CN103193535A

CN103193535A - 速效缓释复合肥料及其制备方法

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Publication number: CN103193535A
Application number: CN2013101351316A
Authority: CN
Inventors: 杨桂双; 杨金宝; 李云利; 杨长东
Original assignee: TIANJIN LUYANG CHEMICAL FERTILIZER CO Ltd
Current assignee: TIANJIN LUYANG CHEMICAL FERTILIZER CO Ltd
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2013-04-18
Publication date: 2013-07-10

Abstract

本发明公开了一种速效缓释复合肥料及其制备方法，在物料中加入含有硝态氮、铵态氮、酰胺态氮的原料，将气氨直接通到转鼓造粒机的料层中，完成硝铵磷的铵化处理，控制反应生成硝酸脲的质量。该速效缓释复合肥料的有效配比，产品氮含量按质量百分比计：硝态氮2%—5%；铵态氮6%—9%；酰胺态氮7%—11%。磷、钾养分含量根据不同的产品配比确定。其含有硝态氨的原料硝铵磷分两部分加入，将含硝态氮1%—3%的硝铵磷加入到料层中，其余含硝态氮1%—2%的硝铵磷溶融后加入到冷却机进口1—1.5米处，对经烘干和细料筛分后的肥料颗粒表面进行包裹，使产品具有速效氮外壳。缓释氮尿素以固体方式加入，并作为成粒所需的母粒，被含有其它养分的物料层层包裹，使产品具有缓释氮内核。

Description

速效缓释复合肥料及其制备方法

技术领域

本发明属于化学肥料技术领域，具体涉及一种速效缓释复合肥料及其制备方法。

背景技术

目前，随着现代农业的发展，国内外复混肥料的发展在化肥工业中已占主导地位，在化肥工业发达国家，复混肥料用量已经占化肥用量的70%-80%。但是长期大量施用化肥在给农作物增产的同时，也给土壤、农作物和环境带来很大的负面影响，研究表明，常规化肥在施用初期养分大量、集中、快速释放，会因淋溶、分解、挥发而损失，甚至因烧苗使作物减产。其中损失最大，利用率最低是氮肥。一般的氮肥施到田间后，有1/3蒸发到空气中，1/3从水土中流失，仅1/3被植物吸收。同时造成严重的土壤、空气及水体污染。为改变这种状况，国家中长期科学与技术发展规划纲要（2006—2020年）其中第六个优先主题为重点研究开发环保型肥料、农药创制关键技术，专用复合型缓释、控释肥料及施肥技术与相关设备。现在国内生产缓释肥料较为普遍的是将肥料颗粒表面包涂一层难溶的惰性薄膜，延缓肥料的溶解扩散，达到缓释目的，但其薄膜的厚度无法控制，进而导致养分不能根据作物生长需要释放，部分养分甚至无法释放。造成作物前期脱肥，苗期生长缓慢，不能保证作物整个生长期内全程供养分。而且使用化学包膜剂的缓释肥料所使用的化学包膜剂一般为惰性高分子化合物，养分释放完后包膜剂残留于土壤中难以降解，会对土壤环境造成二次污染。而且采用高分子惰性薄膜成本高，其生产的缓释肥料价格高达6000—8000元/吨，因此，只能适应经济作物，大田作物根本不能接受。

发明内容

本发明的目的是提供含有全态氮素的速效缓释复合肥料，产品中含有硝态氮、铵态氮、酰胺态氮三种氮素，硝态氮和铵态氮包裹在产品外部，形成速效氮外壳，缓释氮尿素以固体方式加入，并做为成粒所需的母粒，被其它物料层层包裹，通过利用物料间的化学反应增加颗粒强度，使包裹尿素的壳体更坚实，形成缓释氮内核。

本发明的另一目的是通过加入氨，在造粒过程中完成硝铵磷的氨化，防止产生过多的硝酸脲，使生产不能正常进行。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种速效缓释复合肥料，在团粒法复合肥生产中，加入硝铵磷以得到硝态氮。为防止尿素与硝铵磷反应产生过多的硝酸脲，使生产无法进行，将气氨直接通到转鼓造粒机的料层中，完成硝铵磷的铵化处理，控制反应生成硝酸脲的质量，与尿素及其它含氮、磷、钾的粉状基础肥料造粒，造粒后经干燥、细料筛分、硝铵磷熔融喷浆、冷却、大料筛分、包膜得到速效缓释复合肥料。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

该速效缓释复合肥料的有效配比，产品氮含量按质量百分比计：硝态氮2%—5%；铵态氮6%—9%；酰胺态氮7%—11%。磷、钾养分含量根据不同的产品配比确定。最终产品总氮含量在15%—25%之间，其中速效氮（硝态氮、铵态氮）含量在8%—14%之间，其余为缓释氮（酰胺态氮）的含量。

所述含有硝态氮的基础肥料是硝铵磷，含有铵态氮的基础肥料是硝铵磷（含有硝态氮和铵态氮）、氯化铵、磷酸一铵、硫酸铵、液氨中的几种混合物，含有酰胺态氮的基础肥料是尿素。其它含有磷、钾的粉状基础肥料是磷酸一铵、普钙、氯化钾、硫酸钾中的几种混合物，加入的基础肥料品种和加入量需视最终产品的养分、水分确定。

物料烘干后进行细料筛分，筛孔直径2.0—3.0mm之间。

所述硝铵磷分两部分加入，将含硝态氮1%—3%的硝铵磷加入到料层中，利用硝铵磷遇热分解时产生的大量热量加热物料和提高造粒温度，利用硝铵磷和尿素反应生成硝酸脲的粘性，完成物料造粒过程。其余含硝态氮1%—2%的硝铵磷溶融后，经专用喷头雾化后喷入到冷却机进口1—1.5米处，对经烘干和细料筛分后的肥料颗粒表面进行包裹，使产品具有速效氮外壳。

所述尿素以固体方式加入，并作为成粒所需的母粒，被含有其它养分的物料层层包裹，使产品具有缓释氮内核。

最终产品含有三种氮素，其速效氮硝态氮在颗粒外层，速效氮铵态氮和磷、钾养分在颗粒中间，缓释氮酰胺态氮尿素颗粒在肥料的最内层，产品具有速效氮外壳、缓释氮内核的功能，达到养分均衡释放，保作物整个生长期间的全程供养分。

本发明速效缓释复合肥料生产工艺与团粒法复合肥生产工艺有如下改变：

1、生产过程中通入气氨，对硝铵磷进行氨化，防止尿素与硝铵磷反应产生过多的硝酸脲，使生产无法进行。充分利用硝铵磷遇热分解时产生的大量热量及气氨和磷酸一铵反应的中和热加热物料和提高造粒温度，利用硝酸脲的粘性和提高磷酸铵盐的溶解度，满足成粒所需的液相量，不需要添加其它粘合剂就有较高的成球率。

2、干燥后进行细料筛分，并在冷却前完成硝铵磷包裹，包裹和冷却同时在冷却过程中完成，不需要新增加专用包裹设备，节省了设备投入，减少了工艺流程。

3、所生产的产品中含有三种氮素：硝态氮、铵态氮和酰胺态氮，其中硝态氮、铵态氮为速效氮、酰胺态氮为缓释氮。尿素以固体方式加入，并做为成粒所需的母粒，被其它物料层层包裹，通过利用物料间的化学反应增加颗粒强度，使包裹尿素的壳体更坚实，控制酰胺态氮的释放速度，使产品具有更好的缓释效果。作物适用范围更广，不但适用大田作物，还能适用于蔬菜、果木、烟草等经济类作物。肥料施入土壤后，硝态氮5—7天开始释放，铵态氮10—15天开始释放，酰胺态氮15天后开始释放，保证了作物全程供养分，减少了同期由于氮养分释放过多，作物不能吸收造成的养分损失和环境污染，养分利用率更高，肥料养分利用率能达到50-60%。

4、利用气氨在转鼓造粒机中完成硝酸磷肥的氨化，并利用过量的气氨和磷酸一铵反应的中和热来加热物料，同时提高磷酸铵盐的溶解度，以增加成粒所需的液相量，造粒物料水分明显减少，降低干燥负荷。

5、本发明的复合肥料产品：是根据作物前、中、后期的生产过程中对不同形态氮素的需求，为作物全程供养份的全态氮型速效缓释复合肥料。

6、生产过程中通过对尾气进行洗涤处理，并利用洗涤水补充成粒所需液相量。做到了复合肥生产过程中废气、废水零排放，使复合肥生产过程更友好环境。

7、生产时无需再加入任何粘合剂便可以达到良好的成球状况，实现无填充料造粒，降低生产成本。

附图说明

图1是本发明速效缓释复合肥料生产方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明：

如图1所示，本发明速效缓释复合肥料的有效配比，产品氮含量按质量百分比计：硝态氮2%—5%，铵态氮6%—9%，酰胺态氮7%—11%，磷、钾养分含量根据不同的产品配比确定。

所述含有硝态氮的基础肥料是硝铵磷，含有铵态氮的基础肥料是硝铵磷、氯化铵、磷酸一铵、硫酸铵、液氨中的几种混合物，含有酰胺态氮的基础肥料是尿素，其它含有磷、钾的粉状基础肥料是磷酸一铵、普钙、氯化钾、硫酸钾中的几种混合物，加入的基础肥料品种和加入量需视最终产品的养分、水分确定。

所述的速效缓释复合肥料的制备方法，在团粒法复合肥生产中，在物料中加入含有硝态氮、铵态氮、酰胺态氮的原料，为防止造粒过程中产生过多的硝酸脲，将气氨直接通到转鼓造粒机的料层中，完成硝铵磷的铵化处理，与尿素及其它含氮、磷、钾的粉状基础肥料造粒，造粒后经干燥、细料筛分、硝铵磷熔融喷浆、冷却、大料筛分、包膜得到速效缓释复合肥料。

物料干燥后进行细料筛分，筛孔直径2.0—3.0mm之间。

所述硝铵磷分两部分加入，将含硝态氮1%—3%的硝铵磷加入到料层中，利用硝铵磷遇热分解时产生的大量热量加热物料和提高造粒温度，利用硝铵磷和尿素反应生成硝酸脲的粘性，完成物料造粒过程，其余含硝态氮1%—2%的硝铵磷溶融后加入到冷却机进口1—1.5米处，对经烘干和细料筛分后的肥料颗粒表面进行包裹，使产品具有速效氮外壳。

本发明的原理是：生产过程中加入硝铵磷和尿素，并在造粒过程中通入气氨，以控制产生过多的硝酸脲使生产过程无法进行，充分利用硝酸脲的粘性和提高磷酸铵盐的溶解度做为成粒所需液相，利用硝铵磷热稳定性差，遇热分解产生的大量热量和气氨与磷酸一铵反应的中和热加热物料，并用造粒尾汽洗涤水补充成粒所需的液相量，与其它含氮、磷、钾粉状肥料，在较高的温度下，在转鼓造粒机的作用下团聚成粒，产品中含有三种氮元素：硝态氮、铵态氮和酰胺态氮。其中速效氮硝态氮在颗粒外层，以形成速效外壳，铵态氮和磷、钾养分在颗粒中间，缓释氮酰胺态氮尿素颗粒在肥料的最内层，以形成缓释内核。

CO(NH₂)₂+HNO₃=CO(NH₂)₂·HNO₃（硝酸脲）

NH₃+（NH₄）H₂PO₄=（NH₄）₂HPO₄+热量

下面通过实例对本发明作进一步的阐述：

实施例1

制备氮、磷、钾含量22—13—10的高氮产品，以1吨产品原料消耗定额为例：

具体生产流程：将气氨（含N82.3%、质量百分比，下同）40公斤，经计量后用加入到转鼓造粒机料层中，同时经微机计量加入硝铵磷（含N30%，其中含硝态氮14.5%、铵态氮15.5%，P₂O₅6%）135公斤，尿素（含N46.2%）230公斤，粉状磷酸一铵（含N10%，P₂O₅45%）215公斤，普钙（含P₂O₅17%）127公斤，氯化钾（含K₂O57%）178公斤，上述粉状物料与气氨在造粒机内混合造粒，造粒过程中充分利用硝酸脲的粘性和提高磷酸铵盐的溶解度做为成粒所需液相，并用造粒尾汽洗涤水补充成粒所需的液相量，转鼓造粒机内物料温度控制在60℃，经过3min造粒后，进入干燥机，干燥机进口气体温度为90℃，干燥20分钟，干燥后经筛孔直径2.0—3.0mm细筛筛分，在冷却机进口1.2米处，将硝铵磷（含N30%，其中含硝态氮14.5%、铵态氮15.5%，P₂O₅6%）75公斤融熔后，对经烘干和细料筛分后的肥料颗粒表面进行包裹，硝铵磷溶液温度控制在110℃。冷却后经筛孔直径4.0—4.5mm粗筛筛分，粗筛后的大颗粒经破碎一起返回造粒机，合格品进入包裹机，进行防结块处理，包膜，包装，得到粒度为2—4.5mm的复合肥料。产品含水1.8%，强度18N，含N—P₂O₅——K₂O为22.34—13.1—10.15，颗粒光滑、圆整，其中硝态氮含量3.05%，铵态氮含量8.69%，酰胺态氮含量10.60%。

实施例2：制备氮、磷、钾含量20—10—20高钾产品，以1吨产品原料消耗定额为例：

具体生产流程：将气氨（含N82.3%、质量百分比，下同）30公斤，经计量后用加入到转鼓造粒机料层中，同时经微机计量加入硝铵磷（含N30%，其中含硝态氮14.5%、铵态氮15.5%，P₂O₅6%）120公斤，氯化铵（含N_25.2）24公斤，尿素（含N_46.2）198公斤，粉状磷酸一铵（含N10%，P₂O₅45%）196公斤，氯化钾（含K₂O57%）352公斤，上述粉状物料与气氨在造粒机内混合造粒，造粒过程中充分利用硝酸脲的粘性和提高磷酸铵盐的溶解度做为成粒所需液相，并用造粒尾汽洗涤水补充成粒所需的液相量，转鼓造粒机内物料温度控制在70℃，经过4min造粒后，进入干燥机，干燥机进口气体温度为90℃，干燥20分钟，干燥后经筛孔直径2.0—3.0mm细筛筛分，在冷却机进口1.2米处，将硝铵磷（含N30%，其中含硝态氮14.5%、铵态氮15.5%，P₂O₅6%）80公斤融熔后，对经烘干和细料筛分后的肥料颗粒表面进行包裹，硝铵磷溶液温度控制在110℃。冷却后经筛孔直径4.0—4.5mm粗筛筛分，粗筛后的大颗粒经破碎一起返回造粒机，合格品进入包裹机，进行防结块处理，包膜，包装，得到粒度为2—4.5mm的复合肥料。产品含水1.6%，强度21N，含N—P₂O₅——K₂O为20.18—10.02—10.15，颗粒光滑、圆整，其中硝态氮含量2.90%，铵态氮含量8.13%，酰胺态氮含量9.15%。

本发明解决了传统团粒法制得的产品氮素单一，作物生长期内不能全程供养分，减少了同期由于氮养分释放过多，作物不能吸收造成的养分损失和环境污染等问题。本发明的产品所含有的硝态氮、铵态氮为速效氮、酰胺态氮为缓释氮，并且根据不同作物的生长需求，合理的配置上述氮元素的含量，有效的提高了氮元素的利用率。并且克服了传统产品能耗高、外观粗糙、成球率低、产品成本高的缺点，最大限度的降低成本，最大限度的提高了产品品质。

通过在生产中加入化工原料氨、硝铵磷和尿素，充分利用硝酸脲的粘性和提高磷酸铵盐的溶解度做为成粒所需液相，利用硝氨磷热稳定性差，遇热分解产生的大量热量和气氨与磷酸一铵反应的中和热加热物料，并用造粒尾汽洗涤水补充成粒所需的液相量，改变传统方式需要加入大量的蒸气和水做为成粒液相量的做法，并且不用添加粘合剂，产品成本有很大程度的降低。而且还可以根据不同的配方（所用硝铵磷的多少）调整氨用量，增加液相量和反应热，与其它含有氮、磷、钾等元素的肥料加工制作的速效缓释复合肥料，是化学反应成粒技术。氨化工艺的造粒成球率可以达到60-80%，而常规工艺只有40-60%。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种速效缓释复合肥料，其特征在于，该速效缓释复合肥料的有效配比，产品氮含量按质量百分比计：硝态氮2%—5%，铵态氮6%—9%，酰胺态氮7%—11%，磷、钾养分含量根据不同的产品配比确定。

2.根据权利要求1所述的速效缓释复合肥料，其特征在于，所述含有硝态氮的基础肥料是硝铵磷，含有铵态氮的基础肥料是硝铵磷、氯化铵、磷酸一铵、硫酸铵、液氨中的几种混合物，含有酰胺态氮的基础肥料是尿素，其它含有磷、钾的粉状基础肥料是磷酸一铵、普钙、氯化钾、硫酸钾中的几种混合物，加入的基础肥料品种和加入量需视最终产品的养分、水分确定。

3.一种如权利要求2所述的速效缓释复合肥料的制备方法，其特征在于，在团粒法复合肥生产中，在物料中加入含有硝态氮、铵态氮、酰胺态氮的原料，为防止造粒过程中产生过多的硝酸脲，将气氨直接通到转鼓造粒机的料层中，完成硝铵磷的铵化处理，与尿素及其它含氮、磷、钾的粉状基础肥料造粒，造粒后经干燥、细料筛分、硝铵磷熔融喷浆、冷却、大料筛分、包膜得到速效缓释复合肥料。

4.根据权利要求3所述的速效缓释复合肥料的制备方法，其特征在于，物料干燥后进行细料筛分，筛孔直径2.0—3.0mm之间。

5.根据权利要求3所述的速效缓释复合肥料的制备方法，其特征在于，所述硝铵磷分两部分加入，将含硝态氮1%—3%的硝铵磷加入到料层中，利用硝铵磷遇热分解时产生的大量热量加热物料和提高造粒温度，利用硝铵磷和尿素反应生成硝酸脲的粘性，完成物料造粒过程，其余含硝态氮1%—2%的硝铵磷溶融后加入到冷却机进口1—1.5米处，对经烘干和细料筛分后的肥料颗粒表面进行包裹，使产品具有速效氮外壳。

6.根据权利要求3所述的速效缓释复合肥料的制备方法，其特征在于，所述尿素以固体方式加入，并作为成粒所需的母粒，被含有其它养分的物料层层包裹，使产品具有缓释氮内核。