CN101121615B - 一次性玉米复合肥及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一次性玉米复合肥及其生产工艺，包括重量百分比26％的氮养分、以P2O5计的10％的磷养分、以K2O计的12％的钾养分，其特征在于：还包括重量百分比0.2％的氮肥增效剂。本发明的一次性玉米复合肥中的氮肥增效剂抑制肥料里脲态氮水解，肥料缓慢释放，因此减少了氮素的损失，保护了环境，提高了氮素利用率。

Description

一次性玉米复合肥及其生产工艺
技术领域
本发明涉及一次性玉米复合肥及其生产工艺，特别涉及一种含有氮肥增效剂的一次性玉米复合肥及其生产工艺。
背景技术
目前，世界范围内的化肥浪费现象相当严重。据报道，我国氮肥的利用率约为35％-60％，磷肥的利用率约为10％-15％，钾肥的利用率约为30％-60％。化肥浪费已引起世界各国的高度重视。导致化肥利用率低的原因是多方面的，各种营养元素利用率低的原因也不尽相同，雨水流失及土壤砂化导致漏肥是其中原因之一。作物在不同营养阶段对养分的需求不同，并呈现一定规律；而许多速溶性肥料施入土壤后，土壤中养分离子浓度在施肥之初迅速升至最大，以后随着作物吸收、肥料养分的损失而逐渐减小。由于肥料养分释放与作物对养分吸收的不同步，导致了肥料利用率下降。
当今，世界化肥生产已进入了一个新阶段，高效多元复合肥正在代替过去单一的低浓度肥料品种。随着世界范围内的能源和原材料供应日趋紧张，价格不断上扬，导致化肥生产企业成本增加，亏损现象严重。因此，控制化肥养分释放，使其与作物生长期所需吸收养分的速度同步，既能够节约肥料，减少肥料浪费，同时也有利于农作物生长。
结合本发明人的市场调查，近几年来，由于经济的发展，大量的农村劳动力向工副业，向城市转移，同时农业生产也逐步由单纯追求产量向追求经济效益发展。这就给肥料的施用带来了新的方向：有机肥施肥量相对下降，化肥用量增加；化肥的施用逐步由施用单质化肥向氮磷钾配合施用和复合肥方面发展；施用的程序和技术日趋简化。华北地区的夏玉米，东北地区的春玉米，甚至河南商丘的冬小麦都有一次性基肥。这样既可以省劳力，减轻劳动强度，并可做到全部肥料入土深施或覆盖，避免因土面追肥撒施引起的肥料损失，提高氮素利用率。
下面是以尿素为氮源的复合肥施入土壤中，它们很快通过脲酶作用的反应机理：
①CO(NH2)2+H2O→H2NCOONH4→2NH3+CO2
在土壤中，NH4 +被氧化成NO2 -和NO3 -，其反应过程图如下：
Figure G2006101722405D00021
目前市场上销售的一次性玉米复合肥虽然提高了肥料的含氮量，但是肥料在土壤当中在硝化细菌和脲酶的作用下会转化成氨气、二氧化碳、甚至氮的氧化物而挥发到大气中流失，因而降低了一次性施肥的肥效，往往达不到一次性施肥的效果。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种能提高肥效的含有氮肥增效剂的一次性玉米复合肥。
本发明的目的是通过以下技术方案达到的：
一次性玉米复合肥，包括26％重量百分比的氮养分、10％的磷养分(以P2O5计)、12％的钾养分(以K2O计)，其特征在于：还包括重量百分比为0.2％的氮肥增效剂。
一种优选技术方案，其特征在于：所述氮养分的原料为液氨和尿素，其重量比为1∶4.1～1∶6.0。
一种优选技术方案，其特征在于：所述磷养分的原料为浓度45％～50％的磷酸溶液
一种优选技术方案，其特征在于：所述钾养分的原料为氯化钾。
一种优选技术方案，其特征在于：所述氮肥增效剂包括脲酶抑制剂和硝化抑制剂。
一种优选技术方案，其特征在于：所述脲酶抑制剂为硫脲。
一种优选技术方案，其特征在于：所述硝化抑制剂为脒基硫脲。
一种优选技术方案，其特征在于：在所述氮肥增效剂中，所述脒基硫脲与所述硫脲的重量比为3∶7-1∶1。
本发明的另一目的在于提供上述一次性玉米复合肥的生产工艺。
本发明的另一目的是通过以下技术方案达到的：
一次性玉米复合肥的制备方法，其步骤如下：
(1)液氨和磷酸分别经过流量控制后送至管式反应器，浓硫酸经计量后一部分送洗涤系统，另一部分与液氨和磷酸在管式反应器中形成料浆；从原料仓库来的固体尿素经过分料阀控制，采用熔融尿素时进入氮盐贮斗，经氮盐计量秤计量后送尿素熔融罐，造粒时送入造粒机中；从原料仓库来的氯化钾经分料阀控制进带式输送机，经钾盐破碎机破碎后送带式输送机，计量后送入造粒机中；
(2)管式反应器中形成的料浆与熔融态的尿素和破碎后的氯化钾在造粒机中进行造粒；
(3)步骤(2)所得粒料离开造粒机后即进入干燥机干燥；
(4)经过筛分、冷却并添加硫脲、脒基硫脲即得到粒状复合肥。
有益效果
本发明主要是在复合肥中加入脒基硫脲、硫脲等氮肥增效剂。一方面控制了以尿素为氮源的复合肥氨态氮的形成速度，同时硝化过程也得到抑制，并且使肥料中氨态氮和硝态氮的含量保持适当比例，有利于加速作物对化肥的吸收利用速率，降低肥料挥发、淋失等。其中脒基硫脲含氮47.4％，白色针状结晶。能抑制甚至杀死亚硝化菌，因而使氨转化成硝酸的过程不能迅速发生。硫脲含氮36.8％，白色结晶，当硫脲的浓度为0.00033摩尔时，10天即可完全抑制氯化铵的硝化。
本发明的主要优点是：
(1)适合东北玉米一次性施肥，不用追肥，改变以往底肥加追肥的施肥模式，并且玉米产量与习惯施肥无明显差距。
(2)根据玉米不同生长时期所需要的养分的多少，肥料缓慢释放。
本发明施入土壤中减少氮的损失保护了环境，提高了氮肥利用率。
本发明的复合肥中加入的硫脲为脲酶抑制剂能够抑制或减缓脲酶的形成，同时抑制表层土壤中尿素转化为氨、CO2和H2O；脒基硫脲做为硝化抑制剂加入到复合肥中施入土壤后，通过阻止或减少土壤中亚硝化细菌的活性能够延缓NH4 +向NO2 -的转变(进一步转化成NO3 -)。
具体实施方式
实施例1(液氨与尿素重量比为1∶6.0；45％磷酸231千克；脒基硫脲0.6千克，硫脲1.4千克)
本明的一次性玉米复合肥的配方如下：
表1
  液氨(千克)   尿素(千克)   磷酸(千克)   氯化钾(千克)   脒基硫脲(千克)   硫脲(千克)
 复合肥1   97.8   408.1   231.0   202.49   0.6   1.4
其制备步骤如下：
浓度为45％(以P2O5计)的稀磷酸经磷酸泵加压至1MPa，经流量计和调节阀计量控制后分别以8.0t/h的量进入管式反应器。浓度为98％的硫酸经硫酸泵加压至1MPa，分别经流量计和调节阀计量控制后以6.0t/h的量进入管式反应器。液氨(或气氨，浓度99.5％)分别经流量计和调节阀计量控制后以4.0t/h进入管式反应器，稀磷酸、液氨、浓硫酸在管式反应器中形成料浆。在从原料仓库来的408.1千克固体尿素经过分料阀控制，采用熔融尿素时进入氮盐贮斗，经氮盐计量秤计量后送尿素熔融罐，在100～110℃下形成尿素熔融液。从原料仓库来的氯化钾经分料阀控制进带式输送机，经钾盐破碎机破碎后送带式输送机，计量202.49千克后送入造粒机中。在造粒机内，管式反应器形成的料浆与熔融态的尿素和破碎后的氯化钾进行造粒，造粒温度90～100℃。所得粒料离开造粒机后即进入干燥机在转速2.2r/min、温度90～110℃下干燥至水分1％以下。经过筛分至2.0～4.0mm、冷却至30～35℃和涂层并添加1.4千克硫脲、0.6千克脒基硫脲即得到粒状复合肥。
试验例1：
1、试验地点：东丰县南屯基(东丰县属辽源地区，南邻辽宁西丰县西邻东辽北与伊通接壤，是半山区地方，是吉林省的重要商品粮基地之一)
2、试验处理：(1)习惯施肥：基肥25公斤二铵/亩+追肥20公斤尿素
(2)用本发明复合肥和习惯施肥试验：本发明复合肥1一次性玉米复合肥基肥40公斤/亩
3、处理方法：各处理做基肥一次施入，施入深度15cm左右。每个处理重复三次，随机排列，每小区面积20平方米，底肥铵习惯施肥使用有机肥
4、试验结果见下表：
表2
Figure G2006101722405D00051
通过本试验可以看出，玉米在普施农家肥的基础上，玉米一次性施肥比较省时省力，玉米产量也没有减少。
实例2：(液氨与尿素重量比为1∶6.2；50％磷酸208千克；脒基硫脲1.0千克，硫脲1.0千克)
本明的一次性玉米复合肥的配方如下：
表3
  液氨(千克)   尿素(千克)   磷酸(千克)   氯化钾(千克)   脒基硫脲(千克)   硫脲(千克)
 复合肥2   69.1   428.7   208   202.49   1.0   1.0
其制备步骤如下：
浓度为50％(以P2O5计)的稀磷酸经磷酸泵加压至1MPa，经流量计和调节阀计量控制后分别以8.0t/h的量进入管式反应器。浓度为98％的硫酸经硫酸泵加压至1MPa，分别经流量计和调节阀计量控制后以6.0t/h的量进入管式反应器。液氨(或气氨，浓度99.5％)分别经流量计和调节阀计量控制后以4.0t/h进入管式反应器，稀磷酸、液氨、浓硫酸在管式反应器中形成料浆。在从原料仓库来的428.7千克固体尿素经过分料阀控制，采用熔融尿素时进入氮盐贮斗，经氮盐计量秤计量后送尿素熔融罐，在100～110℃下形成尿素熔融液。从原料仓库来的氯化钾经分料阀控制进带式输送机，经钾盐破碎机破碎后送带式输送机，计量202.49千克后送入造粒机中。在造粒机内，管式反应器形成的料浆与熔融态的尿素和破碎后的氯化钾进行造粒，造粒温度90～100℃。所得粒料离开造粒机后即进入干燥机在转速2.2r/min、温度90～110℃下干燥至水分1％以下。经过筛分至2.0～4.0mm、冷却至30～35℃和涂层并添加1.0千克硫脲、1.0千克脒基硫脲即得到粒状复合肥。
1、试验地点：中国-阿拉伯化肥有限公司试验基地：山海关中国-阿拉伯化肥有限公司试验地
2、试验方法：用塑料水桶装土10公斤，土肥混合均匀，播种5粒(穴施)出苗后，间苗，定苗，留单株，重复3次。
3、试验处理：
(1)空白对照(中国-阿拉伯化肥有限公司生产的撒可富26-10-12)
(2)复合肥2
4、试验结果见下表：
表4
Figure G2006101722405D00061
以上的试验结果可以看出本发明复合肥2不管从株高和茎粗上看都是最好的。
实施例3(液氨与尿素重量比为1∶5.0；50％磷酸208千克；脒基硫脲0.8千克，硫脲1.2千克)
本明的一次性玉米复合肥的配方如下：
表5
  液氨(千克)   尿素(千克)   磷酸(千克)   氯化钾(千克)   脒基硫脲(千克)   硫脲(千克)
 复合肥3   78.7   393.9   208   202.49   0.8   1.2
其制备步骤如下：
浓度为50％(以P2O5计)的稀磷酸经磷酸泵加压至1MPa，经流量计和调节阀计量控制后分别以8.0t/h的量进入管式反应器。浓度为98％的硫酸经硫酸泵加压至1MPa，分别经流量计和调节阀计量控制后以6.0t/h的量进入管式反应器。液氨(或气氨，浓度99.5％)分别经流量计和调节阀计量控制后以4.0t/h进入管式反应器，稀磷酸、液氨、浓硫酸在管式反应器中形成料浆。在从原料仓库来的393.9千克固体尿素经过分料阀控制，采用熔融尿素时进入氮盐贮斗，经氮盐计量秤计量后送尿素熔融罐，在100～110℃下形成尿素熔融液。从原料仓库来的氯化钾经分料阀控制进带式输送机，经钾盐破碎机破碎后送带式输送机，计量202.49千克后送入造粒机中。在造粒机内，管式反应器形成的料浆与熔融态的尿素和破碎后的氯化钾进行造粒，造粒温度90～100℃。所得粒料离开造粒机后即进入干燥机在转速2.2r/min、温度90～110℃下干燥至水分1％以下。经过筛分至2.0～4.0mm、冷却至30～35℃和涂层并添加0.8千克硫脲、1.2千克脒基硫脲即得到粒状复合肥。
1、试验地点：吉林省榆树市
2、试验处理：(1)习惯施肥：当地复合肥40公斤/亩，追肥20公斤尿素(2)用本发明复合肥和习惯施肥试验：本发明复合肥3一次性玉米复合肥基肥40公斤/亩
3、处理方法：各处理做基肥一次施入，施入深度15cm左右。每个处理重复三次，随机排列，每小区面积20平方米。
4、试验结果见下表：
表6
Figure G2006101722405D00071
通过本试验可以看出，本发明复合肥亩产较习惯施肥增产18.5％。

Claims (2)

1.一次性玉米复合肥，包括重量百分比26％的氮养分、以P2O5计的10％的磷养分、以K2O计的12％的钾养分，其特征在于：还包括重量百分比0.2％的氮肥增效剂；所述氮养分的原料为液氨和尿素，其重量比为1∶4.1～1∶6.0，所述磷养分的原料为浓度45％～50％的磷酸溶液，所述钾养分的原料为氯化钾，所述氮肥增效剂为硫脲和脒基硫脲，所述脒基硫脲与所述硫脲的重量比为3∶7-1∶1。
2.根据权利要求1所述的一次性玉米复合肥的制备方法，其步骤如下：
(1)液氨和磷酸分别经过流量控制后送至管式反应器，浓硫酸经计量后一部分送洗涤系统，另一部分与液氨和磷酸在管式反应器中形成料浆；从原料仓库来的固体尿素经过分料阀控制，采用熔融尿素时进入氮盐贮斗，经氮盐计量秤计量后送尿素熔融罐，造粒时送入造粒机中；从原料仓库来的氯化钾经分料阀控制进带式输送机，经钾盐破碎机破碎后送带式输送机，计量后送入造粒机中；
(2)管式反应器中形成的料浆与熔融态的尿素和破碎后的氯化钾在造粒机中进行造粒；
(3)步骤(2)所得粒料离开造粒机后即进入干燥机干燥；
(4)经过筛分、冷却并添加硫脲、脒基硫脲即得到粒状复合肥。
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