CN102731198A

CN102731198A - 一种高塔熔体造粒工艺生产有机-无机复混肥料的方法

Info

Publication number: CN102731198A
Application number: CN2012101701936A
Authority: CN
Inventors: 潘有理; 廖威
Original assignee: Xuzhou Batian Ecology Co Ltd
Current assignee: Xuzhou Batian Ecology Co Ltd
Priority date: 2012-05-28
Filing date: 2012-05-28
Publication date: 2012-10-17

Abstract

本发明是一种高塔熔体造粒工艺生产有机-无机复混肥料的方法，包括经预处理后的有机原料进入高塔混合器中与熔融的尿浆熔液、氮素原料、钾素原料、填充料、磷素原料、功能材料混合、交联、活化后进入料浆乳化机进行乳化，经乳化后的料浆直接进入高塔造粒机喷洒成粒，所得颗粒经冷却、筛分、表面处理工序得到高塔有机-无机复混肥料。该肥料有机质质量百分含量为20~30%，无机养分质量百分含量为30~35%，水分质量百分含量为0.5～5.0%。采用本发明方法生产的肥料粒径光圆、通透、强度高、不易粉化，生产过程耗能低，清洁环保，属国家低碳农业发展战略范畴。

Description

一种高塔熔体造粒工艺生产有机-无机复混肥料的方法

技术领域

本发明涉及一种高塔熔体造粒工艺生产有机-无机复混肥料的方法。

背景技术

近年来，化肥的长期过量施用造成了土壤板结、环境污染、农产品品质下降，再加上化肥价格快速上涨，安全、环保、绿色的有机肥料再次引起人们的关注，市场需求不断增加。

我国有机肥资源很广泛，主要是工业、农业、生活三方面废弃物。目前，这三个方面的有机质源都没被很好的利用，全国每年产生的各种有机废物超过50亿吨，其中蕴含着大量的有机质和氮磷等植物必须的营养物质，大量的有机肥资源被大量地丢弃和浪费，转变为有机废物。

现有技术中一般采用常规转筒、圆盘喷浆包裹工艺生产有机无机复合肥，产能低，吨肥能耗成本高，产品溶解性差、水分大，有效营养成分少，物流运输成本高。现有技术中也有采用高塔熔体造粒生产有机-无机复合肥的，但由于技术原因，大多数生产的产品有机质含量不足10%，仍是以无机养分为主，有机养分为辅。固体比例大、固液比例失衡是影响高塔熔体造粒的技术难题，同时有机原料含杂质多、疏松多孔、水分高等因素也是影响高塔熔体造粒关键因素。

因此，有必要对现有的高塔熔体造粒技术进行改进。

发明内容

本发明旨在克服上述技术中存在的问题，提供一种能生产含有农作物所需的氮、磷、钾三种主要营养元素和其它中微量元素的绿色环保有机-无机复混肥料的生产方法。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种高塔熔体造粒工艺生产有机-无机复混肥料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a）将有机原料进行预处理；

b）将尿素加入熔融槽并加热熔融，得到尿素熔融液；

c）将预处理后的有机原料和尿素熔融液通入一级混合器，并加入无机原料和填充料进行一级混合；

d）经一级混合后的混合物通入高塔第二级混合器中，进行二级混合，制成流动性固溶体混合物；

e）将流动性固溶体混合物通入料浆乳化机进行乳化，得到流动性乳化料浆；

f）将流动性乳化料浆通入高塔造粒机喷浆造粒；

g）将步骤f所得的颗粒经冷却、筛分、表面处理后即可得到有机-无机复混肥料。

优选的，所述的有机肥料包括有机质土、泥炭土、草炭和粉煤灰中的一种以上；

所述的无机原料包括氮素原料、磷素原料和钾素原料；

所述氮素原料包括氯化铵、硫酸铵中的一种以上；

所述磷素原料包括磷酸一铵、钙镁磷肥、重钙和普钙中的一种以上；

所述钾素原料包括硫酸钾、氯化钾、磷酸二氢钾和硝酸钾中的一种以上。

优选的，所述填充料包括粘土、凹凸棒土、沸石粉和白云石粉中的一种以上；

所述功能材料包括微量元素、增效剂和缓释材料中的一种以上；

所述微量元素包括硫化合物、锰化合物、钼化合物、锌化合物、铁化合物、铜化合物和硼化合物中的一种以上；

所述增效剂包括聚天冬氨酸、复硝酚钠、高纯度α-萘乙酸钠中的一种以上；

所述缓释材料包括脲酶抑制剂、硝化抑制剂和纳米缓释剂中的一种以上。

其中，所述的流动性乳化料浆的颗粒直径小于1mm。

乳化料浆颗粒直径小于1mm能使料浆顺利通过高塔造粒机不堵塞喷头，影响造粒。

优选的，尿素∶无机原料∶有机原料∶填充料∶功能材料的重量比为（40～71）∶（19~0）∶（28~40）∶（0~12）∶1。

所述的有机-无机复合肥中有机质的质量百分含量为20~30%，无机养分的质量百分含量为30~35%，水分的质量百分为0.5～5.0%

优选的，所述步骤b中尿素熔融温度为100~130℃；所述步骤c中混合温度为100~130℃；所述步骤d中的乳化温度为100~130℃；所述步骤e中的造粒温度为100~130℃。

所述步骤a中所述的预处理步骤包括烘干、破碎、研磨和筛分过程；经预处理后的有机原料水分的质量百分含量≤6%，细度为16~30目。

本发明中所述的有机原料预处理的烘干设备为转筒干燥器、厢式干燥器、振动流化床干燥器、带式干燥器和微波干燥器中的一种或多种组合；筛分工序设备为振动筛、沸腾床冷却筛分器和直线筛中的一种或多种组合。

本发明中所述的所述步骤f中的筛分工序设备为振动筛、沸腾床冷却筛分器和直线筛中的一种或多种组合。

本发明有益效果：

a、生产工艺中设置有机原料前置预处理工序，对有机原料进行烘干、除杂、破碎，从而使有机原料符合高塔造粒原料需求；

b、生产工艺中增加了料浆乳化步骤，解决了高塔固体比例大、固液比例失衡难于成粒的工艺技术难题，可将有机原料的质量比例提升至40%，产品有机质的质量百分含量提升至30%，同时不需要高温即可使熔融尿液与粉料的充分熔融混合均匀，从而减少了缩二脲的产生；

c、生产工艺中应用了二级混合技术，从而延缓物料接触时间，使氮、磷、钾肥料分子渗透进有机原料分子之间，相互缠绕、包裹、交联形成致密结构体系，易于成粒；

d、本发明生产方法能生产营养成分齐全的复混肥产品，满足各种作物不同生长时期的营养需求，复混肥中同时可以添加功能性材料，制备多种功能有机无机复合肥料；

e、本发明生产方法生产的产品水分低，光圆通透、强度高，具有较高的市场竞争力；

f、本发明生产方法操作环境好，无三废排放，属清洁生产工艺。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

本发明原理是，将经预处理后的有机料与熔融尿液、其它复合肥原料按一定的比例在二级混合器、乳化机中充分混合、乳化、交联反应，形成流动性致密细腻料浆，通过高塔造粒机喷洒空冷凝结成粒，再经冷却、筛分、表面处理后得到有机-无机复合肥料。主要包括以下步骤：

首先，将有机原料通过烘干、破碎、研磨和筛分等处理后加入到一级混合器中；

其次，将尿素加入熔融槽并加热熔融，得到尿素熔融液，尿素熔融液通入到一级混合器中，并向一级混合器中加入无机原料、填充料与有机原料进行一级混合；经一级混合后的混合物通入高塔第二级混合器中，进行二级混合，制成流动性固溶体混合物；

然后，再将流动性固溶体混合物通入料浆乳化机进行乳化，得到流动性乳化料浆；

最后，将流动性乳化料浆通入高塔造粒机喷浆造粒，并对所得的复合肥颗粒经冷却、筛分、表面处理后即可得到有机-无机复混肥料。

本发明中的有机原料包括有机质土、泥炭土、草炭和粉煤灰中的一种以上，主要作用是提供有机质养分。

有机质土即为含有有机质的粘土或砂土，其有机质含量在3%～60%（质量）之间；

泥炭土，它不是土也不是泥，它更接近煤炭，因此应称作为泥“炭”，是深褐色或黑色的粉末状天然矿物质，纯泥“炭”基本不含氮磷钾养分，但其有机质含量高，广泛应用于有机肥生产。泥炭含丰富的氮、钾、磷、钙、锰等多样元素，是纯天然的有机物质，它是一种无菌、无毒、无公害、无污染、无残留的绿色物质，可作多方用途。

草炭又名泥炭、泥煤，含丰富的氮、钾、磷、钙、锰等多样元素，是纯天然的有机物质，它是一种无菌、无毒、无公害、无污染、无残留的绿色物质，可作多方用途。

本发明中所使用的填充料包括粘土、凹凸棒土、沸石粉和白云石粉中的一种以上。

本发明中所述的功能材料包括微量元素、增效剂和缓释材料中的一种以上。

其中，所述微量元素包括硫化合物、锰化合物、钼化合物、锌化合物、铁化合物、铜化合物和硼化合物中的一种以上。

所述增效剂包括聚天冬氨酸、复硝酚钠、高纯度α-萘乙酸钠中的一种以上。

在复合肥料中增效剂一般有两个作用：一是增加辅助养分，二是有利于颗粒成型，增加颗粒稳定性。本发明中所使用的增效剂优选聚天冬氨酸、复硝酚钠和高纯度α-萘乙酸钠。

聚天冬氨酸本身不是肥料，但它可以作肥料增效剂。聚天冬氨酸对金属离子具有螯合作用，一定分子质量的聚天冬氨酸可以富集氮，磷，钾及微量元素供给植物，使植物更有效地利用肥料，提高农作物的产量和品质。聚天冬氨酸的添加能够提高农作物产量，并能改善土壤质量。

高纯度α-萘乙酸钠属生长素类植物生长调节剂，在本发明中可以增加肥效。

复硝酚钠也是一种广谱型植物生长调节剂。

所述的缓释材料包括脲酶抑制剂、硝化抑制剂和纳米缓释剂中的一种以上。

纳米缓释剂全称为：纳米一亚微米级缓释材料，是以废弃塑料、风化煤、煤矸石、粉煤灰等废弃物及廉价环保的化工原料，通过微乳化、高剪切、化学聚合（缩合）反应和纳米生物技术制成的纳米-亚微米级缓释材料。

脲酶抑制剂是对土壤脲酶活性有抑制作用的一类物质。它在短期内能延缓尿素的水解，减少氮的损失。

硝化抑制剂是一类对硝化细菌有毒的有机化合物。加入肥料中可以抑制土壤内亚硝酸细菌对铵态氮的硝化，从而减少铵态氮转化为硝态氮而流失所用的添加剂。

本发明中所述的磷素原料包括磷酸一铵、钙镁磷肥、重钙和普钙中的一种以上。重钙是指重过磷酸钙，为灰白色粉末，含有效P₄O₁₀高达30%～45%，为普通过磷酸钙的两倍以上。普钙是指过磷酸钙，主要成分为Ca（H₂PO₄)₂·H₂O、无水硫酸钙和少量磷酸。

下列结合实施例对本发明作进一步解释和说明，以下实施例对本发明不构成任何限制。

实施例1：

a）将25kg水分为3.0%（质量）的草炭（有机质的质量百分含量75%）经微波烘干、破碎、过20目筛网处理，再加入5kg粉煤灰（有机质的质量百分含量30%）（粉煤灰不需要预处理，可直接使用）；

b）将50kg尿素加入熔融槽并加热熔融，得到尿素熔融液；

c）将预处理后的草炭、粉煤灰和尿素熔融液通入一级混合器，并加入15kg氯化钾，4kg磷酸一铵，1kg微量元素（硫酸锌与硼砂混合物）进行一级混合，混合温度为106℃~118℃；（一级混合器中设有自动溢流装置，当累积料浆液位超过一定液位后即开始自动溢流至二级混合）；

d）经一级混合后的混合物通入高塔第二级混合器中，进行二级混合，制成流动性固溶体混合物，混合温度为100℃~110℃（二级混合器中同样设有自动溢流装置，液位超过一定液位后即开始自动溢流至乳化机）；

e）将流动性固溶体混合物通入料浆乳化机进行乳化，得到流动性乳化料浆乳化温度为100℃~108℃；（使用的乳化装置将乳化前后料浆分隔开，料浆经乳化机进料口吸入经乳化完全后从出口料排出，能顺利通过乳化机出口排出的料浆即为乳化完全）；

f）将流动性乳化料浆通入高塔造粒机喷浆造粒，造粒温度为100℃~108℃；

g）将步骤f所得的颗粒经转筒冷却机冷却、再经振动筛筛分、表面处理后即可得到有机-无机复混肥料。

本实施例中所得的复混肥料中含氮磷钾总养份34.6%（质量），有机质含量20.25%（质量）。养分值检测参照GB18877-2009。

实施例2：

a）将40kg水分为4%（质量）的泥炭土（有机质的质量百分含量60%）经微波烘干，筛分；

b）将38kg尿素加入熔融槽并加热熔融，得到尿素熔融液；

c）将预处理后的草炭、粉煤灰（泥炭土）和尿素熔融液通入一级混合器，并加入13kg氯化钾，8kg磷酸一铵，1kg脲酶抑制剂进行一级混合，混合温度为100℃~114℃；

d）经一级混合后的混合物通入高塔第二级混合器中，在100℃～106℃进行二级混合，制成流动性固溶体混合物；

e）将流动性固溶体混合物通入料浆乳化机在100℃～106℃条件下进行乳化，得到流动性乳化料浆；

f）将流动性乳化料浆通入高塔造粒机喷浆造粒，造粒温度为100℃～106℃；

本实施例中所得的复混肥料中含氮磷钾总养份30.2%（质量），有机质含量24%（质量），并具有缓释功能。养分值检测参照GB18877-2009。

实施例3：

a）将40kg水分为2.5%（质量）的有草炭（有机质的质量百分含量75%）经微波烘干、破碎、筛分；

b）将36kg尿素加入熔融槽并加热熔融，得到尿素熔融液；

c）将预处理后的草炭和尿素熔融液通入一级混合器，并加入23kg氯化钾，1kg聚天冬氨酸进行一级混合，混合温度为108℃~120℃；

d）经一级混合后的混合物通入高塔第二级混合器中，在108℃~110℃条件下进行二级混合，制成流动性固溶体混合物；

e）将流动性固溶体混合物通入料浆乳化机在100℃~110℃条件下进行乳化，得到流动性乳化料浆；

本实施例中所得的复混肥料中含氮磷钾总养份30.5%（质量），有机质含量30%（质量），并具有增加肥效功能。养分值检测参照GB18877-2009。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims

1.一种高塔熔体造粒工艺生产有机-无机复混肥料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a）将有机原料进行预处理；

b）将尿素加入熔融槽并加热熔融，得到尿素熔融液；

f）将流动性乳化料浆通入高塔造粒机喷浆造粒；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的有机肥料包括有机质土、泥炭土、草炭和粉煤灰中的一种以上；

所述的无机原料包括氮素原料、磷素原料和钾素原料；

所述氮素原料包括氯化铵、硫酸铵中的一种以上；

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述填充料包括粘土、凹凸棒土、沸石粉和白云石粉中的一种以上；

所述功能材料包括微量元素、增效剂和缓释材料中的一种以上。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：流动性乳化料浆的颗粒直径小于1mm。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：尿素∶无机原料∶有机原料∶填充料∶功能材料的重量比为（40～71）∶（19~0）∶（28~40）∶（0~12）∶1。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的有机-无机复合肥中有机质的质量百分含量为20～30%，无机养分的质量百分含量为30～35%，水分的质量百分为0.5～5.0%。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤b中尿素熔融温度为100~130℃；所述步骤c中混合温度为100~130℃；所述步骤d中的乳化温度为100~130℃；所述步骤e中的造粒温度为100~130℃。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤a中所述的预处理步骤包括烘干、破碎、研磨和筛分过程；经预处理后的有机原料水分的质量百分含量≤6%，细度为16~30目。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：有机原料预处理的烘干设备为转筒干燥器、厢式干燥器、振动流化床干燥器、带式干燥器和微波干燥器中的一种或多种组合；筛分工序设备为振动筛、沸腾床冷却筛分器和直线筛中的一种或多种组合。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤f中的筛分工序设备为振动筛、沸腾床冷却筛分器和直线筛中的一种或多种组合。