CN102898246A

CN102898246A - 一种谷氨酸增效复混肥及其制备方法

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Publication number: CN102898246A
Application number: CN2012104475903A
Authority: CN
Inventors: 袁亮; 李燕婷; 赵秉强; 林治安; 温延臣; 杨相东; 李娟�; 李日升; 梁爱新
Original assignee: Institute of Agricultural Resources and Regional Planning of CAAS
Current assignee: Institute of Agricultural Resources and Regional Planning of CAAS
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2013-01-30

Abstract

本发明涉及一种谷氨酸增效复混肥及其制备方法，该方法包括谷氨酸增效液的制备、造粒物料的制备、制备熔融液、造粒与烘干、筛分、冷却等步骤。本发明的谷氨酸增效剂在耕作上可以简化农业作业；在效益上可以提高养分利用率达5~10个百分点；该产品可通过促进作物根系生长，增强根系活力方面的作用，提高作物吸收养分的能力；可以减少养分流失，避免二次污染，降低农业生产成本。本发明谷氨酸增效剂在复混肥生产中的添加工艺简单，成本低，在增效复混肥生产和产业化推广中应用前景广阔。

Description

一种谷氨酸增效复混肥及其制备方法

【技术领域】

本发明属于肥料技术领域。更具体地，本发明涉及一种谷氨酸增效复混肥，还涉及所述谷氨酸增效复混肥的制备方法。

【背景技术】

复混肥是我国重要的肥料品种，目前，我国的肥料复合化率约32%，实物产量约5500万吨。大量研究表明，现有复混肥的养分利用率较低，例如氮的当季利用率约30%，磷当季利用率约25%，钾当季利用率约45%。因此，如何提高肥料养分利用率一直以来是人们关注与研究的热点。近年来，国内外提高肥料利用率主要有下述途径：

1、包膜型复混肥，所用的包膜材料主要有两类，一是有机高分子聚合物（例如树脂聚烯烃类），二是水难溶性或微溶性的无机材料（如硫磺、磷矿粉、钙镁磷肥等）。

2、脲醛复混肥，利用尿素与甲醛可发生反应的特点，在生产复混肥的过程中向尿素熔融液中通入甲醛，通过转鼓或高塔工艺生产具有缓释性的脲醛复混肥。

以上工艺生产的复混肥因工艺较复杂，生产成本较高，产能较低，价格也较高，在农业生产中，特别是在大田作物上难以大面积推广应用。

为了克服现有技术缺陷，本发明人在总结现有技术的基础上，通过大量实验研究，终于完成了本发明。

【发明内容】

[要解决的技术问题]

本发明的目的是提供一种谷氨酸增效复混肥。

本发明的另一个目的是提供所述谷氨酸增效复混肥的制备方法。

[技术方案]

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明利用谷氨酸钠或以谷氨酸、氢氧化钠或氢氧化钾为原料制备的谷氨酸增效剂，以尿素、磷酸二铵（或磷酸一铵）、硫酸钾（或氯化钾）与钙粉为化肥原料，将谷氨酸增效剂与尿素充分熔融，利用熔融尿素喷浆工艺和转鼓工艺生产谷氨酸增效复混肥，本发明无需复杂工艺，无需特殊溶剂，只需添加简单设备即可在常规复混肥生产装置上生产增效复混肥产品。因此，本发明具有工艺简单、成本低、效果好等特点。

本发明涉及一种谷氨酸增效复混肥。

所述的谷氨酸增效复混肥是由如下原料制备的，以重量份计：

谷氨酸增效剂A或B 1~6份

尿素 32~62份

造粒物料 32~67份

所述谷氨酸增效剂A是浓度10~30重量%谷氨酸钠溶液。

所述谷氨酸增效剂B是由5~15重量%氢氧化钠水溶液与谷氨酸按照重量比1.8~5.5∶1混配得到的，或是由5~15重量%氢氧化钾重量溶液与谷氨酸按照重量比2.5~7.6∶1混配得到的。

所述的造粒物料是由磷酸一铵或磷酸二铵、硫酸钾或氯化钾、膨润土和钙粉根据肥料配方要求组成的。

根据本发明的一种优选实施方式，所述磷酸一铵或磷酸二铵、硫酸钾或氯化钾、膨润土和钙粉的粒度为60目以上。

所述的钙粉是一种或多种选自磷酸一氢钙、磷酸二氢钙、钙镁磷肥或钢渣磷肥的钙粉。

在本发明中，所述的谷氨酸增效剂与尿素充分混熔后，得到的熔融液再与造粒物料混合造粒。所述造粒物料为32~67重量份时，如果所述的谷氨酸增效剂小于1重量份时，对复合肥料的增效效果不明显；如果所述的谷氨酸增效剂大于6重量份，则会增加生产成本；因此，所述造粒物料为32~67重量份时，所述的谷氨酸增效剂为1~6重量份是合适的。

同样地，所述造粒物料为32~67重量份时，如果尿素小于32重量份时，复合肥料的含氮量较低，还因为谷氨酸增效剂是与尿素熔融的，所以谷氨酸增效剂的添加量也会偏低；如果尿素大于62重量份时，则会增加其造粒难度；因此，所述造粒物料为32~67重量份时，所述的尿素为32~62重量份是合适的。

优选地，所述的谷氨酸增效复混肥是由下述原料制成的，以重量份计：

谷氨酸增效剂A或B 2~5份

尿素熔融液 38~56份

造粒物料 38~60份。

更优选地，所述的谷氨酸增效复混肥是由下述原料制成的，以重量份计：

谷氨酸增效剂A或B 3~4份

尿素熔融液 42~50份

造粒物料 42~52份。

本发明涉及一种谷氨酸增效复混肥的制备方法。

该谷氨酸增效复混肥制备方法的步骤如下：

I、谷氨酸增效剂的制备

配制浓度为10~30重量%的谷氨酸钠溶液，得到谷氨酸增效剂A。或者

将浓度5~15重量%氢氧化钠溶液与谷氨酸按照重量比1.8~5.5∶1进行混配，或将浓度5~15重量%氢氧化钾溶液与谷氨酸按照重量比2.5~7.6∶1进行混配，得到谷氨酸增效剂B。

II、造粒物料的制备

将磷酸二铵或磷酸一铵、硫酸钾或氯化钾、膨润土和钙粉分别粉碎至粒度60目以上，然后按照肥料配方要求分别称取这些粉料，在转鼓造粒机中混合均匀得到一种造粒物料。

磷酸二铵或磷酸一铵、硫酸钾或氯化钾、膨润土和钙粉配比是根据肥料配方确定的，即根据肥料中的氮、磷与钾含量确定的，这对于本技术领域的技术人员而言是不存在任何困难的，是易于确定的。

所述的造粒对于本技术领域的技术人员而言也是不存在任何困难的，是易于实施的。

本发明使用的转鼓造粒机是目前市场上销售的产品，例如郑州昌威重工机械有限公司、郑州瑞恒机械制造有限公司销售的产品。

III、制备熔融液

将1~6重量份在步骤I得到的谷氨酸增效液与32~62重量份尿素投入到尿素熔融罐中，在温度95~125℃下充分熔融，得到一种熔融液。

优选地，本发明的谷氨酸增效液与尿素的重量比2~5∶38~56。更优选地，本发明的谷氨酸增效液与尿素的重量比3~4∶42~50。

本发明使用的尿素熔融罐是本技术领域里通常使用的产品，是目前市场上销售的产品，例如滁州市华东机械工业有限责任公司、荆门市万泰机械有限公司销售的尿素熔融罐。

IV、造粒

称取32~67重量份在步骤II得到的造粒物料，将步骤III得到的熔融液喷洒到所述的造粒物料中，让转鼓造粒机转动造粒，接着进行烘干、筛分与冷却处理，于是得到所述的谷氨酸增效复混肥。

在这个步骤中，在喷涂时压力泵以12~30个大气压将所述的熔融液以流量800~2000kg/h喷涂到在步骤II得到的造粒物料颗粒表面上。

在本发明中，所述的压力泵也是本技术领域的技术人员熟知的泵，例如西安泵阀制造有限公司、西安高压泵阀厂以及济南万恒通有限公司销售的压力泵等。

这个步骤进行烘干、筛分、冷却与分装所使用的设备都是本技术领域里通常使用的产品，是目前市场上销售的产品。

具体实施情况可参见说明书附图1。它是本发明谷氨酸增效复混肥生产流程示意图，其中1为谷氨酸钠（谷氨酸）、2为水（氢氧化钠或氢氧化钾溶液）、3为谷氨酸增效剂、4为尿素熔融罐、5为转鼓造粒机、6为造粒物料、7为烘干筒、8为滚筒筛、9为最终获得的谷氨酸增效复混肥产品。本发明使用的烘干筒是本技术领域的技术人员熟知的烘干设备，例如河南洛阳中德重工有限公司以烘干机为商品名销售的烘干筒、河南鸿盛重型机械制造有限公司以转筒烘干机为商品名销售的烘干筒、河南中原矿山机械制造有限公司以转筒烘干机为商品名销售的烘干筒。本发明使用的滚筒筛是本技术领域的技术人员熟知的筛分设备，例如沈阳科翔电力环保设备有限公司以商品名GT-系列滚筒筛销售的滚筒筛、无锡市双联工程输送机械有限公司以商品名GTS系列滚筒筛销售的滚筒筛、石家庄市永兴机械有限公司以商品名GTS型滚筒筛销售的滚筒筛。

采用本发明方法制得的涂层谷氨酸增效复混肥中的养分含量可以采用标准方法GB 8572-88进行测定。

本发明的特点在于：（1）在不改变复混肥转鼓造粒的工艺的基础上，通过添加简单设备生产增效复混肥，该生产工艺简单，产能高、成本低且环境友好；（2）谷氨酸增效剂的特点是微量高效，添加量低，对肥料的养分含量没有影响，利于配方的调整；（3）谷氨酸是植物体内含量最高的氨基酸，同时，谷氨酸是植物体内多种氨基酸合成的前体，在植物的生长发育过程中起着至关重要的作用。谷氨酸可以在植物体内形成谷氨酰胺，储存氮素并能消除因氨浓度过高而产生的毒害作用。谷氨酸中含有的羧基、氨基，可在一定程度上促进作物根系生长，提高根系活力；改善氮素在植物体内的储存形态；提高农产品品质和产量。因而，该增效复混肥产品通过谷氨酸增效剂对作物生长的促进作用，改善氮素在作物植株体内的储存形态，降低氨对作物的危害，明显提高养分利用率。

本发明的谷氨酸增效复混肥可作为基肥、追肥使用。

本发明的谷氨酸增效复混肥的使用量需根据土壤状况、作物品种、作物生育期、作物营养状况等因素进行确定。

除非另有说明，本发明所涉及的“％”均为重量百分比。

[有益效果]

本发明具有有益效果如下：将谷氨酸增效剂与尿素充分熔融，再在复混肥造粒的过程中，添加到磷、钾和辅料中去，生产谷氨酸增效复混肥产品。在耕作上可以简化农业作业；在效益上可以提高养分利用率（5~10个百分点）；该产品可通过促进作物根系生长，增强根系活力方面的作用，提高作物吸收养分的能力；可以减少养分流失，避免二次污染，降低农业生产成本，并具有原料来源广，运输、施用方便、利于机械作业等特点。本发明谷氨酸增效剂在复混肥生产中的添加工艺简单，成本低，在增效复混肥生产和产业化推广中应用前景广阔。

【附图说明】

图1是本发明谷氨酸增效复混肥生产流程示意图。

其中1为谷氨酸钠（谷氨酸）、2为水（氢氧化钠或氢氧化钾溶液）、3为谷氨酸增效剂、4为尿素熔融罐、5为转鼓造粒机、6为造粒物料、7为烘干筒、8为滚筒筛、9为最终获得的谷氨酸增效复混肥产品。

【具体实施方式】

通过下述实施例将能够更好地理解本发明。

实施例1：本发明谷氨酸增效复混肥的制备

该实施例的实施步骤如下：

I、谷氨酸增效剂的制备

配制浓度30重量%谷氨酸钠溶液，它为谷氨酸增效剂A；

II、造粒物料的制备

将磷酸二铵、硫酸钾、膨润土和磷酸一氢钙分别粉碎至粒度60目，然后按照重量比18.2∶24∶10∶8.6分别称取这些粉料，在转鼓造粒机中混合均匀得到一种造粒物料；

III、制备熔融液

将3重量份在步骤I得到的谷氨酸增效液A与52重量份尿素投入到尿素熔融罐中，在温度125℃下充分熔融，得到一种熔融液；

IV、造粒

称取32重量份在步骤II得到的造粒物料，调节压力泵的压力至15个大气压，以1000kg/h的流量将步骤III得到的熔融液喷洒到所述的造粒物料中，让转鼓造粒机转动造粒，接着转于烘干筒内进行烘干，再送入滚筒筛进行筛分，冷却，于是得到养分为20-8-12的谷氨酸增效复混肥。

实施例2：本发明谷氨酸增效复混肥的制备

该实施例的实施步骤如下：

I、谷氨酸增效剂的制备

配制浓度10重量%谷氨酸钠溶液，它为谷氨酸增效剂A；

II、造粒物料的制备

将磷酸一铵、硫酸钾与膨润土粉碎至粒度65目，然后按照重量比32.6∶30∶6.5分别称取这些粉料，在转鼓造粒机中混合均匀得到一种造粒物料。

III、制备熔融液

将5重量份在步骤I得到的谷氨酸增效液A与45重量份尿素投入到尿素熔融罐中，在温度95℃下充分熔融，得到一种熔融液；

IV、造粒

称取56重量份在步骤II得到的造粒物料，调节压力泵的压力至12个大气压，以800kg/h的流量将步骤III得到的熔融液喷洒到所述的造粒物料中，让转鼓造粒机转动造粒，接着转于烘干筒内进行烘干，再送入滚筒筛进行筛分，冷却，于是得到养分为15-15-15的谷氨酸增效复混肥。

实施例3：本发明谷氨酸增效复混肥的制备

该实施例的实施步骤如下：

I、谷氨酸增效剂的制备

将浓度15重量%氢氧化钠溶液与谷氨酸按照重量比1.8∶1进行混配，得到谷氨酸增效剂B。

II、造粒物料的制备

将磷酸一铵、硫酸钾、膨润土与钙镁磷肥粉碎至粒度68目，然后按照重量比21.7∶20∶8∶12分别称取这些粉料，在转鼓造粒机中混合均匀得到一种造粒物料。

III、制备熔融液

将1重量份在步骤I得到的谷氨酸增效液B与32重量份尿素投入到尿素熔融罐中，在温度105℃下充分熔融，得到一种熔融液；

IV、造粒

称取67重量份在步骤II得到的造粒物料，调节压力泵的压力至18个大气压，以1200kg/h的流量将步骤III得到的熔融液喷洒到所述的造粒物料中，让转鼓造粒机转动造粒，接着转于烘干筒内进行烘干，再送入滚筒筛进行筛分，冷却，于是得到养分为20-10-10的谷氨酸增效复混肥。

实施例4：本发明谷氨酸增效复混肥的制备

该实施例的实施步骤如下：

I、谷氨酸增效剂的制备

将浓度5重量%氢氧化钾溶液与谷氨酸按照重量比7.6∶1进行混配，得到谷氨酸增效剂B。

II、造粒物料的制备

将磷酸一铵、氯化钾与膨润土粉碎至粒度64目，然后按照重量比21.7∶20∶7分别称取这些粉料，在转鼓造粒机中混合均匀得到一种造粒物料。

III、制备熔融液

将6重量份在步骤I得到的谷氨酸增效液B与62重量份尿素投入到尿素熔融罐中，在温度115℃下充分熔融，得到一种熔融液；

IV、造粒

称取67重量份在步骤II得到的造粒物料，调节压力泵的压力至24个大气压，以1600kg/h的流量将步骤III得到的熔融液喷洒到所述的造粒物料中，让转鼓造粒机转动造粒，接着转于烘干筒内进行烘干，再送入滚筒筛进行筛分，冷却，于是得到养分为26-10-12的谷氨酸增效复混肥。

实施例5：本发明谷氨酸增效复混肥的制备

该实施例的实施步骤如下：

I、谷氨酸增效剂的制备

将浓度15重量%氢氧化钾溶液与谷氨酸按照重量比2.5∶1进行混配，得到谷氨酸增效剂B。

II、造粒物料的制备

将磷酸一铵、硫酸钾、膨润土与磷酸二氢钙粉碎至粒度60目，然后按照重量比21.7∶20∶8∶12分别称取这些粉料，在转鼓造粒机中混合均匀得到一种造粒物料。

III、制备熔融液

IV、造粒

实施例6：本发明谷氨酸增效复混肥的制备

该实施例的实施步骤如下：

I、谷氨酸增效剂的制备

将浓度5重量%氢氧化钠溶液与谷氨酸按照重量比5.5∶1进行混配，得到谷氨酸增效剂B。

II、造粒物料的制备

III、制备熔融液

IV、造粒

肥料试验实施例

利用田间试验进行了本发明肥料的效果验证，试验结果表明，在等养分量的条件下，本发明产品能明显提高作物产量，提高了肥料利用率，是一种环境友好型肥料。产品的效果验证试验处理设置及结果如下：

试验方案：

本发明肥料肥效验证的田间试验于山东禹城进行。

试验设置：

（1）CK：为对照，使用生产常规施肥方式，以普通复混肥（中国-阿拉伯化肥有限公司生产，N∶P₂O₅∶K₂O＝15∶15∶15）375kg/hm²作基肥，于玉米大口期再追施尿素（瑞星集团生产，N46.2%）165kg/hm²；

（2）GF：施用本发明实施例2的肥料产品（N∶P₂O₅∶K₂O＝15∶15∶15）1045kg/hm²，氮素用量与对照相同，作基肥一次性施用。试验小区面积为333.3m²，每个处理3次重复，随机排列。其它田间管理与当地农田管理相同。玉米成熟收获后计产。

试验结果：

处理	产量，kg/hm²	氮肥利用率，%
			CK	10216.74	29.41
GF	11494.27	36.85

上述试验结果表明：本发明肥料产品对玉米的增产效果明显，比普通复混肥作基肥、后追施尿素的处理（CK）增产12.50％,氮肥利用率提高7.44个百分点。本发明肥料产品能够显著提高作物产量，可使氮肥的表观利用率提高6～9个百分点，提高肥料利用率（10～15个百分点），是一种环境友好、经济型肥料。

由此可见，与普通复混肥相比，本发明的谷氨酸增效复混肥料具有良好增产效果、养分利用率高、环境友好等特点。同时具有生产技术简单、成本低、原料来源广、易于操作、利于产业化推广等。

Claims

1.一种谷氨酸增效复混肥，其特征在于它是由如下原料制备的，以重量份计：

谷氨酸增效剂A或B 1~6份

尿素 32~62份

造粒物料 32~67份

所述谷氨酸增效剂A是浓度10~30重量%谷氨酸钠溶液；

所述谷氨酸增效剂B是由5~15重量%氢氧化钠水溶液与谷氨酸按照重量比1.8~5.5∶1混配得到的，或是由5~15重量%氢氧化钾重量溶液与谷氨酸按照重量比2.5~7.6∶1混配得到的；

2.根据权利要求1所述的谷氨酸增效复混肥，其特征在于所述磷酸一铵或磷酸二铵、硫酸钾或氯化钾、膨润土和钙粉的粒度为60目以上。

3.根据权利要求1所述的谷氨酸增效复混肥，其特征在于所述的钙粉是一种或多种选自磷酸一氢钙、磷酸二氢钙、钙镁磷肥或钢渣磷肥的钙粉。

4.根据权利要求1所述的谷氨酸增效复混肥，其特征在于它是由下述原料制成的，以重量份计：

谷氨酸增效剂A或B 2~5份

尿素 38~56份

造粒物料 38~60份。

5.根据权利要求1所述的谷氨酸增效复混肥，其特征在于它是由下述原料制成的，以重量份计：

谷氨酸增效剂A或B 3~4份

尿素 42~50份

造粒物料 42~52份。

6.一种谷氨酸增效复混肥的制备方法，其特征在于该制备方法的步骤如下：

I、谷氨酸增效剂的制备

配制浓度为10~30重量%的谷氨酸钠溶液，它为谷氨酸增效剂A；

或者

将浓度5~15重量%氢氧化钠溶液与谷氨酸按照重量比1.8~5.5∶1进行混配，或将浓度5~15重量%氢氧化钾溶液与谷氨酸按照重量比2.5~7.6∶1进行混配，得到谷氨酸增效剂B；

II、造粒物料的制备

将磷酸二铵或磷酸一铵、硫酸钾或氯化钾、膨润土和钙粉分别粉碎至粒度60目以上，然后按照肥料配方要求分别称取这些粉料，在转鼓造粒机中混合均匀得到一种造粒物料；

III、制备熔融液

将1~6重量份在步骤I得到的谷氨酸增效液与32~62重量份尿素投入到尿素熔融罐中，在温度95~125℃下充分熔融，得到一种熔融液；

IV、造粒

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述的钙粉是一种或多种选自磷酸一氢钙、磷酸二氢钙、钙镁磷肥或钢渣磷肥的钙粉。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于在转鼓造粒机转动造粒中，压力泵以12~30个大气压将所述的熔融液以流量800~2000kg/h喷洒到所述的造粒物料中。