CN101948352A - 制备缓释化肥的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明制备缓释化肥的方法属于把化肥嵌合在载体孔隙中的制备缓释化肥的方法，特别是在石粉膨化的多孔微珠的孔隙中嵌入化肥的量大于现有嵌入化肥量的制备缓释化肥的方法。将石粉膨化的多孔微珠放置在已抽成真空的真空溶器中，将石粉膨化的多孔微珠的孔隙中的气体吸出后停止抽真空，向真空溶器中注入化肥，把石粉膨化的多孔微珠和化肥混合均匀，逐渐降低真空度至常压状态，使化肥尽可能多的被吸进到石粉膨化的多孔微珠的孔隙之中，成为缓释化肥初品。优点：本发明比现在简单把石粉膨化的多孔微珠和化肥混合只增加了抽真空工艺和成本，但使化肥在土壤中的可利用时间延长，增加化肥利用率，减少了化肥污染。
Description
技术领域
本发明属于把化肥嵌合在载体孔隙中的制备缓释化肥的方法，特别是在石粉膨化的多孔微珠的孔隙中嵌入化肥的量大于现有嵌入化肥量的制备缓释化肥的方法。
背景技术
化肥即化学肥料大都具有易被水溶解的性质，在土壤中就易被雨水溶解而随水流流失，造成水库和河流的水被污染而土壤中肥料损失的两种不利后果。
中国专利91102939.7，01143467.8分别都公开了用膨胀珍珠岩作为载体，用膨胀珍珠岩的孔隙嵌合化肥形成缓释肥的技术。但都是把膨胀珍珠岩与化肥混合均匀及可，膨胀珍珠岩的孔隙(包括空心球内空)中嵌入的化肥很少，而且化肥也仅嵌合在孔隙表面，不能充分利用膨胀珍珠岩大量孔隙防止化肥流失的作用。
发明内容
本发明的目的是提供充分利用石粉膨化的多孔微珠的孔隙(包括空心球内空)嵌入尽量多的化肥方法，特别是把化肥嵌入在孔隙的更深处的方法。
本发明的构思：现在用石粉膨化的多孔微珠的孔隙填入化肥都是简单混合，由于石粉膨化的多孔微珠的孔隙小，而孔隙中有气体，化肥不易排除孔隙中的气体而进入微珠孔隙。抽真空是排除微珠孔隙中的气体的方法，特别是在加热状态抽真空，能快速排除孔隙中的气体的方法，使化肥更易进入石粉膨化的多孔微珠的孔隙，而且能使化肥更深的进入到孔隙之中。特别是对于中间是空的中空性石粉膨化的多孔微珠，如珍珠岩在1100℃左右膨化成的玻化的多孔微珠，具有在负1.0Mpa的压强的真空条件下，体积缩小30％～50％的特性，当压强逐渐回到常压即一个大气压强的过程中，微珠体积又吸气重新增大体积，在吸气增加体积时，就把化肥吸入到微孔之中、吸入到内空的空间之中，成为石粉膨化的多孔微珠为骨架，孔隙中填有尽量多化肥的嵌合结构，成为缓释性化肥。由于孔隙中填有尽量多的化肥后，水不易与化肥接触，化肥就不易被水溶解流失，而植物的根在接触到缓释性化肥又能吸收嵌合结构中的化肥，从而使有石粉膨化的多孔微珠和化肥的嵌合物成为缓释物，即成为化肥的缓慢性溶解释放物，即缓释化肥。
本发明是这样实现的：
制备缓释化肥的方法，包括石粉膨化的多孔微珠和化肥，其特征在于：将石粉膨化的多孔微珠放置在已抽成真空的真空溶器中，将石粉膨化的多孔微珠的孔隙中的气体吸出后停止抽真空，向真空溶器中注入化肥，把石粉膨化的多孔微珠和化肥混合均匀，逐渐降低真空度至常压状态，使化肥尽可能多的被吸进到石粉膨化的多孔微珠的孔隙之中，成为缓释化肥初品。在本技术中方案中，化肥应是粒径小于0.5毫米的粉状化肥或液体化肥，粉状化肥粒径越小越好，以便能在真空环境中进到多孔微珠的孔隙中。
所述石粉为珍珠岩粉、蛭石、黑耀岩的某一种或几种的混合物；石粉在被加热到1000℃～1300℃体积膨胀得多孔微珠；石粉膨化的多孔微珠的粒经为0.3～1.5毫米，容重为40～150公斤/立方米。也就是膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、膨胀黑耀岩等，只有表面有大量孔隙、容重达要求的多孔微珠，或称为玻化微珠都可作为石粉膨化的多孔微珠，即作为缓释化肥的载体。
石粉膨化的多孔微珠在真空环境中，孔隙中的气体被充分吸出后才向真空溶器中注入化肥。但吸出孔隙中的气体的时间和程度控制原则是：当石粉膨化的多孔微珠减小的体积在恢复到常压状态时，其减小的体积至少能恢复50％时，向真空溶器中注入化肥。例如原1.00立方米石粉膨化的多孔微珠被抽真空到体积只有0.60立方米状态(多孔微珠的体积缩小40％)，当恢复到常压状态时，体积至少能恢复到0.80立方米状态(体积缩小0.4立方米*恢复50％＝0.2立方米，0.2立方米+0.6立方米＝0.8立方米)，则多孔微珠被抽到体积为0.60立方米状态时停止继续抽真空。因为多孔微珠在被抽真空时体积缩小后要能在回到常压时可恢复体积，才能有孔隙体积去嵌合肥料。如果把多孔微珠抽真空到体积不能回弹的状态，多孔微珠抽真空缩小的体积就不能作为嵌合肥料之用，则抽真空就没有意义。多孔微珠的形状是有弹性限度的，一定要在多孔微珠的弹性限度以内抽真空，而且在弹性限度以内的减小的体积至少能恢复50％时，停止抽真空。不同的石粉膨化的多孔微珠在被抽真空缩小体积的弹性限度不同，则对不同的石粉膨化的多孔微珠抽真空的时间和真空度不同，但都要尽可能的多抽真空，在后续步骤中，才能使肥料能尽量多的嵌入到多孔微珠的孔隙之中。
将石粉膨化的多孔微珠放置在真空溶器中的最大真空度为负0.5～负2.5Mpa的压强。应根据不同石粉膨化的多孔微珠的机械强度，选择最大真空度的压强，以达到尽量快又尽量多的吸出多孔微珠中的空气，又不因抽真空使其多孔微珠破碎损坏，而尽量保持其多孔微珠原有结构，并保证至少有50％的回弹体积能力。一般多孔微珠的孔隙越小、机械强度越高、可用的抽真空度越高；但孔隙越小、化肥越不易嵌入孔隙中。在将石粉膨化的多孔微珠和化肥混合，并逐渐恢复到常压状态，待多孔微珠的体积已尽量恢复后，可适应增加真空溶器中的气体正压强，把化肥压进多孔微珠的孔隙之中。一般这个步骤的气体压强为一个大气压～正1.0Mpa的压强。
所述将石粉膨化的多孔微珠放置在真空溶器中抽真空过程中，使石粉膨化的多孔微珠在70度～300度环境中被抽真空，停止抽真空后，将环境温度降在70℃～150℃条件下，向真空溶器中注入化肥，把石粉膨化的多孔微珠和化肥混合均匀，逐渐降低真空度至常压状态。这是在70℃～300℃加温状态下抽真空的方法，目的在于可使多孔微珠中的气体膨胀，加快抽真空的时间，又可在70℃～130℃条件下注入化肥混均匀后，从70℃～130℃温度下降到室温过程中，多孔微珠的孔隙深处气体收缩产生负压，自动吸入化肥，以便嵌入更多的化肥在孔隙深处，提高对化肥的缓释效果。
本发明指的化肥是用于植物生长的粒径小于0.5毫米的粉状化肥或液体化肥。如果化肥粒径大于0.5毫米，应先进行粉碎、磨细到粒径小于0.5毫米侍用。
本发明指的化肥是氮肥、磷肥、钾肥和复合肥的某一种或者其混合物。
氮肥可以是尿素、硝酸铵、氯化铵、碳酸铵、硫酸铵的某一种或者其混合物。还可是其它氮肥。
磷肥可以是磷酸二铵、磷酸一铵、过磷酸钙的某一种或者其混合物。还可是其它磷肥。
钾肥可以是氯化钾、硫酸钾的某一种或者其混合物。还可是其它钾肥。
复合肥可以是硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁的某一种或者其混合物。还可是其它复合肥。
还可增加对石粉膨化的多孔微珠和化肥嵌合体外表进行外包裹的步骤，如下：
在化肥被尽量多的嵌合在石粉膨化的多孔微珠的孔隙中后，即在上述化肥尽可能多的进入到石粉膨化的多孔微珠的孔隙之中后，在搅拌状态，向石粉膨化的多孔微珠和化肥混合物中加入胶体，造粒成为缓释化肥成品。本步骤可在连续流化床中进行，也可就在真空容器中进行，在真空容器中进行时，可在常压状态进行外包裹胶体。
所述胶体是现有技术用于缓释肥外层包裹的物质的溶液。就是说要用液体状态的缓释肥外层包裹的物质，最好是用高压喷雾的方式把胶体喷在石粉膨化的多孔微珠和化肥嵌合体外表进行外包裹，减少土壤流水对肥料溶解而损失肥料。
缓释肥外层包裹的物质色包括松香、羧甲基纤维素钠、制草污泥、骨胶、泥炭、硅藻土、烷基型疏水剂十二烷基二甲基胺、丙烯酸、聚乙烯醇、磷酸铝、焦磷酸铝、磷酸二氢铝、磷酸氢二铝、三聚磷酸铝、聚尿醛、聚氨脂、石腊、羟丙基淀粉、脲素-甲醛树脂、乙基纤维素、丁基纤维素的某一种或者其几种的混合物。
本发明的优点：用对石粉膨化的多孔微珠环境真空的变化，促进化肥尽量多的被吸进到石粉膨化的多孔微珠的孔隙(包括空心球内空)中，即充分利用石粉膨化的多孔微珠的载体功能，又使化肥在特别的物理空间中更不易被土壤流动水溶解，流失，即有缓释化肥、充分利用化肥资源、减少浪费，又减少化肥对水库和江河的污染。
本发明比现在简单把石粉膨化的多孔微珠和化肥混合只增加了抽真空工艺和成本，但使化肥在土壤中的可利用时间延长，增加化肥利用率，减少了化肥污染。在化肥被利用完后，石粉膨化的多孔微珠在土壤中还有改善土壤透气性，再吸进土壤营养成分缓释的重复利用效果。
具体实施方式
实施例1、常温下制备氯化钾缓释化肥的方法
制多孔微珠：在膨化炉的上面匀速的倒入珍珠岩粉，膨化炉内的温度为1000℃～1300℃，从膨化炉下面落出的是膨胀珍珠岩可粒，冷却后成为石粉膨化的多孔微珠，或称玻化微珠，或称膨胀珍珠岩，或称膨化珍珠岩。膨化珍珠岩粒经为0.3～1.5毫米，容重为120～130公斤/立方米。
制粉状化肥：化肥是氯化钾粉，氯化钾粉粒径小于0.5毫米的粉状物。
常温嵌合：把真空溶器抽成真空度为负1.5Mpa的压强后，向真空溶器中注入膨化珍珠岩，搅拌膨化珍珠岩抽真空，使真空度稳定在负1.3Mpa的压强5分钟停止抽真空，即待石粉膨化的多孔微珠的孔隙中的气体吸出后停止抽真空，真空溶器中全部膨化珍珠岩的体积只有原体积的60％后。向真空溶器中注入化肥氯化钾粉，把氯化钾粉和膨化珍珠岩混合均匀后，在搅拌状态逐渐降低真空度至常压状态，真空溶器中全部膨化珍珠岩的体积恢复成原体积的95％，使化肥氯化钾粉尽可能多的被吸进到石粉膨化的多孔微珠的孔隙之中，成为氯化钾缓释化肥初品。
实施例2、高温法制备氯化钾缓释化肥的方法
制多孔微珠：在膨化炉的上面匀速的倒入黑耀岩粉，膨化炉内的温度为1100℃～1300℃，从膨化炉下面落出的是膨胀黑耀岩可粒，冷却后成为石粉膨化的多孔微珠，或称玻化微珠，或称膨胀黑耀岩，或称膨化黑耀岩。膨化黑耀岩粒经为0.3～1.5毫米，容重为100～110公斤/立方米。
制粉状化肥：同于实施例1。
加温嵌合：在120℃～150℃环境中被抽真空，把真空溶器抽成真空度为负1.2Mpa的压强后，向真空溶器中注入玻化微珠，搅拌玻化微珠，使真空度稳定在负1.0Mpa的压强10分钟停止抽真空，即待石粉膨化的多孔微珠的孔隙中的气体吸出后停止抽真空，真空溶器中全部玻化微珠的体积只有原体积的60％后。向真空溶器中注入化肥氯化钾粉，把氯化钾粉和玻化微珠混合均匀后，在搅拌状态逐渐降低真空度至常压状态，同时逐渐降低温度到常温，真空溶器中全部玻化微珠的体积恢复成原体积的95％，使化肥氯化钾粉尽可能多的被吸进到石粉膨化的多孔微珠的孔隙之中，成为氯化钾缓释化肥初品。
实施例3、高温法制备氯化钾缓释化肥的方法
在实施例2获得氯化钾缓释化肥初品后，向真空溶器中加入重量比为5‰的焦磷酸铝胶体液，在搅拌状态造粒、干燥成为缓释化肥成品。
实施例4、常温下制备氯化钾和过磷酸钙复合缓释化肥的方法
制多孔微珠：同于实施例1。容重为70～100公斤/立方米。
制粉状化肥：用粒径小于0.5毫米的粉状氯化钾和过磷酸钙混合均匀成复合肥。氯化钾和过磷酸钙混合重量比按不同用途确定。
常温嵌合：把真空溶器抽成真空度为负1.8Mpa的压强后，向真空溶器中注入膨化珍珠岩，搅拌膨化珍珠岩，使真空度稳定在负1.5Mpa的压强8分钟停止抽真空，即待石粉膨化的多孔微珠的孔隙中的气体吸出后停止抽真空，真空溶器中全部膨化珍珠岩的体积只有原体积的50％后。向真空溶器中注入氯化钾和过磷酸钙混合均匀成复合肥粉，把复合肥粉和膨化珍珠岩混合均匀后，在搅拌状态逐渐降低真空度至常压状态，真空溶器中全部膨化珍珠岩的体积恢复成原体积的90％，使复合肥粉尽可能多的被吸进到石粉膨化的多孔微珠的孔隙之中，成为复合肥缓释化肥初品。
实施例5、高温法制备氯化钾和过磷酸钙复合缓释化肥的方法
制多孔微珠：同于实施例4。
制粉状化肥：同于实施例4。
加温嵌合：在250℃～300℃环境中被抽真空，把真空溶器抽成真空度为负1.0Mpa的压强后，向真空溶器中注入膨化珍珠岩，搅拌膨化珍珠岩，使真空度稳定在负0.5Mpa的压强20分钟停止抽真空，即待石粉膨化的多孔微珠的孔隙中的气体吸出后停止抽真空，真空溶器中全部膨化珍珠岩的体积只有原体积的65％后。真空溶器内温度降到100℃～110℃，向真空溶器中注入氯化钾和过磷酸钙混合均匀成复合肥粉，把复合肥粉和膨化珍珠岩混合均匀后，在搅拌状态逐渐降低真空度至常压状态，同时逐渐降低温度到常温，真空溶器中全部膨化珍珠岩的体积恢复成原体积的95％，使复合肥粉尽可能多的被吸进到石粉膨化的多孔微珠的孔隙之中，成为复合肥粉缓释化肥初品。
实施例6、高温法制备氯化钾和过磷酸钙复合缓释化肥的方法
在实施例5获得氯化钾缓释化肥初品后，向真空溶器中加入重量比为5‰的丁基纤维素胶体液，和重量比为3‰的石腊胶体液的这两种混合胶体液，在搅拌状态造粒、干燥成为缓释化肥成品。
实施例7、常温下制备尿素缓释化肥的方法
制多孔微珠：同于实施例1
制粉状化肥：把尿素磨成粒径小于0.5毫米的粉状物。
常温嵌合：把真空溶器抽成真空度为负2.0Mpa的压强后，向真空溶器中注入膨化珍珠岩，搅拌膨化珍珠岩，使真空度稳定在负1.6Mpa的压强5分钟停止抽真空，即待石粉膨化的多孔微珠的孔隙中的气体吸出后停止抽真空，真空溶器中全部膨化珍珠岩的体积只有原体积的60％后。向真空溶器中注入化肥尿素粉，把尿素粉和膨化珍珠岩混合均匀后，在搅拌状态逐渐降低真空度至常压状态，真空溶器中全部膨化珍珠岩的体积恢复成原体积的85％，使化肥尿素粉尽可能多的被吸进到石粉膨化的多孔微珠的孔隙之中，成为尿素缓释化肥初品。
同样可用有硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁的复合肥代替尿素进行上述步骤，制成尿素缓释化肥初品。
实施例8、高温法制备尿素缓释化肥的方法
在实施例7获得尿素缓释化肥初品后，向真空溶器中加入重量比为丙烯酸∶聚尿醛∶三聚磷酸铝＝1∶2∶1的混合液，混合液的浓度为按重量比5‰。在搅拌状态造粒、干燥成为缓释化肥成品。
Claims (10)
1.制备缓释化肥的方法，包括石粉膨化的多孔微珠和化肥，其特征在于：将石粉膨化的多孔微珠放置在已抽成真空的真空溶器中，将石粉膨化的多孔微珠的孔隙中的气体吸出后停止抽真空，向真空溶器中注入化肥，把石粉膨化的多孔微珠和化肥混合均匀，逐渐降低真空度至常压状态，使化肥尽可能多的被吸进到石粉膨化的多孔微珠的孔隙之中，成为缓释化肥初品。
2.根据权利要求1所述的制备缓释化肥的方法，其特征在于：所述石粉为珍珠岩粉、蛭石、黑耀岩的某一种或几种的混合物；石粉在被加热到1000℃～1300℃体积膨胀得多孔微珠；石粉膨化的多孔微珠的粒经为0.3～1.5毫米，容重为40～150公斤/立方米。
3.根据权利要求1所述的制备缓释化肥的方法，其特征在于：所述在真空状态下，当石粉膨化的多孔微珠减小的体积在恢复到常压状态时，其减小的体积至少能恢复50％时，向真空溶器中注入化肥。
4.根据权利要求1所述的制备缓释化肥的方法，其特征在于：将石粉膨化的多孔微珠放置在真空溶器中的最大真空度为负0.5～负2.5Mpa的压强。
5.根据权利要求3或4所述的制备缓释化肥的方法，其特征在于：将石粉膨化的多孔微珠放置在真空溶器中抽真空过程中，使石粉膨化的多孔微珠在70度～300度环境中被抽真空，停止抽真空后，将环境温度降在70度～150度条件下，向真空溶器中注入化肥，把石粉膨化的多孔微珠和化肥混合均匀，逐渐降低真空度至常压状态。
6.根据权利要求1所述的制备缓释化肥的方法，其特征在于：化肥是用于植物生长的粒径小于0.5毫米的粉状化肥或液体化肥。
7.根据权利要求1所述的制备缓释化肥的方法，其特征在于：化肥是氮肥、磷肥、钾肥和复合肥的某一种或者其混合物。
8.根据权利要求1至8任何一项所述的制备缓释化肥的方法，其特征在于：所述化肥尽可能多的进入到石粉膨化的多孔微珠的孔隙之中后，在搅拌状态，向石粉膨化的多孔微珠和化肥混合物中加入胶体，造粒成为缓释化肥成品。
9.根据权利要求8所述的制备缓释化肥的方法，其特征在于：所述胶体是现有技术用于缓释肥外层包裹的物质的溶液。
10.根据权利要求9所述的制备缓释化肥的方法，其特征在于：缓释肥外层包裹的物质色包括松香、羧甲基纤维素钠、制草污泥、骨胶、泥炭、硅藻土、烷基型疏水剂十二烷基二甲基胺、丙烯酸、聚乙烯醇、磷酸铝、焦磷酸铝、磷酸二氢铝、磷酸氢二铝、三聚磷酸铝、聚尿醛、聚氨脂、石腊、羟丙基淀粉、脲素-甲醛树脂、乙基纤维素、丁基纤维素的某一种或者其几种的混合物。
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