流体离子化组合物、其制备方法和用途技术

本文公开了流体离子化组合物例如流体氰氨化钙肥料组合物、其制备方法和用途。在一些实施例中，流体组合物包括约40～20份溶解的酸或酸形成的大致中性pH氮植物养分化合物的混合物(例如尿素硝酸铵和H2O)与约1份至约5份不溶性或弱溶性高pH钙形成的植物养分化合物的混合物(例如氰氨化钙和H2O)。所公开的组合物和方法使组合物所含的活性养分离子和所消化的碳稳定化。所公开的组合物和方法促进组合物的内容物的可控的位点定向递送。所述组合物和方法可有效用于微生物滋养植物施肥、土壤改良、重金属浸析抑制以及有机蛋白质排泄物的消化。所述组合物是稳定、易于标定的并且在土壤注射、喷施和灌溉水递送至目标部位时不堵塞。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉参考本申请要求2011年11月30日提交的美国临时申请61/565，004号的权益，通过参考以其完整形式并入本文中。
本申请涉及肥料且特别地涉及流体离子化的组合物例如流体氰氨化钙(CaNCN)肥料组合物、其制备方法及用途，包括但不限于，在工业和农业中的植物补料(feeding)施肥、生物体碳补料、氮养分稳定、碱性磷酸盐养分稳定、排泄物消化气味/生物体抑制、粒子消化、土壤改良(amending)、协同碱性组织消化、防腐蚀和防冻。
技术介绍
现今高能耗地生产几乎不溶解的、粒状干燥的含碳、钙的干燥氰氨化钙(CaNCN)氮肥料，其能 够利用其碳和钙来稳定氮和磷酸盐。在潮湿到湿的土壤中，如同所公开的，其碳喂养土壤微生物，由此稳定其自身的氮和组合物所包含的氮以防止浙出，且其钙能够抑制磷酸盐损失而进入环境流域中。其还能够以其它干燥且流体的氮肥料的方式稳定氮和磷酸盐，条件是将其合并。在全球范围内已经将其单独用于作物施肥并持续了超过一百年。然而，干燥的氰氨化钙肥料存在许多劣势。例如，除了能耗高之外，其氮养分分析比今天的高氮分析低50%，而是可浙出的尿素。和尿素有效地供应植物氮的等效养分相比，其需要高达两倍的量。尽管干燥的CaNCN肥料已经显示对早期和成熟的植物健康提供另外的补助好处，但这些好处仅在使用极大昂贵量(例如每英亩使用数百磅)时才能观察到，使其比当前的植物保护剂昂贵得多。另外，历史上大量使用的、但不含有害粉尘的氰氨化钙颗粒，要完全水解，必须在大于14倍的水中(美国专利7，785，388)。在贫瘠的、依赖雨水的潮湿土壤中，其大量和微量离子化养分和辅助好处完全有效有时是不可靠的。另外，如果其好处通过有助于其生态安全的养分稳定和补助好处而有助于其它干燥的氮肥，则当将两者物理混合在一起并撒施在耕耘的土壤之上和之中时，不大可能与其它肥料的相邻颗粒共结合，大的颗粒无效。最后，因为进化的离子形式可能对种子和幼苗有毒，所以在应用与种植期间通常需要等待时间，这不仅降低了作物生长的时间，而且通常可能造成肥料流入小溪和河流中。将溶解差的CaNCN硬、非粉尘颗粒或商购的粉尘CaNCN粉末放入尿素氮肥的含水容器中以使其稳定，造成含碳和钙的粒子沉降为不可喷施的淤泥。
技术实现思路
本文中公开了流体离子化的组合物例如流体氰氨化钙肥料组合物、其制备方法与用途。所公开的组合物和方法产生并稳定存在于组合物中的活性离子化合物，使得养分能够更有效地被植物例如在作物中摄取。所公开的组合物和方法有助于离子化组合物的内容物可控的位点定向递送。所述组合物和方法对如下是有效地:施肥、土壤改良、钙稳定土壤中可浙出的重金属和组合物的金属罐的腐蚀防护和冷冻保护、以及提供离子化的活性钙以用于气味和生物体抑制。所述组合物稳定、易于标定并不会堵塞，从而其能够有效地用于向目标位点的直接喷施递送应用。 在一些实施方案中，流体组合物包含:约40~20份溶解的酸或酸形成的大致中性PH的氮流体植物养分化合物的混合物和约I~约5份不溶性或微溶性高pH钙形成的植物养分化合物的混合物。在一些实例中，所述溶解的酸包括硝酸、磷酸、弱碳酸或其组合。在一些实例中，例如一些尿素例如在一些尿素混合/共混实例中，酸形成的氮植物养分化合物为溶液形式并包括硝酸铵、硝酸钙、尿素硝酸铵、硝酸铵钙、磷酸铵、高PH氨水或其组合。在一些实例中，所述不溶性或弱溶性高PH的钙形成的植物养分化合物为溶液形式且包含氰氨化钙(CaCN2)、石膏(例如CaSO4.2Η20)、碳酸钙(例如CaCO3)、氯化钙(CaCl2)、氯化钾(KCl)、硫酸钾(KS)或其组合。使用所公开组合物的方法包括但不限于，在工业和农业中的植物补料、养分稳定、钙腐烂(堆制肥料)以剥夺其造成生物体气味和疾病的食品生境、施肥和土壤改良、冷冻防护和腐蚀防护。在一个实例中，公开了一种处理排泄物的方法。在一些实例中，处理排泄物的方法可包括将有效量的公开的流体组合物添加到排泄物，其中存在于所述流体混合物中的H2O的质量少于或多于所述不溶性或弱溶性高pH的钙形成的植物养分化合物质量的14倍，由此形成经处理排泄物的混合物。还公开了增强植物生长的方法。在一个实例中，增强植物生长的方法包括在种植之前、期间和/或之后将有效量的公开的流体组合物施加到土壤，由此增强植物生长，在所述流体组合物中存在于流体混合物中的H2O的质量为所述不溶性或弱溶性高pH的钙形成的植物养分化合物质量的至少14倍。还公开了对不溶性或弱溶性高pH的钙形成的植物养分化合物进行消化以形成离子化的钙化合物的方法。在一些实例中，所述方法包括将约40~约20份溶解的酸或酸形成的大致中性pH的氮植物养分化合物的混合物与约I~约5份不溶性或弱溶性高pH钙形成的植物养分化合物的混合物组合，其中所述溶解的酸包括硝酸、磷酸、弱碳酸或其组合，且所述酸形成的氮植物养分化合物为溶液形式并包括硝酸铵、硝酸钙、尿素硝酸铵、硝酸铵钙、磷酸铵、高PH氨水或其组合，其使得所述包含具有其游离碳的氰氨化钙、石膏、碳酸钙、氯化钙或其组合并且呈溶液形式的不溶性或弱溶性高PH的钙形成的植物养分化合物发生水解，由此从钙化合物内形成离子化的元素和水解活化的、粒子消化的碳。还提供制备流体组合物的方法。在一些实例中，制备流体组合物的方法包括将约40~20份溶解的酸或酸形成的大致中性pH的氮植物养分化合物的混合物与约I~约5份不溶性或弱溶性高PH钙形成的植物养分化合物的混合物组合，其中所述溶解的酸包括硝酸、磷酸、弱碳酸或其组合，且所述酸形成的氮植物养分化合物为溶液形式并包含硝酸铵、硝酸钙、尿素硝酸铵、硝酸铵钙、磷酸铵、高PH氨水或其组合，且所述不溶性或弱溶性高pH的钙形成的植物养分化合物为溶液形式并包含氰氨化钙、石膏、碳酸钙、氯化钙或其组合，由此形成流体组合物。根据参考附图的如下详细说明，将使得本专利技术上述的和其它特征和优势变得更加明显。【附图说明】图1是显示来自于包含20%水的尿素硝酸铵(UAN32)和尿素在57%水中的混合溶液中的氰氨化钙(CaNCN)碳的黑碳颜色水平随时间的差异的条形图。如图中所示，在UAN溶液中有显著更多不溶性黑碳悬浮更长时间，其表明所公开的溶液相比于含水溶液对CaNCN离子元素更饱和。图2是比较所消化的粒子的细度的条形图。此处，根据通过稠密碳黑色溶液容器显示的强光，看起来碱性氨水溶液辅助酸形成的化合物在UAN中消化不溶性CaNCN粒子。每次在混合和对罐子进行一些摇动后，75%氨水溶液立刻允许更多的光更快通过，表明粒子更细。图3是显示在将不溶性CaNCN混合于三种公开的肥料溶液的水中之后，借助于通过两个极细筛网而测量的CaNCN粒度减小的结果的条形图。然后悬浮剂于其中的作用以及使用文氏管旁通系统的改进作用显示于第4栏和第5栏中。图4是显示仅5% CaNCN的所公开UAN溶液而非所公开的95%添加至14倍水的水解CaNCN的CaNCN水解增强的条形图。这些条形表明，CaNCN水解在15分钟内加速增加25%。图5是说明与CaNCN水解的速度和完成度有关的粒子硬度和尺寸的作用随时间变化的线图。这通过使用1.7mm~3.5mm大小的CaNCN硬化和增大颗粒,相比于所公开的0.0~1_大小的微片粉末进行区分。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体组合物，其包含：约40～20份溶解的酸或酸形成的大致中性pH氮植物养分化合物的混合物与约1份至约5份的不溶性或弱溶性高pH钙形成的植物养分化合物的混合物，其中所述溶解的酸包含硝酸、磷酸、弱碳酸或其组合，并且所述酸形成的氮植物养分化合物呈溶液形式并包含硝酸铵、硝酸钙、尿素硝酸铵、硝酸铵钙、磷酸铵、高pH氨水或其组合；以及所述不溶性或弱溶性高pH钙形成的植物养分化合物呈溶液形式并包含氰氨化钙、石膏、碳酸钙、氯化钙或其组合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.30 US 61/565,0041.一种流体组合物，其包含: 约40~20份溶解的酸或酸形成的大致中性pH氮植物养分化合物的混合物与约1份至约5份的不溶性或弱溶性高pH钙形成的植物养分化合物的混合物， 其中所述溶解的酸包含硝酸、磷酸、弱碳酸或其组合，并且所述酸形成的氮植物养分化合物呈溶液形式并包含硝酸铵、硝酸钙、尿素硝酸铵、硝酸铵钙、磷酸铵、高PH氨水或其组合；以及 所述不溶性或弱溶性高PH钙形成的植物养分化合物呈溶液形式并包含氰氨化钙、石膏、碳酸钙、氯化钙或其组合。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述溶解的酸或酸形成的大致中性pH氮植物养分化合物包含尿素硝酸铵(UAN)，其中所述UAN溶液包含约50%尿素氮、25%铵态氮和约25%硝态氮，并且所述不溶性或弱溶性高pH钙形成的植物养分化合物呈包含H2O的溶液形式并含有氰!氣化.丐。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述流体混合物中存在的H2O的质量小于所述混合物中所述不溶性或弱溶性高PH钙形成的植物养分化合物的质量的14倍。4.根据权利要 求1或2所述的组合物，其中所述流体混合物中存在的H2O的质量为所述混合物中所述不溶性或弱溶性高PH钙形成的植物养分化合物的质量的至少14倍。5.根据权利要求1~3中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含约0.25重量％至约10重量％氰氨化钙。6.根据权利要求1~3中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含约7重量％至约8重量％氰氨化钙。7.根据权利要求1~6中任一项所述的组合物，其进一步包含排泄物。8.根据权利要求7所述的组合物，其中所述排泄物为液化粪肥。9.根据权利要求7或8所述的组合物，其中所述排泄物为奶牛排泄物。10.根据权利要求7~9中任一项所述的组合物，其中所述混合物包含约0.1%氰氨化钙至约25%氰氨化钙、约25%至约50% UAN溶液和约74.99%至约24.99%流体排泄物。11.根据权利要求7~9中任一项所述的组合物，其中所述混合物包含约25%氰氨化钙、25%至约50% UAN溶液和约50%至约25%排泄物。12.根据权利要求1~11中任一项所述的组合物，其还包含被添加至所述混合物的至少一种非氮物质。13.根据权利要求12所述的组合物，其中所述非氮物质为植物养分。14.根据权利要求13所述的组合物，其中所述非氮物质选自磷、钾、铁、铜、锌、锰、硼、镁、钥、硫、镍和其混合物。15.根据权利要求1~14中任一项所述的组合物，其还包含电解悬浮剂。16.根据权利要求15所述的组合物，其中所述电解悬浮剂为苯胺或苯胺黑或碳黑阴离子物质或离子化金属元素，例如硅、铁、铝、碳或其组合。17.根据权利要求1~16中任一项所述的组合物，其中所述大致中性pH氮植物养分化合物混合物具有约7.8和7.9的pH。18.根据权利要求1~17中任一项所述的组合物，其中所述流体组合物包含通过约200目的粒子。19.一种处理排泄物的方法，其包括: 添加有效量的根据权利要求1所述的流体组合物至排泄物，其中所述流体组合物中存在的H2O的质量为所述不溶性或弱溶性高pH钙形成的植物养分化合物的质量的至少14倍，从而形成混合物并处理排泄物。20.根据权利要求19所述的方法，其中在大气的CO2存在的条件下实施所述方法。21.根据权利要求19或20所述的方法，其中所述排泄物为液化粪肥。22.根据权利要求19~21中任一项所述的方法，其中所述排泄物为奶牛排泄物。23.根据权利要求19~22中任一项所述的方法，其还包括添加至少一种非氮物质至所述组合物。24.根据权利要求23所述的方法，其中所述非氮物质为植物养分。25.根据权利要求24所述的方法，其中所述非氮物质选自磷、钾、铁、铜、锌、锰、镁、镍、硼、镁、钥、硫、镍和其混合物。26.根据权利要求19~25中任一项所述的方法，其还包括添加电解悬浮剂至所述组合物。27.根据权利要求26所述的方法，其中所述电解悬浮剂为离子化苯胺或苯胺黑或碳黑阴离子物质或离子化金属元素，例如硅、铁、铝、碳、镁或其组合。28.根据权利要求19~27中任一项所述的方法，其中根据权利要求1所述的大致中性pH氮植物养分化合物混合物具有约7.8和7.9的pH。29.根据权利要求19~28中任一项所述的方法，其中所述流体组合物包含具有通过约60目至约100目筛网尺寸的粒子。30.根据权利要求19~28中任一项所述的方法，其中所述流体组合物包含具有通过约80目至约10...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·O·哈特曼，
申请(专利权)人：比恩公司，
类型：发明
国别省市：美国;US