锰元素肥料

学术   2024-11-17 00:00   山东  

锰元素参与植物体内各种酶的活动,除了与光合作用有密切关系外,锰对植物体内的氧化还原过程、脱羧基作用和水解反应也有作用,锰还能提高作物的抗病能力。燕麦、甜菜、烟草和马铃薯对锰很敏感,而水稻、大麦、春小麦则不敏感。


土壤中锰的含量变化很大,为42-5000mg/kg,平均710mg/kg,虽含量丰富,但可给性却受土壤pH值、氧化还原状况、士壤的质地和通透性等的影响。我国北方石灰性土壤易缺锰,而南方红壤般不缺锰。此外,锰的不足常见于排水不良的有机质土壤和矿质土壤。


锰肥可做基肥、种肥和追肥,但更适于种子处理和根外追肥。


一、锰肥品种


用作锰肥的含锰化合物列于下表。


表 :用作锰肥的含锰化合物

品名

分子式

含锰量(%)

性质

硫酸锰

MnSO4·H2O

29.3-31.8

淡玫瑰红色细小晶体,易溶于水

氧化锰

MnO

66-70

绿色或灰绿色粉末,微溶于水,肥效缓慢

氯化锰

MnCl2·4H2O

27.5

玫瑰色单斜晶体,易溶于水

碳酸锰

MnCO3

43-44

玫瑰色三角晶体或无定型白棕色粉,微溶于水

二氧化锰

MnO2

55-60

黑色或灰黑色晶体,或无定形粉末,微溶于水

硝酸锰

Mn(NO3)2·4H2O

21

浅红色结晶,溶于水

硫酸铵锰

3MnSO4·(NH4)2SO4

26

浅粉红色粉末,溶于水

 

二、生产方法

 

1、硫酸锰

 

硫酸锰通常带一个结品水,相对分子质量169.0171 相对密度2.95。红色单斜结晶。加热到200℃以上时,开始脱去结晶水,生产方法主要有软锰矿法、菱锰矿法和两矿法。

 

(1)生产方法

 

①软锰矿法。将软锰矿和煤粉(按质量比10: 2)混合,于800-850℃下进行还原培烧,生成氧化锰,冷却后用硫酸酸解,硫酸浓度为15%-20%。滤除杂质,静置沉降除钙,清液蒸发浓缩、冷却结晶、热风干燥而得硫酸锰。主要反应式为:

 

2MnO2+C→2Mn0+CO2↑

MnO+H2SO4→MnSO4·H2O

 

②菱锰矿法。以菱锰矿为原料,生产硫酸锰的化学反应式为:

MnCO3+H2SO4→MnSO4·H20+CO2↑

 

在反应器内加人硫酸溶液和菱锰矿粉[硫酸:矿粉(1:1.8)-(1:2)],反应生成硫酸锰溶液,加人少量二氧化锰氧化剂,使溶液中Fe2+氧化成Fe3+,并水解生成Fe(OH)3沉淀,同时加石灰乳中和过量游离酸,当pH值近于7时,加人BaS饱和溶液,使溶波中重金属离子生成相应的硫化物沉淀,用压滤机滤除,滤液浓缩、结品、分离、干燥即得成品硫酸锰

③两矿法。两矿是指软锰矿( Mn02)和硫铁矿(FeS2)。将软锰矿、硫铁矿分别粉碎后,直接与硫酸和水在90℃下反应,然后调整pH值,加除重金属,滤除杂质后,再浓缩、结晶、分离、干燥得成品硫酸锰。

此外,软锰矿粉和硫酸亚铁作用也可得到硫酸锸。

 

2、硫酸铵锰

 

外观为浅粉红色粉末,分子式为3MnSO4·(NH4)2SO4,相对分子质量585.147。相对密度1.8,有潮解现象,可溶于水。硫酸钕锰含量(Mn) 26%,含氮4.4%。

 

(1)生产方法

 

生产方法有合成法和含锰废水回收法,后者生产成本低,适合肥料用。

 

①合成法。将硫酸锰和硫酸铵溶液按一定比例混合, 然后经蒸发、结晶、分离得成品。

 

②含锰废水同收法。生产对二甲酸时排出的废水含有约MnSO4·H2O约15%,(NH4)2SO4约8%,经絮凝、沉定除渣,清液用碳酸氢铵中和到由值3.5-4,再用氨继续中和到pH值6-7,滤除杂质、滤液、浓缩、结晶、分离、干燥即得成品。

 

(2)含锰废水

 

上述的含锰废水,可直接施用,适用于水稻和小麦,每次亩(1亩≈667m2 )施250kg。

 

(3)炉渣锰肥

 

钢铁厂排出的炉渣一般都含有锰,经过加工处理后可作锰肥。例如:高炉冶炼锰铁过程中排出的高温炉渣,经水淬聚冷、烘干。磨细即可用作锰肥,含锰7%左右。同样,平炉炉渣、碱性转炉渣也都能用作锰肥。

 

(4)锰矿泥(锰渣)

 

系指电解氧化锰生产厂排出的废渣,废渣量随锰矿原料和生产工艺不同有所差异,通常每生产1吨电解氧化锰平均产生3吨左右含锰废液(干基),总锰含量可达9%以上。用作锰肥施用时,据文献报道,枸溶性锰含量不足3%.施用不合算,最住含量范围悬3%-10% 水济性锰含量及佳范围是1.5%- 3%。用上述废渣生产锰肥时,生产工艺流程如下图。



▲废渣生产锰肥生产工艺流程


先将锰渣供干至水分含量小于5%,然后添加硫酸锰或氧化锰等,调整枸溶性锰及水溶性锰含量符合锰肥要求。必要时添加氢氧化钙调整pH值至6-7。还可以根据需要添加其他微量元素。生产1吨锰肥可用掉0.933吨废锰渣(干基)。


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