CN101357866A - 一种腐植酸控释肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种腐植酸控释肥，其总包膜率3－20％wt，是下述工艺制备的：第一步：将颗粒肥料预热，加入环氧树脂及其固化剂；第二步：把腐殖酸固体膜材料撒到运动的肥料颗粒上，继续加热保持温度，在环氧树脂及其固化剂的作用下，3－6分钟后，腐殖酸固体膜材料被包裹到运动的颗粒肥料上，形成抗冲击、耐磨的包膜层，完成一次包膜；第三步：按顺序重复第一、二步骤多次，直至腐殖酸固体膜材料全部包裹在肥料颗粒上，包膜层固化，制得控释期1－12个月不等的腐殖酸控释肥。本发明能提高肥料利用率，减少农业面源污染，增强植物的抗逆性，改善作物品质。

Description

一种腐植酸控释肥及其制备方法

技术领域

本发明属于控释肥生产技术领域，具体是涉及一种腐植酸包膜控释肥及其制备方法。

背景技术

腐植酸是一种天然大分子芳香族、羟基羧酸的混合物，主要元素组成有碳、氢、氧、氮和硫。腐植酸具有的多种活性基团(羧基、酚羟基、醇羟基、甲氧基等)赋予了其多种功能，如酸性、亲水性、阳离了交换性、络合能力及较高的吸附能力等，正是基于腐植酸的这种特性，有关它的研究一直为人们所关注，对其使用效果也作了大量的研究。

腐植酸广泛存在于风化煤、褐煤中，19世纪后期国外有人开始应用腐植酸，国内从上世纪60年代开始从事腐植酸在农业特别是肥料制造和改造土壤方面的研究，它不但能够改善土壤结构，而且是作物生长的催化剂及刺激剂。我国的风化煤储量丰富，且分布广泛，山西大同、新疆、内蒙古、云南等地的风化煤中游离腐植酸含量达50％以上，腐植酸资源供应充足，因此开发利用风化煤资源具有广泛的前景。

我国化肥消耗量约占世界化肥消费总量的20～30％，居世界第一位，发达国家化肥当季利用率平均为50～60％，我国化肥当季利用率平均仅为30～35％。大量营养元素的流失浪费不仅给社会带来巨大的经济损失，而且还会造成严重的环境污染。提高肥料利用率，减少施肥量，节省施肥劳动力，显得尤为重要，缓/控释肥通过对养分释放率的调控而使之与作物养分吸收基本相同步，可以大大提高肥料养分利用率，减少农业面源污染，符合国家可持续发展战略的要求，因此缓控释肥料已成为21世纪肥料产业发展的主要方向之一。

目前，国内外热塑性树脂和热固性树脂包膜控释肥的研究已经发展到了一个较高的高度，工艺技术已日趋成熟，养分控释性能良好，生产成本高的问题得到了初步解决，但仍有较大的改进空间；已有研究报道，采用粘土矿物、工业废弃物固体粉末利用液体粘结剂包裹肥料制作控释肥，此种方法虽然达到了降低生产成本的目的，但由于未使用固化剂，导致产品抗冲击力、耐磨性较低，另一方面，由于使用大量粘土矿物、工业废弃物，致使制作的控释肥有效养分含量偏低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种腐植酸控释肥。

本发明的目的之二是提供该控释肥的制备方法。

本发明腐植酸控释肥，是在颗粒肥料核芯上包覆腐殖酸固体膜，总包膜率为3-20％wt，所述腐殖酸固体膜材料为风化煤、褐煤或二者混合物，其粒度为0.08～0.25mm，所述腐殖酸固体膜为1-5层。

根据控释肥控释期的要求，确定包膜层数，包膜层数越多控释期越长，本发明的腐植酸控释肥可以实现控释期1-12个月。

本发明腐植酸控释肥的制备方法，包括步骤如下：

1：在包膜设备中，将定量颗粒肥料预热至60～70℃，加入环氧树脂和固化剂，环氧树脂和固化剂用量占颗粒肥料重量的0.3～1％，其中固化剂占环氧树脂重量的8～12％，在运动的肥料颗粒表面形成粘结剂液层；

2：将腐殖酸固体膜材料喷撒到运动的肥料颗粒上，腐殖酸固体膜材料使用量占颗粒肥料重量的2～10％，继续加热保持温度60～70℃，在环氧树脂和固化剂的作用下，经3～6分钟腐殖酸固体膜材料被包裹到运动的颗粒肥料上，形成抗冲击、耐磨的包膜层，完成一次包膜；

3：按顺序重复上述步骤1和步骤2多次，直至腐殖酸固体膜材料全部包裹在肥料颗粒上，包膜层固化，制得腐殖酸控释肥。

上述的固化剂可选用本领域产品，优选的固化剂为环氧树脂固化剂T-31、三乙烯四胺或甲基四氢苯酐。

优选的，步骤1中颗粒肥料预热至65～70℃，加入环氧树脂和固化剂用量占颗粒肥料重量的0.5～1％，其中固化剂占环氧树脂重量的10～12％。

优选的，步骤2中腐殖酸固体膜材料使用量占颗粒肥料重量的2-5％，继续加热保持温度65～70℃。

所述的腐植酸固体膜材料为风化煤、褐煤或二者混合物，其粒度为0.08～0.25mm。

所述的颗粒肥料为本领域常用颗粒肥，如颗粒尿素、硝酸铵、硫酸铵、磷酸二铵、磷酸二氢铵、硫酸钾、氯化钾、硝酸磷肥或其他颗粒复合(混)肥料，所述包膜设备可以是圆盘造粒机、转鼓及流化床等。

本发明控释肥的生产工艺可以根据控释期需求，确定重复第一、第二步骤的次数，控释期越长，重复次数越多。根据需要，制得控释期1-12个月不等的腐殖酸控释肥。本发明以风化煤、褐煤为主要包膜材料，生产工艺简单，能大幅度降低包膜控释肥的生产成本，有利于控释肥在农业方面的推广应用，另外由于风化煤、褐煤的使用，本发明腐殖酸控释肥还具备以下优良效果：

1、本发明控释肥产品养分含量较高，包膜层抗冲击、耐磨性强。

2、改良低产土壤物理化学性状，腐植酸能活化养分，增加土壤中有机质、速效氮、速效磷、速效钾的含量，改善土壤中的固、液、气三相比。

3、增加土壤中的微生物群落，缓解土壤中重金属离子的污染，减缓药害。

4、提高肥料利用率，减少农业面源污染，增强植物的抗逆性，改善作物品质。

附图说明

图1是控释100天的腐植酸控释肥(40-0-0)在25℃水中的养分累积释放曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明提出的技术方案，但不限于此。

各实施例中腐植酸控释肥，均是在颗粒肥料核芯上包覆腐殖酸固体膜，总包膜率为3-20％wt，所述腐殖酸固体膜材料为风化煤、褐煤或二者混合物，其粒度为0.08～0.25mm，所述腐殖酸固体膜为1-5层。所使用的颗粒肥料均为市售产品，颗粒肥名称后面的括号内的数字依次为N、P、K的含量，这属于本领域标示。

实施例1，制备控释期7个月的腐植酸控释肥。

称量磷酸二铵(18-46-0)颗粒肥料500kg，在圆盘造粒机中预热至60℃，将1.38kg环氧树脂和0.12kg环氧树脂固化剂T-31(天津燕海化学有限公司产售)混合均匀加到运动的肥料颗粒上，随着肥料颗粒不断运动，在其表面形成粘结液层，把称量好的10kg风干粉碎后的风化煤撒到圆盘造粒机里的肥料上，继续加热保持温度60℃，随着造粒机的不断转动，风化煤粉末被均匀包裹在肥料表面，约6分钟后即可固化成膜；按照上述称量的包膜材料量，再在500kg磷酸二铵肥料上重复包裹3次，可制得总包膜率约9％wt、控释期7个月的腐植酸控释肥，冷却后，包装入库。

实施例2，制备控释期9个月的腐植酸控释肥。

称量德国巴斯夫公司狮马牌复合肥(15-15-15)颗粒肥料500kg，在圆盘造粒机中预热至65℃，将2.25kg环氧树脂和0.25kg三乙烯四胺混合均匀加到运动的肥料颗粒上，随着肥料颗粒不断运动，在其表面形成粘结液层，把称量好的15kg风干粉碎后的风化煤撒到圆盘造粒机里的肥料上，继续加热保持温度70℃，随着造粒机的不断转动，风化煤粉末被均匀包裹在肥料表面，约5分钟后即可固化成膜；按照上述称量的包膜材料量，再在500kg狮马牌15-15-15肥料上重复包裹3次，可制得总包膜率约12％wt、控释期9个月的腐植酸控释肥，冷却后，包装入库。

实施例3，制备控释期9个月的腐植酸控释肥。

称量46-0-0大颗粒尿素1000kg，在转鼓中预热至70℃，将4.5kg环氧树脂和0.5kg T-31混合均匀加到运动的肥料颗粒上，随着肥料颗粒不断运动，在其表面形成粘结液层，把称量好的100kg风干粉碎后的褐煤撒到圆盘造粒机里的肥料上，继续加热保持温度65℃，随着造粒机的不断转动，风化煤粉末被均匀包裹在肥料表面，约5分钟后即可固化成膜，可制得总包膜率约11％wt、控释期9个月的腐植酸控释肥，冷却后包装入库。

实施例4，制备控释期12个月的腐植酸控释肥。

称量46-0-0大颗粒尿素1000kg，在转鼓中预热至70℃，将8.8kg环氧树脂和1.2kg三乙烯四胺混合均匀加到运动的肥料颗粒上，随着肥料颗粒不断运动，在其表面形成粘结液层，把称量好的50kg风干粉碎后的风化煤撒到圆盘造粒机里的肥料上，继续加热保持温度68℃，随着造粒机的不断转动，风化煤粉末被均匀包裹在肥料表面，约3分钟后即可固化成膜；按照上述称量的包膜材料量，再在1000kg大颗粒尿素上重复包裹2次，可制得总包膜率约18％wt、控释期12个月的腐植酸控释肥，冷却后包装入库。

实施例5，制备控释期11个月的腐植酸控释肥。

称量46-0-0大颗粒尿素1000kg，在转鼓中预热至70℃，将9.1kg环氧树脂和0.9kg T-31混合均匀加到运动的肥料颗粒上，随着肥料颗粒不断运动，在其表面形成粘结液层，把称量好的60kg风干粉碎后的褐煤撒到圆盘造粒机里的肥料上，继续加热保持温度70℃，随着造粒机的不断转动，风化煤粉末被均匀包裹在肥料表面，约5分钟后即可固化成膜，再重复包膜1次，可制得总包膜率约14％wt、控释期11个月的腐植酸控释肥，冷却后包装入库。

试验例

下面以试验来说明本产品腐殖酸包膜控释肥的具体效果：

(1)试验材料和设计

试验设在山东省临沂市河东区汤和镇，供试土壤为种植水稻数十年潴育型水稻土，种植模式为稻麦两熟。

供试肥料为控释100天的腐植酸包膜控释尿素(含氮量为40％)，磷肥为P₂O₅≥14％的过磷酸钙，钾肥为德国产的K₂O≥60％的氯化钾。普通施肥处理纯氮400kg/hm²，控释肥设两个处理，分别施纯氮300kg/hm²(控释肥1)和200kg/hm²(控释肥2)，根据当地农民施肥习惯普通尿素、包膜控释尿素、磷肥和钾肥都在灌水前一次性基施，并耙土覆盖10cm左右，在灌水后插秧前进行水耙(耙深10cm左右)。供试水稻品种为临稻十号，根据当地习惯插秧密度为20cm×20cm，每穴3-5苗，每苗1-3蘖。

(2)结果分析，详见表1

                    表1 不同施肥处理水稻产量比较

处理	比普通肥料减少施用量(％)	比普通肥料增产率(％)	效果评价
				普通肥料	0	0	肥料利用率低，建议增加施肥次数或施用新型肥料。
控释肥1	25	18.9	增产效果明显，投入成本稍高，省时省力，可以推广。
				控释肥2	50	7.2	增产效果较好，投入少，省时省力，值得推广。

图1是控释100天的腐植酸控释肥(40-0-0)在25℃水中的养分释放曲线。可以看出本发明的热塑性树脂包膜控释肥具有良好的释放周期，很好的起到了控释作用。

本发明腐植酸控释肥产品符合2007年10月1日起实施的国家缓控释肥料第HG/T3931-2007行业标准，在提高作物产量、降低包膜控释肥生产成本及提高控释效果等方面，取得了突出的技术效果。

应当指出的是，具体实施方式只是本发明比较有代表性的例子，显然本发明的技术方案不限于上述实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员，以本发明所明确公开的或根据文件的书面描述毫无异议的得到的，均应认为是本专利所要保护的范围。

Claims (5)

1.一种腐植酸控释肥，其特征在于，是在颗粒肥料核芯上包覆腐殖酸固体膜，总包膜率为3-20％wt，所述腐殖酸固体膜材料为风化煤、褐煤或二者混合物，其粒度为0.08～0.25mm，所述腐殖酸固体膜为1-5层。

2、根据权利要求1所述腐殖酸控释肥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a：在包膜设备中，将定量颗粒肥料预热至60～70℃，加入环氧树脂和固化剂，环氧树脂和固化剂用量占颗粒肥料重量的0.3～1％，其中固化剂占环氧树脂重量的8～12％，在运动的肥料颗粒表面形成粘结剂液层；

b：将腐殖酸固体膜材料喷撒到运动的肥料颗粒上，腐殖酸固体膜材料使用量占颗粒肥料重量的2～10％，继续加热保持温度60～70℃，在环氧树脂和固化剂的作用下，经3～6分钟腐殖酸固体膜材料被包裹到运动的颗粒肥料上，形成抗冲击、耐磨的包膜层，完成一次包膜；

c：按顺序重复上述步骤1和步骤2多次，直至腐殖酸固体膜材料全部包裹在肥料颗粒上，包膜层固化，制得腐殖酸控释肥。

3.根据权利要求2所述的腐植酸控释肥的制备方法，其特征在于，所述固化剂为环氧树脂固化剂T-31、三乙烯四胺或甲基四氢苯酐。

4.根据权利要求2所述的腐植酸控释肥的制备方法，其特征在于，步骤a中颗粒肥料预热至65～70℃，加入环氧树脂和固化剂用量占颗粒肥料重量的0.5～1％，其中固化剂占环氧树脂重量的10～12％。

5.根据权利要求2所述的腐植酸控释肥的制备方法，其特征在于，步骤b中腐殖酸固体膜材料使用量占颗粒肥料重量的2-5％，继续加热保持温度65～70℃。

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