CN102276362A

CN102276362A - 高浓度复合肥

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Publication number: CN102276362A
Application number: CN2011102122724A
Authority: CN
Inventors: 吴金华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-07-28
Filing date: 2011-07-28
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2031-07-28
Also published as: CN102276362B

Abstract

本发明提供一种高浓度复合肥，由磷酸铵、碳酸氢铵、过磷酸钙、氯化钾、硫酸钾、尿素、硫酸铵、氯化铵和高龄土经过多次化学反应而制成，其各组份重量份额配比为：磷酸铵35、碳酸氢铵30、过磷酸钙20、氯化钾15、硫酸钾40、尿素50、硫酸铵10、氯化铵10、高龄土10（成核剂）。本发明配方设计独特，其N:P:K达到40.625:23.4:21.0；N+P+K=85.625%大大超过了45%的标准，其超过值为：40.625%；对土壤不酸碱化，不板结。其生产工艺独特：高塔喷浆，转毂成粒，二烘，二冷；其中在烘和冷的过程中，将进一步促进和完善复合物质的化学反应过程。

Description

高浓度复合肥

技术领域

本发明涉及复合肥，具体涉及一种高浓度复合肥。

背景技术

土壤是农业的基础，肥料是作物的“粮食”。化肥是当前粮食作物生产增长不可缺少的重要的物质支撑。复合肥具有养分含量高，副成分极少，且物理性状好等优点，对于平衡施肥，提高肥料利用率，促进作物高产稳产有着十分重要的作用。根据全国化肥试验网的测试结果：合理的氮、磷、钾配合，可使水稻增产40.8%，玉米增产46.1%，小麦增产56.6%，棉花增产48.6%，油菜籽增产64.4%，大豆增产17.9%。因此，发展高浓度复合肥势在必行。

目前，复合肥的发展具有三大优势：第一是多品种专用化，不同作物有不同的专用肥。第二是多功能药用化，将农药和化肥结合到一起，可起到多重效果的作用。第三是高浓度长效化，这种类型肥料的应用，减少了施肥用量，可提高肥料利用率，省工，省力，省时，提质增效。复合肥生产是国家鼓励发展的产业之一，其产品直接为农业生产服务，对发展农业，提高粮食和经济作物产量，有着重要的现实意义，符合国家产业政策调整和科学发展观的发展方向。目前，我国农作物生产多施用单质肥料，施肥中氮、磷、钾比例不平衡，土地板结，地力下降，施肥水平远远低于发达国家水平。

同时，化肥利用率远远低于世界先进水平。这既浪费了大量的财力，物力和资源，又造成了不应有的环境污染。近年来，各种长效专用复合（混）肥，具有营养全面、配比合理，针对性强、肥效期长、利用率高，作物增长幅度大等优点，有利于节约资源，降低农业生产成本，增加农民收入。

目前地产化肥不足需求的三分之一。大部分需从外省运入，运距远，运输费用高，增加了农业生产成本，而且供应也不及时，对农业发展存在潜在威胁。因此，实施高浓度复合肥项目，与单一组份尿素、合成氨等相比，可以获得更多的加工附加值，能为企业创造较好的经济效益，不仅促进企业自身的良性发展，而且可带动配套企业和相关产业的发展，使本企业在持续发展的同时，带动区域经济发展。

现有公知的复合肥配料及生产工艺所制得的颗粒复合肥一般N:P:K为15：15:15【这种配伍不适合农作物的生长需要】，众所周知：农作物从播种—收获，要经历：1，出苗期；2，拔节期；3，分孽期；4，灌浆期；而每一个生长期作物所需的养分是不相同的，特别是灌浆期，作物以N和P为主而K次之；作物利用N和P在光合作用下，合成：核糖核酸以及氨基酸供灌浆之用；而N:P:K=15：15:15复合肥，氮、磷、钾配比不平衡，容易造成土地板结，地力下降的问题，且肥效不好。本发明人，从1992年---1998年，历经七年时间，跑遍了全国31个省市和自治区，对各地的气候，土壤特性，相对湿度，主要的农作物种类，急需何种肥料……等等进行了深入细致的调查，并作了数百次的实验和试验；现已获得100%的成功！！

发明内容

本发明解决的技术问题是，克服现有复合肥氮、磷、钾比例不平衡，特别是酸碱浓度不合理，容易造成土地板结，地力下降的问题。

本发明采用的技术手段是：一种高浓度复合肥，其特征在于，主要由磷酸铵、碳酸氢铵，过磷酸钙、氯化钾、硫酸钾、尿素、硫酸铵、氯化铵和高龄土经过多次化学反应过程而制成，其各组份重量份额配比为:磷酸铵30～40、碳酸氢铵25～35，过磷酸钙15～25、氯化钾10～25、硫酸钾35～45、尿素35～60、硫酸铵10～15、氯化铵10～15、高龄土10～25；

其制备工艺包括如下步骤：

混料：配料：将固体原料经破碎后送入原料料斗并投入溶解槽，再加入一定比例的水和用内部的蒸汽盘管进行加热，温度控制在95—110℃，尿酸浓度为85%—95%；在混浆釜中加入引发剂过硫酸铵，在引发剂加入五分钟后，再加入聚合催化剂氨基磺酸；加入水的量保证总质量的液固比为1.25～1.30：1.00；

造粒：配料投入的原料和系统返料一起进入造粒机，返料比为1：3，在数控系统控制下喷入设定量的尿浆，同时喷入一定量的蒸汽，补充水分和热量，使物料达到合适的液固比，控制其总质量的液固比为1.25～1.30：1.00，在转毂造粒机的转动下团聚成粒，然后由输送皮带机送至干燥；

干燥：自造粒机出来的粒化物料送入第一干燥窑烘烤19分钟后，由皮带输送机再送入第二干燥窑，进行二次干燥；第一干燥窑的进气温度120—135℃，出口温度＜70℃，物料停留时间为19分钟，出口物料水分＜2%;第二干燥窑的进气温度为60—90℃出口物料水分＜1.5%；

冷却：从第二干燥烘干窑出来的物料产品水分＜1.5%，进入两次冷却窑连续冷却；物料在冷却窑中冷却时间为18分钟；第二次冷却后物料（温度＜20℃）其水分＜1.4%；经筛分送包膜机包膜；

包膜：包膜剂由油和胺片配制，比例为5～8：1，油槽温度控制在90℃±5℃包膜后的成品送至自动包装机进行包装。

进一步说明，其各组份重量份额配比为磷酸铵35kg,其中N：7.595kg , P:18.8125kg；碳酸氢铵30Kg其中N:5.10Kg；过磷酸钙20kg其中P：4.56kg；氯化钾15kg其中K：3.09kg；硫酸钾40kg，其中钾K：17.92kg；尿素50kg，其中N：23.25kg；硫酸铵10kg，其中N：2.28kg；氯化铵10kg，其中N：2.4kg；高龄土10kg（成核剂），9种物料的总营养成分【其中：N:40.625kg , P:23.3725kg , K:21.01kg】；

【N+P+K=85.625%】。

相比现有技术，本发明具有如下优点：

本发明综合考虑了酸碱浓度的平衡问题，根据实测：其【PH=6.8～7.8】；而植物（包含农作物）生长最佳的酸碱浓度为：【PH=6.00～8.00】；因为，任何作物它自身就有对酸碱调解，平衡的功能；如果PH=7，这样作物就很难吸收；肥效作用不大；而PH=6.8～7.8，正好处于最佳值；同时，本复合肥养分含量高，副成分极少，且物理性状好，对于平衡施肥，是提高肥料利用率的一种高浓度复合肥。

本发明配方设计独特：N:P:K=40.6:23.4:21.0；N+P+K=85.625%大大超过了45%的标准，其超过值为：40.625%；对土壤不酸碱化，不板结【PH=6.8～7.8】；对农作物没有单一施用无机化肥所带来的负面影响，无公害污染。通过二次或多次的化学反应使其生成高浓度复合肥，其生产工艺独特：高塔喷浆，转毂成粒，二烘，二冷；其中在烘和冷的过程中，将进一步促进和完善复合物质的化学反应过程。其化学反应：1，置换反应；2，复分解反应；3，中和反应；4，分子或分子团裂变聚合反应；最后的PH=6.8～7.8；更加适合于作物生长的需要【PH=6～8】的范围！！

并且，本发明的性能达到如下指标：

（1）高浓度：产品养分（N+P₂O₅+K₂O）可达48%以上，而今已达到【N+P₂O₅+K₂O】=85.625%；

（2）高氮含量：一般情况下该产品“N”素达15%，甚至可达20%。而本配方设计：“N”:40.625;

（3）高强度：本产品检测水分为1.4%，低于国标（2.0%）其抗压强度达到：18N；

（4）低氯含量：高浓度尿基复合肥含氯14.45%，而相同养分含量氯化铵系复合肥含氯为36.5%，若用硫酸钾代替氯化钾，可生产无氯复合肥。而本配方设计氯的含量＜2%；

（5）低缩二脲含量：该产品的缩二脲含量为0.76%，符合国标尿素一等品缩二脲＜1.00%的标准。

（6）缓释性：高浓度尿基复合肥与氯化铵复合肥相比，在60h内溶出率低20.7%，溶解性低23.2%，有明显的长效功能。

具体实施方式

具体实施例配方

本发明尿基复合肥是用：磷酸铵（NH₄）PO₄，尿素Co（NH₂）₂，碳酸氢铵NH₄C0₃，磷酸二氢铵NH₄H₂P0₄和氯化铵NH₄CL等为氮源，再配以氯化钾KCL，硫酸钾K₂SO₄，高岭土AI₂（SiO₂O₅）·（OH）₄（此为成核剂）等基础肥料作为原料进行二次或多次化学反应过程，加工制取的，高浓度氮，磷，钾多元复合肥，常做的生产方法有：挤压法、团粒法、料浆法、熔体法等。其中常规团粒法和料浆法最为常用，而采用作为一种复合肥生产新工艺的熔体塔式造粒法生产尿基复合肥具有其它生产办法无可比拟的优势。与团粒法、料浆法等其它的几种尿基复合肥的生产方法相比，熔体造粒法在各方面的优势仍是十分明显，其生产的尿基复合肥能达到较高的均匀粒度，和均衡水分、养分，这是采用其它方法很难实现的。作为一种复合肥的生产新工艺，对于提高国内复合肥生产的整体技术水平起到了积极的促进作用。

尿基复合肥是用磷酸铵（NH₄）₃PO₄，尿素Co（NH₂）₂，碳酸氢铵NH₄C0₃，磷酸二氢铵NH₄H₂PO₄；和氯化铵NH₄CL为氮源，再配以氯化钾KCL，硫酸钾K₂SO₄，以及高岭土AI₂（SiO₂O₅）·（OH）₄（成核剂）等基础肥料作为原料进行二次和多次的化学反应过程而加工制取的，高浓度氮，磷，钾多元复合肥，常做的生产方法有：挤压法、团粒法、料浆法、熔体法等。其中常规团粒法和料浆法最为常用，而采用作为一种复合肥生产新工艺的熔体塔式造粒法生产尿基复合肥具有其它生产办法无可比拟的优势，正在成为目前国内复合肥生产领域中的一项热门技术。

本发明工艺流程包括：

1、磷钾肥及填充料等原料分别送入生产线各自道口，由计算机控制配料秤进行自动配料。

固体原料经破碎后送入原料料斗，经计算机控制配料秤按配比投入溶解槽。溶解槽由数控系统控制加入一定比例的水（保证其总质量的液固比：1.25～1.30：1.00）和用内部的蒸汽盘管进行加热，温度控制在95～110℃，尿酸浓度为85%～95%（质量分数，下同）。

2、配料岗位投入的原料和系统返料一起进入造粒机，返料比为1：3，在数控系统控制下喷入设定量的尿浆，同时喷入一定量的蒸汽，补充水分和热量，使物料达到合适的液固比，在转鼓造粒机的转动下团聚成粒，然后由输送皮带机送至干燥岗位。此造粒工艺利用了尿浆的液相、低水分、高粘性特点使物料成粒，造粒机出口物料水分由6%降到4%，大大降低了干燥负荷。复合肥在造粒过程中是通过设置在造粒机内的数个喷头，将尿浆均匀喷洒、涂覆、包裹在固体物料表面，随着物料的转动团聚成粒，因物料颗粒是随着喷浆涂布不断长大，形成合适的肥料颗粒，所以，产品的抗压强度（＞18N牛顿），缓释性好。

3、自造粒机出来的粒化物料送入1#干燥窑后，再送入2#干燥窑，进行二次干燥。1#干燥窑的进气温度120—135℃，出口温度＜70℃，物料停留时间为19min，出口物料水分＜2%;2#干燥窑的进气温度为60—90℃出口物料水分＜1.5%，干燥所需的热气由高效节能炉提供，每吨复合肥干燥煤耗仅8kg，而普通燃烧炉为20kg，提高能效60%。并在煤中加入石灰石即碳酸钙CaCO₃,其化学反应过程：

C₁₃₅H₉₆O₉NS+CaCO₃

CaSO₃↓+Ca(OH)₂↓+H₂O↑+SO₂↑+N0_X↑+CO↑

经过这样处理，没有有害气体污染环境！

4、从2#窑出来的物料已达到产品水分要求，进入冷却窑冷却【经两次冷却】。第二次冷却后物料（温度＜20℃）经筛分送包膜机包膜。包膜剂由油和胺片配制，比例为5—8：1，油槽温度控制在90℃±5℃包膜后的成品送至自动包装机进行包装。

本发明工艺过程中，包括但不限于下列化学反应：

A、置换反应：

（NH₄）₃PO₄+KCL→ NH₄CL+ K₃PO₄；

B、复分解反应：

CN₂H₄O+KCL→NH₄CL+K₂O

CO（NH₂）₂+K₂SO₄→（NH₄）₄SO₄+K₂O

Ca（H₂PO₄）₂·H₂O+（NH₄）₂SO₄→CaSO₄+（NH₄）₃PO₄+H₂O

NH₄CL+CO（NH₂）₂→（NH₄）H₂CL+H₂0

C、中和反应

K₂SO₄+Ca（H₂PO₄）₂·H₂O→CaSO₄+K₃PO₄+H₂O

KCL+NH₄H₂PO₄→NH₄CL+K₃PO₄+H₂O

D、裂变反应

NH₄H₂PO₄+（NH₄）₂S₂O₈→PO₄ ^-+NH₄ ⁺+H⁺+SO₄ ^-

（NH₄）₃PO₄+（NH₄）₂S₂O₈→NH₄ ⁺+PO₄ ^-+H⁺+SO₃ ^-

E、聚合反应

PO₄ ^-+NH₄ ⁺+H⁺+SO^- ₄+NH₄HCO₃→（NH₄）₃PO₄+NH₄CO₃

NH₄ ⁺+PO^- ₄+H⁺+CO^- ₃+NH₄HCO₃→（NH₄）₃H₂PO₄+（NH₄）₃H₂CO₃

本发明生产工艺中:

1)在9种单质原料料浆搅拌反应釜中，加入引发剂：过硫酸铵（NH₄）₂S₂0₈，目的是：使9种单质物质的分子链解体，它们的化学键，共价键，断裂；使之成为游离态的分散离子；

2)在加入引发剂搅拌反应5分钟后，再加入聚合催化剂，氨基磺酸，H₃NS0₃.再继续搅拌5分钟，目的是：经过一系列的化学反应，反应釜内就已生成一种新物质的新的分子和分子团，已生成一种新物质--【高浓度复合肥】；

3)过硫酸铵，氨基磺酸，在反应过程中，以及反应过后其本质并没有发生变化；这两种物质（本身就是一种特殊的农药，按农药：水=1：85的比例配比，可直接对蔬菜，瓜果喷洒）具有双重功效！！

本发明配方设计独特：N:P:K=40.6:23.4:21.0；N+P+K=85.625%大大超过了45%的标准，其超过值为：40.625%；对土壤不酸碱化，不板结【PH=6.8～7.8】；本发明产品在气温环境25℃，每升水500g高浓度复合肥浓度条件下；实测结果：其【PH=6.8～7.8】；对任何土壤（不管酸性土壤或碱性土壤）对任何作物其中包含对农作物没有单一施用无机化肥所带来的负面影响，无公害污染。因为任何土质，任何作物所需要的酸碱浓度是：PH=6～8的范围内；通过二次或多次的化学反应使其生成高浓度复合肥，对农作物没有单一施用无机化肥所带来的负面影响，无公害污染。

Claims

1.一种高浓度复合肥，其特征在于，主要由磷酸铵、碳酸氢铵，过磷酸钙、氯化钾、硫酸钾、尿素、硫酸铵、氯化铵和高龄土经过多次化学反应过程而制成，其各组份重量份额配比为:磷酸铵30～40、碳酸氢铵25～35，过磷酸钙15～25、氯化钾10～25、硫酸钾35～45、尿素35～60、硫酸铵10～15、氯化铵10～15、高龄土10～25；

其制备工艺包括如下步骤：

干燥：自造粒机出来的粒化物料送入第一干燥窑烘烤19分钟后，由皮带输送机再送入第二干燥窑，进行二次干燥；第一干燥窑的进气温度120—135℃，出口温度﹤70℃，物料停留时间为19分钟，出口物料水分＜2%;第二干燥窑的进气温度为60—90℃出口物料水分﹤1.5%；

2.根据权利要求1所述高浓度复合肥，其特征在于，其各组份重量份额配比为磷酸铵35kg,其中N：7.595kg , P:18.8125kg；碳酸氢铵30Kg，其中N：5.10Kg；过磷酸钙20kg其中P：4.56kg；氯化钾15kg其中K：3.09kg；硫酸钾40kg，其中钾K：17.92kg；尿素50kg，其中N：23.25kg；硫酸铵10kg，其中N：2.28kg；氯化铵10kg，其中N：2.4kg；高龄土10kg（成核剂），9种物料的营养成分，共计含量为N+P+K=85.625%，其中，N:40.625kg , P:23.3725kg , K:21.01kg。

3.根据权利要求1所述高浓度复合肥，其特征在于，引发剂为过硫酸铵其加入量为总质量的2%；聚合催化剂为氨基磺酸，加入量为总质量的2%。