5/27 所有IPC国际分类 C05G5/27C05G3/00C05G3/50C05D1/00C05D3/00C05D5/00C05G1/00
专利引用数量 0 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 15 专利文献类型 A
专利代理机构 北京安信方达知识产权代理有限公司 专利代理人 牟静芳; 郑霞;
摘要 本文提供了一种悬浮液,该悬浮液包含浓度为至少50%w/w的至少一种 硫酸 盐 ;以及至少一种悬浮剂。
权利要求

1.一种悬浮液,包含浓度为至少50%w/w的至少一种硫酸盐;以及至少一种悬浮剂。
2.根据权利要求1所述的悬浮液,其中所述硫酸盐选自包括以下项的组:硬石膏、杂卤石、石膏、镁矾、泻利盐、芒硝、白钠镁矾、无水镁矾、钾盐镁矾、软钾镁矾、硫酸钙、钾镁和硫肥料
3.根据权利要求2所述的悬浮液,其中所述硫酸盐的浓度为至少60%w/w。
4.根据权利要求3所述的悬浮液,其中所述硫酸盐是杂卤石。
5.根据权利要求3所述的悬浮液,其中所述硫酸盐是水镁矾。
6.根据权利要求4所述的悬浮液,其中所述杂卤石的浓度为至少70%w/w。
7.根据权利要求3所述的悬浮液,其中所述悬浮剂的浓度在0.2%w/w‑1%w/w之间。
8.根据权利要求7所述的悬浮液,其中所述悬浮剂是粘土,所述粘土选自包括以下项的组:有机改性的蒙脱石粘土;选矿的蒙脱石粘土;胶体镁酸盐;微晶纤维素和纤维素胶。
9.根据权利要求8所述的悬浮液,其中所述粘土是有机改性的选矿的蒙脱石粘土。
10.根据权利要求3所述的悬浮液,包含约2000cP的粘度和约1.9g/cc的密度
11.根据权利要求7所述的悬浮液,还包含至少一种分散剂,所述至少一种分散剂选自包括以下项的组:通过脱水山梨糖醇的乙基化形成的非离子型表面活性剂;聚乙氧基化烷基胺(C8‑C18)烷基聚氧乙二醇和有机酸的共混物;六偏磷酸钠(SHMP);水溶助长剂;润湿剂;超润湿剂;非离子型表面活性剂;具有亲水性聚环氧乙烷链的非离子型表面活性剂;以及聚甲基丙烯酸钠分散剂。
12.一种用于制备硫酸盐悬浮液的方法,包括:
经由机械搅拌将水与悬浮剂预混合;
在使用机械搅拌器混合的同时添加所述硫酸盐;以及
其中所述硫酸盐的浓度为至少50%w/w。
13.根据权利要求12所述的方法,其中所述硫酸盐选自包括以下项的组:硬石膏、杂卤石、石膏、水镁矾、泻利盐、钙芒硝、白钠镁矾、无水钾镁矾、钾盐镁矾、软钾镁矾、硫酸钙、钾镁和硫肥料。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述硫酸盐是杂卤石。
15.根据权利要求14所述的方法,其中添加所述硫酸盐以三个步骤(等量)完成。

说明书全文

硫酸盐悬浮液

发明领域

[0001] 本发明涉及肥料领域,具体地涉及充当肥料的硫酸盐悬浮液的生产。
[0002] 发明背景
[0003] 为了正常生长,植物需要通常可以在土壤中找到的营养素(氮、磷、、锌、镁、、锰等)。有时需要肥料来增强或实现期望的植物生长阶段。
[0004] 植物的生长通过两种主要模式来满足,传统的模式是添加剂提供营养素。第二模式是一些肥料通过改变土壤的保性(water retention)和通气性(aeration)来增强土壤的有效性。肥料通常以不同的比例提供三种主要常量营养素、三种次要常量营养素和微量营养素。主要常量营养素是:
[0005] 氮(N):叶生长;
[0006] 磷(P):根、花、种子、果实的发育;
[0007] 钾(K):旺盛的茎生长,植物中水的移动,促进开花和结果;
[0008] 次要常量营养素是:钙(Ca)、镁(Mg)和硫(S);
[0009] 微量营养素是:(Cu)、铁(Fe)、锰(Mn)、钼(Mo)、锌(Zn)、(B),并且偶尔还有重要意义的(Si)、钴(Co)和(V)以及稀有矿物催化剂。
[0010] 使营养素可用并与植物需求一致的最可靠且有效的方式是通过使用缓释肥料(slow release fertilizer)或控释肥料(controlled release fertilizer)来控制营养素向土壤溶液中的释放。
[0011] 缓释肥料(SRF)和控释肥料(CRF)两者均逐渐地供应营养素。然而,缓释肥料和控释肥料在许多方面不同:它们使用的技术、释放机制、寿命、释放控制因素以及更多方面。
[0012] 固体肥料包括颗粒物、小粒(prill)、晶体和粉末。小粒状肥料(prilled fertilizer)是通过使自由下落的液滴在空气或流体介质中固化而制成的接近球形的一种类型的颗粒状肥料。在商业苗圃中使用的大多数控释肥料(CRF)是已经被硫或聚合物包覆的小粒状肥料。这些产品已经被开发成在整个作物发育中允许营养素缓慢释放到根部区域中。已知含硫酸盐的化合物在水溶解度方面不同。
[0013] 最易溶和最受欢迎的硫酸盐肥料来源是硫酸铵(AS)、单过磷酸盐(single superphosphate,SSP)、硫酸钾硫酸镁。杂卤石是一种蒸发岩矿物,一种具有式:K2Ca2Mg(SO4)4·2H2O的钾、钙和镁的硫酸盐的单一复杂晶体脱水形式。杂卤石被用作肥料,因为杂卤石被认为氯化物低,并且包含如下主要常量营养素和次要常量营养素两者:
[0014] 以硫酸盐计48% SO3
[0015] 14% K2O
[0016] 6% MgO
[0017] 17% CaO。
[0018] 液体肥料的使用涵盖了优于干燥(例如颗粒状或粉末状)肥料的使用的多种优点。例如,干燥粉末状肥料倾向于散开,例如当存在时。此外,例如,与颗粒状肥料相比,基于液体的肥料往往更均匀,并向植物提供均匀的肥料分布。
[0019] 然而,当在悬浮液中使用高浓度的杂卤石时,某些肥料诸如杂卤石倾向于快速沉淀。
[0020] 发明概述
[0021] 根据一些说明性实施方案,本文提供了一种硫酸盐悬浮液以及用于生产该硫酸盐悬浮液的工艺。
[0022] 根据一些说明性实施方案,本文提供了一种高浓度的硫酸盐悬浮液,该高浓度的硫酸盐悬浮液包含至少50%w/w的盐,优选地至少60%w/w的盐,更优选地至少70%w/w的盐。
[0023] 根据一些实施方案,硫酸盐可以包括选自包括以下项的组的任何矿物:硬石膏(Anhydrite)、杂卤石、石膏、水镁矾(Kieserite)、泻利盐(Epsomite)、钙芒硝(Glauberite)、白钠镁矾(Blodite)、无水钾镁矾(Langbeinite)、钾盐镁矾(Kainite)、软钾镁矾(Schonite)、硫酸钙、钾镁和硫肥料(potassium magnesium and sulfur fertilizer)(例如 )及类似矿物。
[0024] 根据一些实施方案,硫酸盐可以优选地是杂卤石。
[0025] 根据一些实施方案,杂卤石可以由标准等级的杂卤石,即具有小于2mm的粒度的杂卤石生产。
[0026] 根据一些实施方案,本发明可以允许使用具有0.5mm‑2mm的粒度,例如在0.5mm‑2mm的范围内的非均匀或变化的粒度的杂卤石形成稳定的悬浮液。
[0027] 根据其他实施方案,硫酸盐可以优选地是水镁矾。
[0028] 根据一些实施方案,水镁矾可以具有小于3mm的粒度。
[0029] 根据一些实施方案,本发明的悬浮液可以稳定持续至少一个月,优选地至少两个月,更优选地至少三个月。
[0030] 根据一些实施方案,悬浮液的稳定性可以通过没有或最少分离成不同层和/或没有或最少团(mass)沉淀来测量。
[0031] 根据一些实施方案,悬浮液的稳定性的测量可以经由将悬浮液倒入100ml管中并测量由于沉降相对于时间的高度变化来进行。稳定的悬浮液被定义为从制备起最少两周,优选地从制备起1个月,最优选地从制备起至少2个月内变化0mm。
[0032] 根据一些实施方案,本发明的悬浮液可以包括一种或更多种悬浮剂,例如,用于使得能够产生可流动且稳定的悬浮液。
[0033] 根据一些实施方案,一种或更多种悬浮剂可以包括合适的增稠剂或粘土。
[0034] 根据一些实施方案,一种或更多种悬浮剂的浓度可以在0.2%w/w‑1%w/w之间。
[0035] 根据一些实施方案,一种或更多种悬浮剂可以选自包括以下项的组:有机改性的蒙脱石粘土;选矿的蒙脱石粘土(beneficiated smectite clay);胶体镁硅酸盐;以及胶诸如微晶纤维素、纤维素胶、黄原胶、瓜尔胶及类似悬浮剂。
[0036] 根据一些实施方案,一种或更多种悬浮剂可以优选地是粘土,最优选地是有机改性的选矿的蒙脱石粘土。
[0037] 根据一些实施方案,本发明的悬浮液可以具有约2000cP的粘度和约1.9g/cc的密度
[0038] 根据一些实施方案,悬浮液还可以包含至少一种分散剂,所述至少一种分散剂选自包括以下项的组:通过脱水山梨糖醇的乙基化形成的非离子型表面活性剂;聚乙氧基化烷基胺(C8‑C18)烷基聚氧乙二醇和有机酸的共混物;六偏磷酸钠(SHMP);水溶助长剂(hydrotrope);润湿剂;超润湿剂;非离子型表面活性剂;具有亲水性聚环氧乙烷链的非离子型表面活性剂;聚甲基丙烯酸钠分散剂及类似分散剂。
[0039] 根据一些实施方案,本文提供了一种用于制备硫酸盐悬浮液的方法,该方法包括:经由机械搅拌将水(例如,反渗透水)与一种或更多种悬浮剂预混合;在经由机械搅拌混合的同时以三个步骤(等量)添加所述硫酸盐;并且其中所述硫酸盐的浓度为至少50%w/w。
[0040] 根据一些实施方案,硫酸盐可以选自包括以下项的组:硬石膏、杂卤石、石膏、水镁矾、泻利盐、钙芒硝、白钠镁矾、无水钾镁矾、钾盐镁矾、软钾镁矾、硫酸钙、钾镁和硫肥料。
[0041] 根据一些实施方案,硫酸盐可以优选地是杂卤石或水镁矾。
[0042] 根据一些实施方案,粘土的浓度可以在0.2%w/w‑1%w/w之间。
[0043] 附图简述
[0044] 图1描绘了根据一些说明性实施方案的小瓶测试。
[0045] 图2描绘了根据一些说明性实施方案的小瓶测试。
[0046] 图3描绘了根据一些说明性实施方案的示例性杂卤石悬浮液。
[0047] 图4描绘了根据一些说明性实施方案的示例性杂卤石悬浮液。
[0048] 发明详述
[0049] 根据一些说明性实施方案,本文提供了一种硫酸盐悬浮液以及用于生产该硫酸盐悬浮液的工艺。
[0050] 根据一些说明性实施方案,本文提供了一种高浓度的硫酸盐悬浮液,该高浓度的硫酸盐悬浮液包含至少50%w/w的盐,优选地至少60%w/w的盐,更优选地至少70%w/w的盐。
[0051] 根据一些实施方案,硫酸盐可以包括选自包括以下项的组的任何矿物:硬石膏、杂卤石、石膏、水镁矾、泻利盐、钙芒硝、白钠镁矾、无水钾镁矾、钾盐镁矾、软钾镁矾、硫酸钙、钾镁和硫肥料(例如 )及类似矿物。
[0052] 根据一些实施方案,硫酸盐可以优选地是杂卤石。
[0053] 根据一些实施方案,杂卤石可以由标准等级的杂卤石,即具有小于2mm的粒度的杂卤石生产。
[0054] 根据一些实施方案,本发明可以允许使用具有0.5mm‑2mm的粒度,例如在0.5mm‑2mm的范围内的非均匀或变化的粒度的杂卤石形成稳定的悬浮液。
[0055] 根据其他实施方案,硫酸盐可以优选地是水镁矾。
[0056] 根据一些实施方案,水镁矾可以具有小于3mm的粒度。
[0057] 根据一些实施方案,本发明的悬浮液可以稳定持续至少一个月,优选地至少两个月,更优选地至少三个月。
[0058] 根据一些实施方案,悬浮液的稳定性可以通过没有或最少分离成不同层和/或没有或最少团块沉淀来测量。
[0059] 根据一些实施方案,悬浮液的稳定性的测量可以经由将悬浮液倒入100ml管中并测量由于沉降相对于时间的高度变化来进行。稳定的悬浮液被定义为从制备起最少两周,优选地从制备起1个月,最优选地从制备起至少2个月内变化0mm。
[0060] 根据一些实施方案,本发明的悬浮液可以包括一种或更多种悬浮剂,例如,用于使得能够产生可流动且稳定的悬浮液。
[0061] 根据一些实施方案,一种或更多种悬浮剂可以包括合适的增稠剂或粘土。
[0062] 根据一些实施方案,一种或更多种悬浮剂的浓度可以在0.2%w/w‑1%w/w之间。
[0063] 根据一些实施方案,一种或更多种悬浮剂可以选自包括以下项的组:有机改性的蒙脱石粘土;选矿的蒙脱石粘土;胶体镁铝硅酸盐;以及胶诸如微晶纤维素、纤维素胶、黄原胶、瓜尔胶及类似悬浮剂。
[0064] 根据一些实施方案,一种或更多种悬浮剂可以优选地是粘土,最优选地是有机改性的选矿的蒙脱石粘土。
[0065] 根据一些实施方案,本发明的悬浮液可以具有约2000cP的粘度和约1.9g/cc的密度。
[0066] 根据一些实施方案,悬浮液还可以包含至少一种分散剂,所述至少一种分散剂选自包括以下项的组:通过脱水山梨糖醇的乙氧基化形成的非离子型表面活性剂;聚乙氧基化烷基胺(C8‑C18)烷基聚氧乙二醇和有机酸的共混物;六偏磷酸钠(SHMP);水溶助长剂;润湿剂;超润湿剂;非离子型表面活性剂;具有亲水性聚环氧乙烷链的非离子型表面活性剂;;聚甲基丙烯酸钠分散剂及类似分散剂。
[0067] 如本领域已知的,粉末在液体中的稳定分散是这样的过程,在该过程中将粉末的聚集体和团聚物分散到单独单元中,通常随后是湿磨过程和稳定所得到的悬浮液以防止聚集和团聚沉积物
[0068] 根据一些实施方案,本发明中使用的液体可以是水,因此,亲水性固体可以用作悬浮剂,例如膨润土粘土。
[0069] 根据一些实施方案,在普通悬浮液中,由于范德华力或偶极引力,颗粒可能在储存时间期间经历聚集。根据一些实施方案,为了克服这种吸引能,在颗粒之间具有排斥能或产生使悬浮液增稠并保持悬浮液均匀的三维凝胶是必要的。
[0070] 根据一些实施方案,由于颗粒密度通常大于介质的密度,所以颗粒倾向于沉降成致密的沉积物,该沉积物可能非常难以再次再分散。根据一些实施方案,本发明使用悬浮剂,诸如增稠剂和粘土,以产生具有防止颗粒沉降的高粘度的凝胶网络。
[0071] 根据一些实施方案,本发明的目标之一是在不施加持续搅拌的情况下制备具有长保质期(>2个月,优选地>3个月)的稳定的悬浮液。
[0072] 根据一些实施方案,本发明的悬浮液可以包括使用任何粒度小于2mm且优选地包含在0.5mm‑2.0mm之间的范围内的大颗粒的粒度分布的硫酸盐,例如杂卤石或水镁矾。
[0073] 根据一些实施方案,使所有粒度产生均匀的悬浮液、避免沉降或避免仅仅为了保持悬浮液稳定而施加持续搅拌的必要性可能是具有挑战性的。
[0074] 根据一些实施方案,为了制备可流动且稳定的悬浮液,在无限的可能性中找到或使用合适的悬浮剂可能是极具挑战性的。
[0075] 此外,特别是对于本发明的悬浮液,主要挑战之一是找到合适的悬浮剂,该悬浮剂将形成稳定的网以保持大颗粒并降低沉降和凝结成不能悬浮的一个块的趋势。
[0076] 根据一些实施方案,本发明中使用的悬浮剂的独特粒度和水溶胀能力允许形成稳定的悬浮液,该稳定的悬浮液不需要将硫酸盐的尺寸减小到均匀地低于0.5mm。
[0077] 根据一些实施方案,本文提供了一种用于制备硫酸盐悬浮液的方法,该方法包括:经由机械搅拌将水(例如,反渗透水)与一种或更多种悬浮剂预混合;在经由机械搅拌混合的同时以三个步骤(等量)添加所述硫酸盐;并且其中所述硫酸盐的浓度为至少50%w/w。
[0078] 根据一些实施方案,硫酸盐可以选自包括以下项的组:硬石膏、杂卤石、石膏、水镁矾、泻利盐、钙芒硝、白钠镁矾、无水钾镁矾、钾盐镁矾、软钾镁矾、硫酸钙、钾镁和硫肥料。
[0079] 根据一些实施方案,硫酸盐可以优选地是杂卤石或水镁矾。
[0080] 根据一些实施方案,悬浮剂的浓度可以在0.2%w/w‑1%w/w之间。
[0081] 根据一些实施方案,发现重要的是以多于一个步骤、优选地以三个步骤添加杂卤石,以便避免在混合期间形成的摩擦热并保护机械搅拌器免受损坏。根据一些实施方案,还发现当使用三个步骤添加杂卤石时,形成更均匀的悬浮液。
[0082] 根据一些实施方案,通常,当添加添加剂诸如黄原胶以使悬浮液的颗粒悬浮时,需要使用高剪切搅拌器,该高剪切搅拌器可能更昂贵并且还研磨包括活性材料的所有颗粒以获得均匀的悬浮液。
[0083] 根据一些实施方案,本发明使得能够通过独特地使用机械搅拌器来克服这些缺点。
[0084] 根据一些说明性实施方案,本文提供了一种杂卤石(在本文中也称为“多硫酸盐(Polysulphate)”)悬浮液以及用于生产该杂卤石悬浮液的工艺。
[0085] 根据一些说明性实施方案,本文提供了一种高浓度的杂卤石悬浮液,该高浓度的杂卤石悬浮液包含至少50%w/w的杂卤石,优选地至少60%w/w的杂卤石,更优选地至少70%w/w的杂卤石。
[0086] 根据一些实施方案,杂卤石可以由标准等级的杂卤石,例如具有小于2mm的粒度,d50=760μm的杂卤石生产。
[0087] 根据一些实施方案,在高浓度,例如高于15%w/w的杂卤石倾向于沉淀,并且至少部分地克服该沉淀的方法之一是通过尝试将杂卤石研磨成粉末颗粒,例如具有小于0.4mm的尺寸的粉末颗粒。然而,根据一些其他实施方案,本发明允许使用杂卤石颗粒,例如使用其中至少80%的颗粒具有至少0.5mm的平均尺寸的杂卤石颗粒形成稳定的杂卤石悬浮液。
[0088] 根据一些实施方案,在本发明中,杂卤石颗粒(例如标准品)可以在制备悬浮液之前,例如通过使用具有710微米开口的筛进行筛分。
[0089] 根据一些说明性实施方案,本发明的悬浮液可以包括任选地与分散剂(也称为“稳定剂”)一起以至少50%w/w、优选地至少70%w/w的浓度将杂卤石添加到水中。
[0090] 根据一些实施方案,已知在水性环境中高浓度的杂卤石倾向于沉淀。因此,本发明为产生高浓度的杂卤石的稳定的悬浮液这一挑战提供了独特的解决方案。
[0091] 根据一些实施方案,如本文使用的术语“稳定的”可以是指基本上均匀的悬浮液,即不包括两种或更多种分离的沉积物而是单个级分的悬浮液。
[0092] 根据一些实施方案,本发明的悬浮液可以从产生的那一刻起稳定持续至少1个月,优选地多于2个月,并且最优选地至少3个月。
[0093] 根据一些实施方案,大多数悬浮液包含可溶性盐,并且在肥料的情况下可以用于叶面喷施。然而,许多硫酸盐,例如杂卤石,是一种低溶解度的矿物,并且因此,将其用于悬浮液中的目的是极具挑战性的,因为喷嘴将会阻塞或堵塞。
[0094] 根据一些其他实施方案,本文提供了本发明的硫酸盐悬浮液用于作物或田地施肥的用途,其中所述用途可以包括向悬浮液中添加物质,例如以增强施肥。
[0095] 根据这些实施方案,呈悬浮液形式的硫酸盐例如杂卤石的存在允许与其他物质有效混合和/或组合。
[0096] 根据一些实施方案,可以添加到本发明的悬浮液中的物质可以包括但不限于生物刺激剂、微生物有机肥料及类似物质。
[0097] 根据一些实施方案,本发明的悬浮液可以允许有效地铺展低溶解度肥料,特别是硫酸盐,例如微溶硫酸盐,优选地杂卤石。
[0098] 根据一些实施方案,当本发明的悬浮液与土壤接触时,钾是首先待被释放的营养素。
[0099] 根据这些实施方案,钾从杂卤石矿物的快速和完全释放,例如当具体地用于根据本发明的悬浮液中时,允许大量的钾被植物吸收,如先前提及的,这在植物的发育中起重要作用。根据一些实施方案,植物的其他重要营养素此后不久被释放。
[0100] 根据一些实施方案,悬浮液可以包括一种或更多种充当流变添加剂的悬浮剂,诸如粘土,优选地有机改性的蒙脱石粘土和/或选矿的蒙脱石粘土,诸如例如聚硅酸盐或工业蒙脱石粘土,例如用于含有高水平的溶解电解质的系统的聚硅酸盐或工业蒙脱石粘土,诸如镁铝硅酸盐(例如VAN ES);胶体镁铝硅酸盐,诸如VAN B;微晶纤维素和/或纤维素胶,例如 611。
[0101] 根据本发明的一些优选的实施方案,粘土可以优选地是有机改性的蒙脱石粘土和/或选矿的蒙脱石粘土,诸如例如 DY CE。
[0102] 根据一些实施方案,悬浮剂可以是粘土,并且以在0.2%w/w‑1.0%w/w之间的浓度使用。
[0103] 根据一些说明性实施方案,粘土的独特使用,特别是低浓度,例如低于1%w/w的粘土的独特使用,允许形成三维网络结构,该三维网络结构在硫酸盐颗粒之间产生排斥力,从而防止它们的团聚和沉淀。根据一些实施方案,粘土的使用可以促进硫酸盐颗粒在水性悬浮液中的流化。
[0104] 根据一些实施方案,本文提供了一种硫酸盐悬浮液,该硫酸盐悬浮液包含:浓度为至少50%w/w的硫酸盐,例如杂卤石或水镁矾;以及浓度在0.2%w/w‑1%w/w之间的粘土。
[0105] 根据一些实施方案,除了悬浮剂之外,本发明的悬浮液还可以包括一种或更多种分散剂,其中分散剂可以包括任何合适的物质,该合适的物质可以降低硫酸盐的粘度和/或防止或延迟悬浮液分离成两个或更多个单独的级分,和/或防止或减少沉淀物的形成。
[0106] 根据一些实施方案,一种或更多种分散剂可以选自包括以下项的组:例如通过脱水山梨糖醇的乙氧基化形成的非离子型表面活性剂,例如聚山梨醇酯诸如聚山梨醇酯20(也称为吐温20);聚乙氧基化烷基胺(C8‑C18)烷基聚氧乙二醇和有机酸的共混物(也称为“Optima”);六偏磷酸钠(SHMP);水溶助长剂,例如用于非离子型表面活性剂的水溶助长剂诸如正辛基膦酸(在本文中也称为SURFARON);润湿剂和/或超润湿剂,诸如基于正辛基‑2‑TM吡咯烷的润湿剂,例如Easy‑Wet ;非离子型表面活性剂,优选地具有亲水性聚环氧乙烷链的非离子型表面活性剂,诸如聚乙二醇对‑(1,1,3,3‑四甲基丁基)‑苯基醚(也称为Triton X‑100);聚甲基丙烯酸钠分散剂,例如 及类似分散剂。
[0107] 根据一些实施方案,可以使用分散剂的组合,例如粘土和正辛基膦酸的组合。根据一些实施方案,粘土可以以在0.1w/w‑1.5%w/w之间、优选地在0.3%w/w‑0.7%w/w之间的浓度使用,并且正辛基膦酸可以以在0.2%w/w‑1%w/w之间、优选地在0.5%w/w‑0.6%w/w之间的浓度使用。
[0108] 根据一些说明性实施方案,本发明的悬浮液可以具有约2000cp‑4000cp的粘度和1.2g/ml‑2.5g/ml、优选地1.8g/ml‑1.9g/ml的密度。
[0109] 根据一些说明性实施方案,本文提供了一种用于制备硫酸盐悬浮液的方法,该方法包括:
[0110] ‑经由机械搅拌,例如以250rpm机械搅拌持续10分钟,将水与有机改性的粘土预混合;
[0111] ‑在经由机械搅拌混合,例如经由以200rpm机械搅拌混合持续10分钟的同时以三个步骤(等量)添加硫酸盐。
[0112] 根据一些实施方案,硫酸盐可以优选地是杂卤石。
[0113] 根据一些实施方案,悬浮液是50%w/w的杂卤石悬浮液,优选地70%w/w的杂卤石悬浮液。
[0114] 根据一些实施方案,粘土的浓度可以在0.2%w/w‑1%w/w之间,优选地在0.3%w/w‑0.7%w/w之间,最优选地0.5%w/w。
[0115] 根据一些说明性实施方案,本文提供了一种用于制备杂卤石悬浮液例如70%w/w悬浮液的方法,该方法包括:
[0116] 使用机械搅拌,例如以250rpm机械搅拌持续10分钟,例如以0.5%w/w的浓度将反渗透(RO)水与有机改性的粘土(例如Bentone DY CE)预混合,
[0117] 添加例如1.0%w/w的浓度的正辛基膦酸
[0118] 在经由机械搅拌混合,例如经由以200rpm机械搅拌混合持续10分钟的同时以三个步骤(等量)添加杂卤石。
[0119] 根据一些实施方案,硫酸盐悬浮液可以用于农业应用,包括但不限于土壤调节和施肥。
[0120] 根据一些优选的实施方案,本发明的悬浮液在施用于动物粪便时可以是特别有用的,例如用于减少NH3的排放。
[0121] 在其他实施方案中,硫酸盐悬浮液可以用于工业应用诸如水处理或用作建筑材料中的添加剂。
[0122] 根据另外的实施方案,悬浮液可以包括另外的剂,诸如着色剂防腐剂或抗结块剂。
[0123] 根据一些实施方案,高浓度的硫酸盐悬浮液可以包括用于促进悬浮液的送或喷施的粘度调节剂,该粘度调节剂包括但不限于聚合物,诸如黄原胶、羟乙基纤维素(HEC)、聚乙烯醇(PVA);缔合型增稠剂,诸如疏水改性的乙氧基化物甲酸酯(HEUR)、疏水改性的溶性乳液(HASE);无机剂,诸如硅胶、热解二氧化硅;有机化合物,诸如聚丙烯酸酯、藻酸盐、瓜尔胶;及类似悬浮液。
[0124] 在另一种实施方案中,高浓度的硫酸盐悬浮液可以包括另外的盐或矿物以提供多功能能力。
[0125] 在另外的实施方案中,高浓度的硫酸盐悬浮液可以被配置用于时间释放应用,其中盐在延长的时间段内溶解。
[0126] 在另一种实施方案中,杂卤石可以被预处理,例如通过加热或化学处理被预处理,以在形成悬浮液之前改变其溶解度或其他性质。
[0127] 实施例1
[0128] 对于所有实施例,使用标准等级的杂卤石。标准等级用1mm筛进行筛分。小于1mm的级分(65.2%w/w)用于悬浮液。
[0129] 1.1.具有多种分散剂的杂卤石悬浮液的小瓶测试
[0130] 制备50%w/w和70%w/w的杂卤石悬浮液,并通过小瓶测试用以下分散剂和稳定剂进行测试,如表1中示出的(浓度以w/w计):
[0131]
[0132] 表1
[0133] 对于10.0g的50%w/w和70%w/w悬浮液,将上文稳定剂中的每一种添加到小瓶中并混合。用仅含有杂卤石悬浮液而不具有添加剂的空白样品进行比较。
[0134] 1.2.在筛选分散剂之后制备250.0g杂卤石悬浮液
[0135] 在筛选稳定剂之后,得到了良好的结果:完全稳定性或防止形成不能悬浮的沉降物的稳定剂。制备250.0g的悬浮液。
[0136] 2.结果:
[0137] 2.1.小瓶测试
[0138] 所有小瓶放置一天而不移动。在24小时之后,摇动每个小瓶以测试哪种稳定剂防止团块(mass block)的形成。
[0139] 结果在表2和图1中展示。
[0140]
[0141] 表2
[0142] 现在参考图1,图1描绘了具有多种稳定剂的50%w/w杂卤石悬浮液的小瓶测试,如下表3中示出的:
[0143]分散剂/稳定剂 编号
无稳定剂,50%w/w多硫酸盐 1
吐温20 2
Optima 3
SHMP 4
Surfaron 5
Easy wet 6
Triton X‑100 7
Darvan 7N 8
Benton DY‑CE 9
Van gel B 10
Van gel ES 11
Avicell611 12
[0144] 表3
[0145] 根据一些实施方案,如图1中示出的,在实施例1中,用多种分散剂测试50%w/w杂卤石在水中的悬浮液。
[0146] 如从图1可以看出,50%w/w杂卤石在水中的悬浮液形成三层。
[0147] 该测试指示,蒙脱石粘土( DY CE)可以提供最好的结果,因为它保持悬浮液而没有相分离。
[0148] 实施例2
[0149] 根据一些实施方案,在实施例2中,用多种分散剂测试了70%w/w杂卤石在水中的悬浮液。
[0150] 现在参考图2,图2描绘了具有多种稳定剂的70%w/w杂卤石悬浮液的小瓶测试,如下表4中示出的:
[0151] 分散剂/稳定剂 编号无稳定剂,70%w/w多硫酸盐 1
吐温20,1% 2
吐温20,2% 3
Optima 4
SHMP 5
Surfaron,1% 6
Surfaron,2% 7
Easy wet 8
Triton X‑100 9
Darvan7N 10
Benton DY‑CE 11
Van gel B 12
Van gel ES 13
Avicell 611 14
[0152] 表4
[0153] 如从结果可以看出,70%w/w杂卤石在水中的悬浮液形成三层,并且可以看出蒙脱石粘土( DY CE)是最佳候选物,因为它保持悬浮液而没有相分离。
[0154] 实施例3
[0155] 用于制备杂卤石悬浮液的方法:
[0156] 如下用0.5%w/w有机改性的选矿的蒙脱石粘土( DY CE)制备70%w/w杂卤石悬浮液:
[0157] 将RO水与粘土预混合。混合通过以250rpm机械搅拌持续10分钟进行。
[0158] 在混合的同时以三个步骤(等量)添加杂卤石。混合通过以200rpm机械搅拌持续10分钟进行。
[0159] 悬浮液保持稳定持续1个月。在100rpm时的粘度:1340cP。
[0160] 实施例4
[0161] 如下用1.0%w/w有机改性的选矿的蒙脱石粘土(Bentone DY CE)和0.5%w/w正辛基膦酸 制备70%w/w杂卤石悬浮液:
[0162] 将水与粘土预混合。混合通过以250rpm机械搅拌持续10分钟进行。
[0163] 将正辛基膦酸 添加到预混合物中。
[0164] 在混合的同时以三个步骤(等量)添加杂卤石。混合通过以200rpm机械搅拌持续10分钟进行。
[0165] 悬浮液保持稳定持续1个月。在100rpm时的粘度:727cP。
[0166] 实施例5
[0167] 如下用0.3%w/w有机改性的选矿的蒙脱石粘土(Bentone DY CE)和0.6%w/w正辛基膦酸 制备70%w/w杂卤石悬浮液:
[0168] 将水与正辛基膦酸预混合。混合通过以250rpm机械搅拌持续2分钟进行。
[0169] 将粘土添加到预混合物中。以250rpm混合持续10分钟。
[0170] 在混合的同时以三个步骤(等量)添加杂卤石。混合通过以200rpm机械搅拌持续10分钟进行。
[0171] 混悬液保持稳定持续两周。在100rpm时的粘度:550cP。
[0172] 实施例6
[0173] 筛分的(<1mm)标准杂卤石悬浮液的制备
[0174] 标准等级用1mm筛进行筛分。小于1mm的级分(65.2%)用于悬浮液。
[0175] 如下用0.5%w/w蒙脱石粘土(Bentone DY CE)制备70%杂卤石悬浮液:
[0176] ·将RO水与蒙脱石粘土(Bentone DY CE)预混合。混合通过以250rpm机械搅拌持续10分钟进行。
[0177] ·在混合的同时以三个步骤(等量)添加杂卤石。
[0178] ·混合通过以200rpm机械搅拌持续10分钟进行。
[0179] 用于制备70%w/w筛分的杂卤石悬浮液的原材料的量在表5中示出:
[0180]
[0181] 现在参考图3,图3展示了表5的所得到的杂卤石悬浮液。
[0182] 实施例7
[0183] 如下用1.0%w/w正辛基膦酸 和0.5%w/w蒙脱石粘土(Bentone DY CE)制备70%w/w杂卤石悬浮液:
[0184] ·将RO水与蒙脱石粘土预混合。混合通过以250rpm机械搅拌持续10分钟进行。
[0185] ·将正辛基膦酸添加到预混合物中。
[0186] ·在混合的同时以三个步骤(等量)添加杂卤石。混合通过以200rpm机械搅拌持续10分钟进行。
[0187] 用于制备70%w/w筛分的杂卤石悬浮液的原材料的量在表6中示出:
[0188]原材料 量(g)
水 71.25
蒙脱石粘土 1.25
正辛基膦酸 2.5
杂卤石 175.0
总计 250.0
[0189] 现在参考图4,图4展示了表6的所得到的杂卤石悬浮液。
[0190] 实施例8
[0191] 标准(<2mm)杂卤石悬浮液的制备
[0192] 这项工作描述了开发浓度为50%w/w‑70%w/w的稳定标准杂卤石悬浮液以及基于筛分的杂卤石的杂卤石悬浮液的初步结果。
[0193] 通过布鲁克菲尔德数字粘度计以100rpm和50rpm进行粘度测量。将悬浮液储存在具有红色塑料盖的100ml塑料杯中。
[0194] 悬浮液制备:
[0195] 为了制备悬浮液,使用机械搅拌器。
[0196] 制备以50%w/w和70%w/w的浓度的悬浮液。
[0197] 用于制备标准杂卤石悬浮液的程序:
[0198] ·将水添加到聚丙烯(PP)烧杯中
[0199] ·在以250rpm搅拌的同时添加粘土
[0200] ·搅拌持续10分钟‑15分钟
[0201] ·在搅拌的同时添加标准杂卤石*3剂量(将所需量分成3剂量)
[0202] ·保持搅拌持续30分钟
[0203] 用于制备50%w/w杂卤石悬浮液的原材料的量在表8中示出(试验编号22):
[0204] 原材料 量(g)水 123.0
蒙脱石粘土 2.0
杂卤石 125.0
总计 250.0
[0205] 用于制备70%w/w杂卤石悬浮液的原材料的量在表9中示出(试验编号25):
[0206] 原材料 量(g)水 73.0
蒙脱石粘土 1.25
正辛基膦酸 0.75
杂卤石 175.0
总计 250.0
[0207] 下表将描述被观察持续3个月的关于可流动且稳定的杂卤石悬浮液的数据。在制备之后立即以100rpm和50rpm用SPDL 3进行粘度测量。
[0208] 表10总结了最易流动的标准杂卤石悬浮液:
[0209]
[0210] 根据一些实施方案,悬浮液是基于未筛分的标准杂卤石制备的,该未筛分的标准杂卤石具有高于1mm且小于2mm的粒度。通常,由于重力和颗粒与分散介质之间的密度差,大多数悬浮液在静置时经历沉降。在这种情况下,布朗扩散不能克服重力,并且发生沉降,导致从容器的顶部到底部的颗粒浓度增加。粒度越大,稳定的难度越大。
[0211] 虽然已经根据一些具体的实施例描述了本发明,但是许多修改变形是可能的。因此,应当理解,在所附权利要求的范围内,本发明可以与具体描述不同的另外方式来实现。
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