CN103242090A - 一种环境友好型包膜缓释肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环境友好型包膜缓释肥料及其制备方法。该包膜缓释肥料，由颗粒肥料核心和外层包膜构成，包膜材料由天然硅酸盐矿物粉末、废弃动植物油脂、缓释添加剂组成，该包膜缓释肥料中颗粒肥料占88.2％～95.2％，包膜材料占4.8％～11.8％。该包膜缓释肥料的制备方法通过：A、原料配备；B、制备包膜液；C、制备包膜粉；D、喷涂、滚涂；E、复合与分散；F、重复D、E步骤；G、出料、干燥、包装。这种环境友好型包膜缓释肥料及其制备方法绿色环保、成本低、得以大规模普及推广。

Description

一种环境友好型包膜缓释肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及缓释肥料的生产领域，具体是一种环境友好型包膜缓释肥料及其制备方法。

背景技术

我国是农业大国，同时也是当今世界最大的化肥生产国和消费国。长期以来由于化肥结构不合理、化肥结构单一、其单位面积的施肥量已达世界平均量的1.66倍，而氮肥的利用率仅为30％～50％，远低于世界发达国家的水平，既浪费资源、又污染环境。因此，提高化肥利用率已成为中国特别关注的问题。缓释肥料是指养分释放速率能与作物需肥规律相匹配，具有特定温度释放速度变化规律，而且氮素释放不受土壤类型、含水量、PH值、微生物等复杂因素的影响，能最大限度提高肥料有效利用率，防止多余养分污染环境，因此，被称为是“环境友好型”肥料，是21世纪肥料产业发展的方向。美国、日本、西欧已有多家生产缓释肥料的厂家，而我国在研究缓释肥料方面起步较晚，迄今为止只有极少数的厂家生产缓释肥料，毫无疑问，在我国滥用化肥问题及化肥需求结构和质量问题越来越突出的现状下，大力推广缓释肥料技术，对农业生产水平的提高及环境质量的提高，具有重要的意义。

目前，制约包膜缓释肥大规模生产和推广的主要因素为：其一，以高分子聚合物包膜尿素为例，使用的合成树脂等原料价格昂贵，生产中必须使用有机溶剂，不仅增加了生产材料成本，同时因溶剂的挥发等造成环境危害。其工艺使用沸腾炉或流化床，在较高温度或密闭条件下喷雾包膜，造成原材料浪费严重，对包膜设备功能和指标要求高，增加了设备投资成本。由于工艺本身的特点，缓释肥料无法进行大批量生产，日产量很难达到10T以上。显然，对国内农业生产来讲是无法接受的。其二，现有缓释肥料的缓释材料功能单一，性能有待改善。以树脂包膜尿素为例，氮素释放速度是通过高分子膜孔径大小来控制。缓释尿素颗粒一般出现包膜完整和不完整两种情况，对前者而言，由于聚合物膜比较致密，在植物营养需求期间内，氮素几乎不能较好的释放出来，导致这部分缓释尿素颗粒释放周期太长；对后者而言，氮素很快得到释放，总体上，该类缓释尿素在植物营养需求中期很难满足需求，由于完全释放时间太长也一定程度导致肥效不理想和一定的肥效损失。其三，合成树脂一类聚合物包膜肥料，膜材料很难降解，一定程度上存在环境问题，不能长期使用。目前，未见使用特殊的缓释添加剂来调整缓释肥料性能和降低成本的方法及其相关的报道。

发明内容

本发明提供一种环境友好型包膜缓释肥料及其制备方法，要解决现有的包膜缓释肥料不环保、成本高、且难以普及推广的问题。

本发明的这种环境友好型包膜缓释肥料，由颗粒肥料核心和外层包膜构成，包膜材料由天然硅酸盐矿物粉末、废弃动植物油脂、缓释添加剂组成，该包膜缓释肥料中颗粒肥料占88.2％～95.2％，包膜材料占4.8％～11.8％。

所述的天然硅酸盐矿物粉末为高岭土、硅藻土、活性白土；所述的废弃动植物油脂为地沟油、煎炸老油、酸化油；所述的缓释添加剂有液体缓释添加剂为油酸、单甘酯、液体石蜡，有固体缓释添加剂为硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸钙。

所述的废弃动植物油脂与颗粒肥料的质量比为：废弃动植物油脂/颗粒肥料＝0.03～0.06；所述的天然硅酸盐矿物粉末与颗粒肥料的质量比为：天然硅酸盐矿物粉末/颗粒肥料＝0.02～0.08。

所述的缓释添加剂与废弃动植物油脂的质量比为：油酸/油脂＝0.005～0.035，单甘酯/油脂＝0～0.005，液体石蜡/油脂＝0.001～0.005；硬脂酸/油脂＝0.01～0.35，硬脂酸钙/油脂＝0.01～0.25，硬脂酸镁/油脂＝0.01～0.35。

本发明的这种环境友好型包膜缓释肥料的制备方法通过如下步骤：

A、原料配备：将粒径为2mm～5mm的颗粒肥料过筛分级、干燥、称量备用；

B、制备包膜液：液体缓释添加剂与废弃动植物油脂的质量比为：油酸/油脂＝0.005～0.035，单甘酯/油脂＝0～0.005，液体石蜡/油脂＝0.001～0.005；将按质量比称量的废弃动植物油脂和液体缓释添加剂，在搅拌机高速搅拌条件下混合均匀，即配成包膜液；

C、制备包膜粉：固体缓释添加剂与废弃动植物油脂的质量比为：硬脂酸/油脂＝0.01～0.35，硬脂酸钙/油脂＝0.01～0.25，硬脂酸镁/油脂＝0.01～0.35，天然硅酸盐矿物粉末中的高岭土/颗粒肥料的质量比为0.02～0.08，将按质量比称量的天然硅酸盐矿物粉末、固体缓释添加剂，一并放入混合机中混合均匀，形成天然硅酸盐矿物粉末混合物，即配制成包膜粉；

D、喷涂、滚涂：先将称量好的主料颗粒肥料装入包膜机，然后取B步骤配制包膜液体的一半，将包膜液通过滚涂、喷涂均匀地包敷在颗粒肥料表面；

E、复合与分散：包膜机运转过程中，将C步骤混合好的包膜粉原料的一半缓慢加入涂敷有包膜液的颗粒肥料中，通过滚动达到复合与分散；

F、重复D、E步骤；

G、出料、干燥、包装。

所述的包膜机为转鼓型包膜机或筒型造粒机，其转速为：15rpm～40rpm，并且缓释肥料的生产在室温通风或热风环境中进行。

本发明提供的这种环境友好型包膜缓释肥料及其制备方法，所用原料为颗粒肥料、天然硅酸盐矿物粉末，由于加入了废弃动植物油脂、液体缓释添加剂、固体缓释添加剂，使缓释肥料从性价比到产业化和大面积推广应用、从产品质量到生产工艺、从环保到施肥后期效应等等都发生了质的变化，具体特点如下：

1、通过添加微量有优越疏水性能的控释缓释添加剂，很好地改善了包膜孔道性质，从而提高了控释缓释效果，显著地降低了包膜材料用量，降低了生产成本；

2、由于包膜材料均为天然原料、氮素营养释放完毕后能够迅速降解分化，生产过程不使用有机溶剂，无任何的固、液、气污染物排放；

3、包膜材料含量低于10.1％，氮素含量41.4％～43.7％，控释效果达到日本、美国控释肥标准；比普通尿素利用率提高30％以上，显著降低了农业生产成本；

4、控释尿素缓释肥料无结块现象，可以和多种化肥复混；

5、控释尿素、缓释肥料的膜材料是一种多孔的结构，控释缓释尿素肥料是通过复合膜中无机粒子和天然油脂膜界面控制，解决了现有技术因膜的致密性而导致控释尿素缓释肥料长期不能释放的问题，长期使用可以改善土壤结构，使土壤疏松，增强土壤保水性，由于其吸附性能优于树脂膜，使其在营养释放完毕后一段时间内能够较好地吸附和储存水分；

6、生产使用普通的转鼓造粒机或桶型造粒机即可，工艺简单、设备投资小、同产量大、易于大规模生产和推广。

具体实施方式

包膜工艺在转鼓包膜机或筒型造粒机中进行，转速：15rpm～40rpm，在室温通风或热风环境进行，温度：20℃～50℃。包膜步骤为：颗粒肥料装入包膜机→开动包膜机→向颗粒肥料表面喷洒包膜液→滚匀→向肥料中加入包膜粉→滚匀→向颗粒肥料表面再喷洒包膜液→滚匀→再向肥料中加入包膜粉→出料(制成以颗粒肥料为核心的外层分别有两层包膜液、包膜粉包膜的环保型包膜缓释肥料)、干燥、包装。

实施例一：

(1)将颗粒肥料过筛分级、干燥，称取2mm～5mm颗粒肥料1000g备用；

(2)分别称取地沟油40g、单甘酯0.12g、液体石蜡0.12g，并将其放在电动搅拌机或磁力搅拌器上搅拌，充分混合均匀制成包膜液待用；

(3)分别称取硬脂酸10g、硬脂酸钙8g、硬脂酸镁8g，将其放在混合机中混合均匀制成包膜粉待用，将颗粒肥料1000g装入转鼓型或筒型包膜机，设定包膜机转速40rpm，开动包膜机让颗粒肥料在包膜机中具有良好的滚动；

(4)取(2)配制的包膜液体一半，并均匀地喷洒在肥料表面，以50℃热风吹之，使之表面发粘；

(5)取(3)混合好的包膜粉原料的一半徐徐撒在颗粒肥料上，继续转动包膜机，并以热风吹拂肥料颗粒，使之表面变硬；

(6)重复(4)、(5)操作，制成以颗粒肥料为核心的外层分别有两层包膜液、包膜粉包膜的环境友好型包膜缓释肥料；

(7)取出、干燥、包装、入库。

实施例二：

(1)分别称取2mm～3mm颗粒肥料1000g，煎炸老油30g、高岭土30g、液体石蜡0.09g、硬脂酸6g、硬脂酸钙(或硬脂酸镁)6g、单甘酯0.20g；

(2)将煎炸老油、液体石蜡、单甘酯充分混合均匀制成包膜液；

(3)将1/2高岭土、硬脂酸、硬脂酸钙(或硬脂酸镁)在混合机中混合均匀制成包膜粉；

(4)设定包膜机转速35rpm，取(2)配制的液体一半，并均匀地喷洒，以适当以热风吹之，使之表面发粘；

(5)将其余1/2高岭土，缓慢撒在颗粒肥料上，继续转动包膜机，并辅之热风吹拂使之表面变硬。

(6)重复(4)、(5)操作，制成以颗粒肥料为核心的外层分别有两层包膜液、包膜粉包膜的环境友好型包膜缓释肥料；

(7)取出、干燥、包装、入库。

Claims (5)

1.一种环境友好型包膜缓释肥料，由颗粒肥料核心和外层包膜构成，其特征在于：包膜材料由天然硅酸盐矿物粉末、废弃动植物油脂、缓释添加剂组成，该包膜缓释肥料中颗粒肥料占88.2％～95.2％，包膜材料占4.8％～11.8％。

2.根据权利要求1所述的一种环境友好型包膜缓释肥料，其特征在于：所述天然硅酸盐矿物粉末为高岭土、硅藻土、活性白土；所述废弃动植物油脂为地沟油、煎炸老油、酸化油；所述缓释添加剂有液体缓释添加剂为油酸、单甘酯、液体石蜡，有固体缓释添加剂为硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸钙。

3.根据权利要求1所述的一种环境友好型包膜缓释肥料，其特征在于：所述废弃动植物油脂与颗粒肥料的质量比为：废弃动植物油脂/颗粒肥料＝0.03～0.06；所述天然硅酸盐矿物粉末与颗粒肥料的质量比为：天然硅酸盐矿物粉末/颗粒肥料＝0.02～0.08。

4.根据权利要求2所述的一种环境友好型包膜缓释肥料，其特征在于：所述缓释添加剂与废弃动植物油脂的质量比为：油酸/油脂＝0.005～0.035，单甘酯/油脂＝0～0.005，液体石蜡/油脂＝0.001～0.005；硬脂酸/油脂＝0.01～0.35，硬脂酸钙/油脂＝0.01～0.25，硬脂酸镁/油脂＝0.01～0.35。

5.一种环境友好型包膜缓释肥料的制备方法，其特征在于通过如下步骤：

A、原料配备：将粒径为2mm～5mm的颗粒肥料过筛分级、干燥、称量备用；

B、制备包膜液：液体缓释添加剂与废弃动植物油脂的质量比为：油酸/油脂＝0.005～0.035，单甘酯/油脂＝0～0.005，液体石蜡/油脂＝0.001～0.005；将按质量比称量的废弃动植物油脂和液体缓释添加剂，在搅拌机高速搅拌条件下混合均匀，即配成包膜液；

C、制备包膜粉：固体缓释添加剂与废弃动植物油脂的质量比为：硬脂酸/油脂＝0.01～0.35，硬脂酸钙/油脂＝0.01～0.25，硬脂酸镁/油脂＝0.01～0.35，天然硅酸盐矿物粉末中的高岭土/颗粒肥料的质量比为0.02～0.08，将按质量比称量的天然硅酸盐矿物粉末、固体缓释添加剂，一并放入混合机中混合均匀，形成天然硅酸盐矿物粉末混合物，即配制成包膜粉；

D、喷涂、滚涂：先将称量好的主料颗粒肥料装入包膜机，然后取B步骤配制包膜液体的一半，将包膜液通过滚涂、喷涂均匀地包敷在颗粒肥料表面；

E、复合与分散：包膜机运转过程中，将C步骤混合好的包膜粉原料的一半缓慢加入涂敷有包膜液的颗粒肥料中，通过滚动达到复合与分散；

F、重复D、E步骤；

G、出料、干燥、包装。