CN101842335B - 化学和物理改良的肥料、其生产方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及改良的肥料材料，其包括：a)至少一种肥料颗粒，其用分散剂涂覆以形成至少一种肥料颗粒-分散剂粒子；b)分散剂，其包括至少一种和至少一种粉末混合的农用化学品；和c)顶涂覆材料，其涂覆在至少一种肥料颗粒-分散剂粒子上。生产改良的肥料材料的方法，其包括a)提供至少一种肥料颗粒；b)提供分散剂，其包括与至少一种粉末共混的至少一种农用化学品；c)提供顶涂覆材料；d)将分散剂应用到至少一种肥料颗粒上，从而形成至少一种肥料颗粒-分散剂粒子，和e)将顶涂覆材料涂覆在至少一种肥料颗粒-分散剂粒子上，从而形成改良的肥料材料。

Description

化学和物理改良的肥料、其生产方法及应用

发明领域

本发明的技术领域是化学改良和物理改良的肥料，其生产方法及应用。 

背景技术

常规的肥料是将生产肥料所需的营养成分进行造粒所制成的。在一些配方中，将各种各样的作物化学品或“农用化学品”加入到粒化的混合物中，目的是在植物产品中达到肥效及之外的其他目标。这些常规肥料能通过造粒制备意味着农用化学品能够和肥料成分一起造粒以产生制成的成品。 

当开始采用除造粒之外的方法制备新的肥料时，向肥料中添加农用化学品变得更困难。制造商用含有农用化学品的溶液涂覆肥料颗粒，但是后来发现许多最理想的农用化学品不能在适合的溶液中溶解以便涂覆肥料颗粒。 

众所周知，在肥料上施加液体涂层能使其具有合意性能或控制其不合意性能。干的成分只能在于碱性液体中可溶或者在能被制成和用作液-固悬浮液或浆液的时候使用。一种方法是，首先将固体成分施用到肥料上，然后施用液体来密封所述固体以得到产品。然而，固体成分仅限于那些具有良好散布性能，但是仍能粘附在最后的产品上的成分。 

因此，制备化学和物理改良的肥料是需要的，该化学和物理改良的肥料是通过用合意的农用化学品进行涂覆来改良的。尽管那些农用化学品在液体中可能不可溶解，但使用任意合意的农用化学品制备这些改良肥料也是一个目标。 

附图简介

图1所示为生产改良肥料材料的预期方法。 

表1所示为一些预期的改良肥料材料的配方。 

发明概述 

制造了改良的肥料材料，其包括：a)至少一种肥料颗粒，其用分散剂涂覆以形成至少一种肥料颗粒-分散剂粒子；b)分散剂，其包括与至少一种粉末共混的至少一种农用化学品；和c)顶涂覆材料，其施加在所述至少一种肥料颗粒-分散剂粒子上。 

生产改良的肥料材料的方法，其包括：a)提供至少一种肥料颗粒；b)提供分散剂，其包括与至少一种粉末共混的至少一种农用化学品；c)提供顶涂覆材料；d)将分散剂施用到所述至少一种肥料颗粒上，从而形成至少一种肥料颗粒一分散剂粒子，和e)将所述顶涂覆材料施加在所述至少一种肥料颗粒-分散剂粒子上，从而形成改良的肥料材料。 

发明详述

物理和化学改良的肥料已经有利地制造，其是通过用合意的农用化学品涂覆来改良的。尽管那些农用化学品在液体中可能不可溶解，但是这些改良的肥料是通过使用合意的和合适的农用化学品来改良的。 

具体地，制造了改良的肥料材料，其包括：a)至少一种肥料颗粒，其用分散剂涂覆以形成至少一种肥料颗粒一分散剂粒子；b)分散剂，其包括与至少一种粉末共混的至少一种农用化学品；和c)顶涂覆材料，其施加在所述至少一种肥料颗粒一分散剂粒子上。生产改良的肥料材料的方法，其包括：a)提供至少一种肥料颗粒；b)提供分散剂，其包括与至少一种粉末共混的至少一种农用化学品；c)提供顶涂覆材料；d)将分散剂施用到所述至少一种肥料颗粒上，从而形成至少一种肥料颗粒一分散剂粒子，和e)将所述顶涂覆材料施加在所述至少一种肥料颗粒-分散剂粒子上，从而形成改良的肥料材料。 

预期的改良肥料材料是从至少一种肥料颗粒开始。所述至少一种肥料颗粒包括任何合适的肥料颗粒，其能够大量生产或销售并且还能够被另一种材料涂覆。在预期的实施方案中，所述至少一种肥料颗粒包括氮肥、钾肥、磷肥或其组合。在一些实施方案中，所述至少一种肥料颗粒包括铵肥，例如硫酸铵或尿素，硝化和脲酶抑制剂对它们非常有益。 

颗粒-分散剂粒子是通过用至少一种合适的农用化学品混合物或分散剂涂覆至少一种肥料颗粒而形成的。该至少一种合适的分散剂是通过将至少一种农用化学品和另一种粉末共混而形成的，其导致具有将农用化学品在所述至少一种肥料颗粒表面上分散和扩展的合适性能的混合物。预期的农用化学品包括硝化抑制剂，例如双氰胺(dicyanodiamide，DCD)。当单独使用时，DCD被证实具有内聚生，而当将它施加在肥料如硫酸铵上时，DCD粉末滚成离散的球，而不是散布在硫酸铵上。通过将少量的粉末如Zeolex80添加到DCD粉末中，分散剂结合体作为薄涂层粘附在硫酸铝上。 

另外，分散剂必须被共混以使农用化学品保持在所述至少一种颗粒的表面上的适当位置。所述分散剂和至少一种颗粒通过它们各自的特征共同作用以使分散剂保持在适当的位置上。例如，至少一种肥料粒子的用来保持分散剂在适当的位置上的特征之一是肥料粒子表面的粗糙度或孔隙率。一旦分散剂施用到至少一种肥料颗粒上，就形成了肥料颗粒-分散剂粒子。 

然后，将顶涂覆材料施加在至少一种肥料颗粒-分散剂粒子上，形成改良的肥料颗粒。预期的顶涂覆材料旨在将分散剂至少密封或保持在肥料颗粒上的适当位置。顶涂覆材料也可以设计成赋予最终的肥料颗粒其它的性能，例如光滑度或粗糙度、和其他肥料颗粒共混的颜色编码、施肥目标的延时引入、在施给施肥目标后增加水中的溶解度等。预期的顶涂覆材料包括标准的蜡型除尘灰/防结块物质，其旨在将分散剂材料密封在肥料颗粒上的适当位置。 

生产改良的肥料材料100的预期方法包括：a)提供至少一种肥料颗粒110；b)提供分散剂，其包括与至少一种粉末共混的至少一种农用化学品120；c)提供一种顶涂覆材料130；d)将分散剂施用到所述至少一种肥料颗粒上，从而形成至少一种肥料颗粒-分散剂粒子140，和e)将顶涂覆材料应用到所述至少一种肥料颗粒-分散剂粒子上，从而形成改良的肥料材料150，如图1所示。 

可以通过任何适当的方法来提供至少一种肥料颗粒，至少一种农用化学品，至少一种粉末，至少一种分散剂和/或至少一种顶涂覆材料，包括a)从供应商购买至少一种肥料颗粒，至少一种农用化学品，至少一种粉末，至少一种分散剂和/或至少一种顶涂覆材料的前体；b)在车间，使用其他来源提供的化学制品来制备或生产至少一种肥料颗粒，至少一种农用化学品，至少一种粉末，至少一种分散剂和/或至少一种顶涂覆材料；和/或c)在车间，使用化学制品来制备或生产至少一种肥料颗粒，至少一种农用化学品，至少一种粉末，至少一种分散剂和/或至少一种顶涂覆材料，该化学制品也是在车间或在其他地方制备或生产的。可以预期的是，至少一种肥料颗粒，至少一种农用化学品，至少一种粉末，至少一种分散剂和/或至少一种顶涂覆材料是由任何合适的材料或材料的组合制备的，例如在这里已经描述了的那些材料。 

虽然一些预期的材料是粉状或蜡状，但可以预期的是，在这里公开的材料可以溶解在至少一种溶剂中，以便配制特定配混物，制备该配混物以便应用，或者赋予配混物附加的化学性质。例如，一种或多种溶剂可以用来让肥料颗粒 具有较粗糙或多孔的表面，使其自然地保持较多的所施用的农用化学品。预期的溶剂包括任何适当的纯的有机分子或有机分子的混合物，它们在所需的温度例如在临界温度下挥发，或者它们能帮助实现上面所提及的任何预定的目标或需求。溶剂也可以包括任何适当的纯的极性和非极性化合物或者它们的混合物。在这里，术语“纯的”意思是组分具有恒定的组成。例如，纯水仅由H₂O组成。在这里，术语“混合物”意思是组分不是纯的，包括盐水。在这里，术语“极性”意思是分子或化合物产生不均匀的电荷的特性，部分电荷或者自发的电荷在某个点或沿着分子或化合物进行分布。在这里使用的术语“非极性”意思是分子或化合物产生均匀的电荷的特性，部分电荷或者自发的电荷在某个点或沿着分子或化合物进行分布。 

在一些预期的实施方案中，溶剂或溶剂混合物(包含至少两种溶剂)包括那些被认为是烃类溶剂的溶剂。烃类溶剂是那些含有碳和氢的溶剂。应当理解为，多数的烃类溶剂是非极性的；但是少数烃类溶剂能够被认为是极性的。烃类溶剂一般被分成三类：脂肪族的、环状的和芳香族的。脂肪族烃类溶剂包含直链化合物和具有支链和可能交联的化合物，然而，脂肪族烃类溶剂不被认为是环状的。环状烃类溶剂是那些包含至少3个碳原子定向在环结构上，具有与脂肪族烃类溶剂相似性能的溶剂。芬香族烃类溶剂是那些一般含有3个或更多不饱和键，并具有单环或该多环通过共用键连接的多环和/或稠合在一起的多环。可预期的烃类溶剂包括甲苯、二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、1，3，5-三甲基苯、石油脑H溶剂、石油脑A溶剂、烷烃如戊烷、己烷、异己烷、庚烷、壬烷、辛烷、十二烷、2-甲基丁烷、十六烷、十三烷、十五烷、环戊烷、2，2，4-三甲基戊烷、石油醚、卤代烃如氯代烃类、硝化烃类、苯、1，2-二甲苯、1，2，4-三甲基苯、矿物油、松香、异丁基苯、甲基萘、乙基甲苯、轻石油。特别可预期的溶剂包括戊烷、己烷、庚烷、环己烷、苯、甲苯、二甲苯和它们的混合物或组合，但是不局限于此。 

在其他可预期的实施方案中，溶剂或溶剂混合物可以包括那些不被认为是烃类化合物中的溶剂，例如酮，如丙酮、二乙基酮、甲基乙基酮等，醇、酯、醚和胺。然而在其他可预期的实施方案中，溶剂或溶剂混合物可以包括这里提及的任何溶剂的组合。 

在一个预期的实施例中，农用化学品例如硝化抑制剂和大约10重量百分比 的非晶形的硅酸铝钠(例如J.M.Huber Zeolex 80)共混。在合适的混合装置中，将所得到的分散剂涂覆在硫酸铵上。一旦粉末混合物均匀地散布到硫酸铵上，就用标准蜡型除尘灰/防结块涂覆和密封产品。 

实施例

制备DCD/Zeolex混合物，其包括90重量百分比DCD和10重量百分比的Zeolex 80。然后，在鼓状混合器中将干燥的混合物施加在大约50磅的硫酸铵上。使该混合物散布和粘附着在表面上。接着，将熔化的蜡/油基除尘剂(该除尘剂是常规用在肥料上的，且能方便地从供应商如ArrMaz Custom Chemicals购得)施加在表面涂覆的肥料上，并且让其在涂覆的硫酸铵上散布和固化。根据表1制备一组类似的混合物。 

表1 

DCD氮       硫酸铵         DCD            Zeolex 80     除尘灰涂层 

5％         50lbs          381g           42.3g         225g 

7％         50lbs          544g           60.4g         225g 

10％        50lbs          803g           89.2g         225g 

因此，已经公开了具体的实施方案以及化学和物理改良肥料的应用和它们的生产方法。然而，显而易见地，在不偏离在此描述的本发明思想的情况下，除了那些已经描述的改变之外，更多的改变对本领域的技术人员而言都是可能的。因此，本发明不局限于所述公开，只要在其精神范围内。而且，在解释所公开的内容中，所有术语应当和上下文一致以最可能宽泛的方式进行解释。特别是，术语“包含”和“包括”应当解释为以非唯一的方式引用的要素、组分或步骤，显示出已引用的要素、组分或步骤可以存在、或利用、或和其它未清楚引用要素理、成分、步骤相结合。 

Claims (13)

1.改良的肥料材料，其包括：

分散剂，其包括与至少一种粉末共混的至少一种农用化学品，所述至少一种农用化学品包括硝化抑制剂，其中所述硝化抑制剂包括双氰胺，其中所述至少一种粉末包括非晶形的硅酸铝钠，

至少一种肥料颗粒，其用所述分散剂涂覆以形成至少一种肥料颗粒一分散剂粒子，和

顶涂覆材料，其施加在所述至少一种肥料颗粒一分散剂粒子上以形成所述改良的肥料材料。

2.根据权利要求1所述的改良的肥料材料，其中所述至少一种肥料颗粒包括氮肥、钾肥、磷肥、或其组合。

3.根据权利要求1所述的改良的肥料材料，其中所述至少一种肥料颗粒包括铵肥、尿素或其组合。

4.根据权利要求3所述的改良的肥料材料，其中所述铵肥包括硫酸铵。

5.根据权利要求1所述的改良的肥料材料，其中所述分散剂是所述至少一种农用化学品和至少一种粉末材料的干燥混合物，其适于将所述农用化学品在所述肥料颗粒上分散和铺展。

6.根据权利要求1所述的改良的肥料材料，其中所述顶涂覆材料包括蜡型除尘灰／防结块材料。

7.生产改良的肥料材料的方法，包括：

提供至少一种肥料颗粒，

提供分散剂，其包括与至少一种粉末共混的至少一种农用化学品，所述至少一种农用化学品包括硝化抑制剂，其中所述硝化抑制剂包括双氰胺，其中所述至少一种粉末包括非晶形的硅酸铝钠，

提供顶涂覆材料，

将分散剂施加到所述至少一种肥料颗粒上，从而形成至少一种肥料颗粒-分散剂粒子，和

将顶涂覆材料施加在所述至少一种肥料颗粒一分散剂粒子上，从而形成所述改良的肥料材料。

8.根据权利要求7的方法，其中所述至少一种肥料颗粒包括氮肥、钾肥、磷肥或其组合。

9.根据权利要求7的方法，其中所述至少一种肥料颗粒包括铵肥、尿素或其组合。

10.根据权利要求7的方法，其中所述至少一种肥料颗粒包括铵肥。

11.根据权利要求10的方法，其中所述铵肥包括硫酸铵。

12.根据权利要求7的方法，其中所述分散剂是至少一种农用化学品和至少一种粉末的干燥混合物，其适于将所述农用化学品在所述肥料颗粒上分散和铺展。

13.根据权利要求7的方法，其中所述顶涂覆材料包括蜡型除尘灰／防结块材料。

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