CN101759481A - 一种高塔缓释复合肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高塔缓释复合肥料，原料重量份如下：尿液28-32.5，异丁叉二脲15-19，磷酸一铵23-30，硫酸钾或氯化钾17-25，硫酸镁4-6。以异丁叉二脲为缓释骨架，采用肥料核心内部缓释技术，具有良好的养分缓释性能，减少了氮素流失，有利于生态环境的保护，其生产无需新建生产线，生产工艺简单，节省投资费用，生产成本低，有利于其在农业生产上的推广应用。

Description

一种高塔缓释复合肥料及其制备方法

技术领域

本发明属于肥料生产领域，涉及一种高塔缓释复合肥料及其制备方法。

背景技术

挪威塔式熔体喷淋造粒工艺是挪威Norsk Hydro公司在世界上最早推出的熔体造粒技术，并且是比较典型的直接以熔融尿液(即与尿素生产系统连接)与熔体磷酸一铵、粉状氯化钾为基质的UAP/UAPK尿基复合肥生产工艺。将浓度为99％的熔融尿素溶液与通过管式反应器制得磷酸一铵熔体，分别用泵打到造粒塔顶部的混合器，又与经过预热的氯化钾细粉一道混合，再经一种底部有刮刀的旋转多孔喷头，以扇形覆盖面喷入塔内。在靠自重下降过程中，被上升的气流冷却固化，于塔底收集得到复合肥。

目前我国大、中型化肥生产装置生产的尿素、硝酸铵、氮磷复合肥都是使用造粒塔制成粒状产品。造粒塔一般为圆柱形(高40-80米，直径8-22米)的或是矩形的高大混凝土或金属构筑物。熔融物料自造粒塔顶的旋转式喷头喷出，呈螺旋线降落，并很快断成液滴，在逆流的冷却空气中冷凝。已知上海化工研究院采用的工艺是尿素熔融液与经过预热的氯化钾(或硫酸钾)、磷铵、填料在混合器中混合，利用混合盐的低共熔点的特点，形成流动性良好的氮磷钾共熔体，再通过喷头喷入造粒塔内，在空气中冷却固化成颗粒。

尿素因其含氮量高(46％)在农业上得到广泛的应用，但其氮的流失率却高达30-65％，给生态环境带来不利影响。为此，世界各国均在大力发展尿素缓释技术以最大限度提高肥料中氮的利用率，延长肥效，并防止养份流失而污染环境。异丁叉二脲(IBDU)为国外常用缓释长效肥料，其肥效期长达一年以上，为普通尿素5-10倍，氮素利用率高，近年来据日本、德国等报道，此种缩合物还具有促进土壤形成团粒结构、保墒、防止沙化以及增加作物根系穿透力的性能。

为了解决肥料大量流失带来的生态环境问题，世界各国均在大力研发新型缓控释肥料，我国在20世纪70年代，由中国科学院南京土壤研究所和南京化工研究所合作研究开发的包裹型长效碳酸氢铵，开创了我国研制缓/控释肥料的先河。90年代以后，缓/控释肥的研制进入快速发展时期，树脂包膜、硫包衣、硫加树脂包膜、营养材料包裹、基质复合、胶结控释、酶学抑制等产品和工艺百花齐放。包膜肥料因其良好的缓控释性能得到了人们的青睐，该工艺一般使用有机溶剂，工艺设计较为复杂，生产成本较高，从而限制了其在农业方面的普及推广。因此研发生产工艺简单，甚至针对现有复合肥生产工艺，不必做大的变更的缓控释肥料，符合我国目前的国情，更利于推动我国农业的发展，具有积极而重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种价格低廉的高塔缓释复合肥料，满足大田作物对养分缓控释性能的需求。

本发明的技术方案如下：

一种高塔缓释复合肥料，原料重量份如下：

尿液             28-32.5

异丁叉二脲       15-19

磷酸一铵         23-30

硫酸钾或氯化钾   17-25

硫酸镁           4-6。

一种高塔缓释复合肥料，另一技术路径是，原料重量份如下：

尿液             29-32

异丁叉二脲       16-17

磷酸一铵         25-28

硫酸钾或氯化钾   20-24

硫酸镁           4.5-5。

一种高塔缓释复合肥料，另一技术路径是，原料重量份如下：

尿液             28

异丁叉二脲       15

磷酸一铵         23

硫酸钾或氯化钾   20

硫酸镁           5。

前述的高塔缓释复合肥料，所述尿液为尿素熔融液或尿素合成中的半成品尿液。

前述的高塔缓释复合肥料的制备方法，包括步骤如下：

(1)按重量份称取已破碎至40-60目的异丁叉二脲、磷酸一铵、硫酸钾/氯化钾和硫酸镁各份，并送入预热器加热、干燥；

(2)按重量份将所需尿液送入混合器；

(3)将步骤(1)已预热的各份加入到盛有尿液的混合器中，使物料温度维持在120-133℃，搅拌反应8-10分钟，制得含有固体悬浮物的流动性的料浆；

将所得料浆通过高塔塔顶的喷头喷入空塔，经空气冷却、固化制得高塔缓释复合肥料。

本发明所述的高塔缓释复合肥料，针对现有复合肥生产线，无需新建生产线，生产工艺简单，节省投资费用，生产成本低，有利于其在农业生产上的推广应用。

另外本发明还具备以下优良效果：

(1)本发明所述的高塔缓释复合肥料以异丁叉二脲为缓释骨架，采用肥料核心内部缓释技术，具有良好的养分缓释性能，减少了氮素流失，有利于生态环境的保护。

(2)非包膜工艺，能以普通高塔复合肥造粒工艺实现制作缓释肥目的，无需进行大的工艺变更和设备投资，成本低，效果好。

(3)高塔熔体造粒充分利用尿液的热能，产品不需要干燥，能量消耗少，且生产过程无“三废”排放。

(4)能实现高氮复合肥的生产，产品颗粒外观光滑圆润，产品小孔在一定程度上具有防伪功能。

具体实施方式

下面结合实施例、实验例对本发明的技术方案详加描述，但保护范围不限于此。

各实施例所用原料说明如下：所述尿液为尿素熔融液或尿素合成中的半成品尿液。所述异丁叉二脲为武汉绿茵化工有限公司销售。实施例中类似“47％(22-10-15)+1MgO”的标示含义是：肥料养分配比、含量，是行业常识，用以标识肥料种类。

实施例1

一种高塔缓释复合肥料，原料重量份如下：

尿液         28

异丁叉二脲   15

磷酸一铵     23

硫酸钾       17

硫酸镁       4。

上述高塔缓释复合肥料的制备工艺为：

(1)按重量份称取已破碎至40目的异丁叉二脲、磷酸一铵、硫酸钾和硫酸镁各份，并送入预热器加热、干燥；

(2)按重量份将所需尿液送入混合器；

(3)将步骤(1)已预热的各份加入到盛有尿液的混合器中，使物料温度维持在120℃，搅拌反应8分钟，制得含有固体悬浮物的流动性的料浆；

将所得料浆通过高塔塔顶的喷头喷入空塔，经空气冷却、固化制得高塔缓释复合肥料。

实施例2

一种高塔缓释复合肥料，其特征在于，原料重量份如下：

尿液          32.5

异丁叉二脲    19

磷酸一铵      30

氯化钾        25

硫酸镁        6。

上述高塔缓释复合肥料的制备工艺为：

(1)按重量份称取已破碎至60目的异丁叉二脲、磷酸一铵、氯化钾和硫酸镁各份，并送入预热器加热、干燥；

(2)按重量份将所需尿液送入混合器；

(3)将步骤(1)已预热的各份加入到盛有尿液的混合器中，使物料温度维持在133℃，搅拌反应10分钟，制得含有固体悬浮物的流动性的料浆；

将所得料浆通过高塔塔顶的喷头喷入空塔，经空气冷却、固化制得高塔缓释复合肥料。

实施例3

一种高塔缓释复合肥料，原料重量份如下：

尿液         29

异丁叉二脲     16

磷酸一铵       25

氯化钾         20

硫酸镁         4.5。

上述高塔缓释复合肥料的制备工艺为：

(1)按重量份称取已破碎至50目的异丁叉二脲、磷酸一铵、氯化钾和硫酸镁各份，并送入预热器加热、干燥；

(2)按重量份将所需尿液送入混合器；

(3)将步骤(1)已预热的各份加入到盛有尿液的混合器中，使物料温度维持在130℃，搅拌反应12分钟，制得含有固体悬浮物的流动性的料浆；

将所得料浆通过高塔塔顶的喷头喷入空塔，经空气冷却、固化制得高塔缓释复合肥料。

实施例4

一种高塔缓释复合肥料，原料重量份如下：

尿液         32

异丁叉二脲   17

磷酸一铵     28

硫酸钾       24

硫酸镁       5。

上述高塔缓释复合肥料的制备工艺为：

(1)按重量份称取已破碎至45目的异丁叉二脲、磷酸一铵、硫酸钾和硫酸镁各份，并送入预热器加热、干燥；

(2)按重量份将所需尿液送入混合器；

(3)将步骤(1)已预热的各份加入到盛有尿液的混合器中，使物料温度维持在125℃，搅拌反应9分钟，制得含有固体悬浮物的流动性的料浆；

将所得料浆通过高塔塔顶的喷头喷入空塔，经空气冷却、固化制得高塔缓释复合肥料。

实施例5

一种高塔缓释复合肥料，原料重量份如下：

尿液          28

异丁叉二脲    15

磷酸一铵      23

硫酸钾        20

硫酸镁        5。

上述高塔缓释复合肥料的制备工艺为：

(1)按重量份称取已破碎至45目的异丁叉二脲、磷酸一铵、硫酸钾和硫酸镁各份，并送入预热器加热、干燥；

(2)按重量份将所需尿液送入混合器；

(3)将步骤(1)已预热的各份加入到盛有尿液的混合器中，使物料温度维持在125℃，搅拌反应9分钟，制得含有固体悬浮物的流动性的料浆；

将所得料浆通过高塔塔顶的喷头喷入空塔，经空气冷却、固化制得高塔缓释复合肥料。

实施例6制作47％(22-10-15)+1MgO高塔缓释复合肥料

按下述重量份称取各份：

尿素          28

异丁叉二脲    19

磷酸一铵      23

氯化钾        25

硫酸镁        5

(1)按重量份称取已破碎至40-60目的异丁叉二脲、磷酸一铵、氯化钾和硫酸镁各份，并送入预热器加热、干燥。

(2)按重量份将所需尿液送入混合器。

(3)将已预热的各固体份加入到盛有尿液的混合器中，使物料温度维持在120-133℃，搅拌反应8-10分钟后制得含有固体悬浮物具有流动性的料浆，料浆通过塔顶的喷头喷入空塔，经空气冷却、固化制得47％(22-10-15)+1MgO缓释复合肥颗粒。

实施例7制作47％(24-13-10)+1MgO高塔缓释复合肥料

按下述重量份称取各份：

尿素          31

异丁叉二脲    17

磷酸一铵      30

氯化钾        17

硫酸镁        5

(1)按重量份称取已破碎至40-60目的异丁叉二脲、磷酸一铵、氯化钾和硫酸镁各份，并送入预热器加热、干燥。

(2)按重量份将所需尿液送入混合器。

(3)将已预热的各固体份加入到盛有尿液的混合器中，使物料温度维持在120-133℃，搅拌反应8-10分钟后制得含有固体悬浮物具有流动性的料浆，料浆通过塔顶的喷头喷入空塔，经空气冷却、固化制得47％(24-13-10)+1MgO缓释复合肥颗粒。

实施例8制作45％(23-12-10)+1MgO高塔缓释复合肥料

按下述重量份称取各份：

尿素          32.5

异丁叉二脲    15

磷酸一铵      27.5

硫酸钾        20

硫酸镁        5

(1)按重量份称取已破碎至40-60目的异丁叉二脲、磷酸一铵、硫酸钾和硫酸镁各份，并送入预热器加热、干燥。

(2)按重量份将所需尿液送入混合器。

(3)将已预热的各固体份加入到盛有尿液的混合器中，使物料温度维持在120-133℃，搅拌反应8-10分钟后制得含有固体悬浮物具有流动性的料浆，料浆通过塔顶的喷头喷入空塔，经空气冷却、固化制得45％(23-12-10)+1MgO缓释复合肥颗粒。

实验例生物试验效果

(1)苹果试验方案

试验设在山东省烟台市龙口，供试肥料为高塔缓释复合肥料47％(22-10-15)+1MgO(实施例6所得)，对照普通肥料包括复混肥(16-16-16)、硫酸钾(0-0-50)、普通尿素(46-0-0)，硫酸镁。实验设3个处理，分别是普通肥料处理、CRF1处理和CRF2处理，CRF1和CRF2处理施用高塔缓释复合肥料47％(22-10-15)+1MgO，CRF1的用量与普通肥料处理相同，CRF2的用量比普通肥料处理减少15％，各处理3次重复，共9个小区，每个小区4棵苹果树。控释肥一次性施入，普通肥料处理在开花前只施尿素施用量的一半，另一半秋季追施，其他肥料一次施入。实验结果列于表1、2.

表1不同施肥处理效果评价

表2控释肥和普通氮肥处理对苹果产量与品质的影响

高塔缓释复合肥料在烟台龙口的苹果试验结果(表1、2)表明，在相同养分施用量的情况下，高塔缓释复合肥料CRF1处理一次施肥比普通肥料两次施肥增产21.2％，在少施15％肥料的情况下，CRF2比施用普通肥料产量提高了6.7％。果实糖酸比和维生素C含量决定其口感和营养价值，高塔缓释复合肥料处理的糖酸比比普通处理分别高出7.8％和5.4％，而维生素C的含量也分别提高了34.7％和21.6％。这表明施用高塔缓释复合肥料不但能达到增产效果，而且能够改善作物品质。

Claims (5)

1.一种高塔缓释复合肥料，其特征在于，原料重量份如下：

尿液               28-32.5

异丁叉二脲         15-19

磷酸一铵           23-30

硫酸钾或氯化钾     17-25

硫酸镁             4-6。

2.一种高塔缓释复合肥料，其特征在于，原料重量份如下：

尿液               29-32

异丁叉二脲         16-17

磷酸一铵           25-28

硫酸钾或氯化钾     20-24

硫酸镁             4.5-5。

3.一种高塔缓释复合肥料，其特征在于，原料重量份如下：

尿液               28

异丁叉二脲         15

磷酸一铵           23

硫酸钾或氯化钾     20

硫酸镁             5。

4.权利要求1-3任一所述的高塔缓释复合肥料，其特征在于，所述尿液为尿素熔融液或尿素合成中的半成品尿液。

5.权利要求1-3任一所述的高塔缓释复合肥料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)按重量份称取已破碎至40-60目的异丁叉二脲、磷酸一铵、硫酸钾/氯化钾和硫酸镁各份，并送入预热器加热、干燥；

(2)按重量份将所需尿液送入混合器；

(3)将步骤(1)已预热的各份加入到盛有尿液的混合器中，使物料温度维持在120-133℃，搅拌反应8-10分钟，制得含有固体悬浮物的流动性的料浆；

将所得料浆通过高塔塔顶的喷头喷入空塔，经空气冷却、固化制得高塔缓释复合肥料。