CN103382140B - 含有多种氮素的绿色环保氮钾追施肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含有多种氮素的绿色环保氮钾追施肥料及其制备方法，尿素占总投入原料量的质量百分比≧20%、碳酸氢铵占5%—7%、硫酸铵占7%—15%、硝酸钾占10%—14%、氯化钾占≧8%、腐植酸占7%、海泡石占8%—12%、氢氧化钙占5%—7%，及其它含有微量元素的物料和植物生长调节剂。造粒过程中利用硝酸钾与尿素反应生成的硝酸脲和海泡石的粘性作为粘合剂，利用碳酸氢铵分解产生的水作为液相量，利用蒸汽增加造粒物料温度，并补充成粒所需的液相量，完成物料造粒过程。最终产品含有硝态氮、铵态氮和酰胺态氮，并含有有机质，多种中微量元素，植物生长调节剂，达到改良土壤，降低土壤盐分，增加作物对营养元素的吸收，提高作物品质和产量，增强作物抗病能力的目的。

Description

含有多种氮素的绿色环保氮钾追施肥料及其制备方法

技术领域

本发明属于化学肥料技术领域，具体涉及一种含有多种氮素的绿色环保氮钾追施肥料及其制备方法。

背景技术

全球农业生产正朝着绿色农业、环保农业的方向发展，这是世界农业的发展趋势，也是中国农业可持续发展的出路。中国的耕地占世界总量的7%，却使用了占世界35%的化肥，中国在成为世界化肥生产与消费第一大国的同时也成为了第一浪费大国，长期大量施用化肥在给农作物增产的同时，也造成了严重的土壤、空气及水体污染。追肥是作物施肥的重要组成部分，追肥在整体肥料用量中占到50%左右，我国现阶段对追肥的技术具有较深入的研究，但是对追肥品种的研究开发不够，现有追肥品种一般采用施用普通复合肥料的方式，氮磷钾比例不协调，肥料中大多含有磷元素，而实际使用中磷元素一般以底肥形式使用，追肥只适用于氮钾肥，这样造成了磷元素的浪费。产品氮养分单一，含有一种氮素（酰胺态氮）或二种氮素（硝态氮和铵态氮），容易发生由于同期氮养分释放过多过快，作物不能吸收造成的养分损失和环境污染。

针对上述问题，开发应用于不同作物的含有多种氮素、有机质和中微量元素的追肥是实现肥料高效利用，减少投入，保护环境，改良土壤的有效途径。现有公开的生产含有硝态氮、铵态氮和酰胺态氮的肥料技术是采用在料层中通入气氨的方法，如申请号为201110021138.6的中国专利申请公开的就是这种方法：在料层中通入气氨对硝酸磷肥进行氨化，以控制尿素与硝酸磷肥反应生成硝酸脲的质量。该方法只适用于具有氨使用、储存权的企业，由于氨具有易燃、易爆、毒性高等重大安全隐患，氨存储量10吨以上就构成重大危险源，国内关于氨使用的重大安全事故时有发生，很多复合肥料生产企业是不能获到氨使用和储存权的，因此该方法具有很大的局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用现有的复合肥团粒法生产设备，制作含有多种氮素的绿色环保氮钾追施肥料，产品含有硝态氮、铵态氮、酰胺态氮三种氮素。由于三种氮素释放时间不同，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。

本发明的另一目的是通过加入碳酸氢铵，在造粒过程中完成硝酸钾的氨化，以防止产生过多的硝酸脲，使生产不能正常进行，并利用其分解产生的水作为成粒所需液相量。通过采用烘干后大颗粒热筛分、热破碎的流程，提高破碎效果，减少破碎时的粉尘，生产过程更有友好环境。

本发明的另一目的是通过加入富含有机质、中微量元素和植物生长调节剂的物料，达到降低土壤盐分含量、保水保墒、改良土壤，防止土壤板结，以达到提高作物品质和产量，增强作物抗病能力的目的。因此也可以当作土壤调理剂使用。

本发明的进一步目的是通过按比例加入氢氧化钙，提高物料的碱性，保证产品的酸碱性为中性，以解决配料中酸性原料较多，产品酸性高，不适合酸性土壤使用的问题，产品适用性更强。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种含有多种氮素的绿色环保氮钾追施肥料，所述的尿素占总投入原料量的质量百分比≧20%、碳酸氢铵占总投入原料量的质量百分比5%—7%、硫酸铵（含有硫元素）占总投入原料量的质量百分比7%—15%、硝酸钾占总投入原料量的质量百分比10%—14%、氯化钾占总投入原料量的质量百分比≧8%、腐植酸占总投入原料量的质量百分比7%，海泡石占总投入原料量的质量百分比8%—12%，海泡石是一种天然矿物质，硅含量在50%—60%之间，镁含量在20%—25%之间、氢氧化钙占总投入原料量的质量百分比5%—7%，及其它含有微量元素和植物生长调节剂的物质。

所述的碳酸氢铵/氢氧化钙/硝酸钾的质量比为1：1：2。

所述的其它含有微量元素的物质是硫酸锌（含有硫、锌两种元素）、硫酸铜（含有硫、铜两种元素）、钼酸铵（含有钼元素）、硫酸锰（含有硫、锰两种元素）、硫酸亚铁（含有硫、铁两种元素）中的一种或几种混合物，加入的微量元素和加入量根据作物生长需求确定；所述的植物生长调节剂是复硝酚钠，复硝酚钠是1997年经美国国家环保局批准，进入美国绿色食品工程唯一人工合成植物生长调节剂，在植物的整个生命期均可使用，具有改善作物品质，提高作物根部活力，增加根部对营养元素的吸收，提高单位时间内植物对营养元素的吸收和利用，具有增强作物抗真菌病害、细菌病害、病毒病害的能力。

所述产品中含有硝态氮、铵态氮和酰胺态氮，有机质，作物生长所需的中量元素：钙、镁、硫、硅及微量元素铜、锌、钼、锰、铁中的一种或几种，并含有植物生长调节剂，因此也可以当作土壤调理剂使用。含有硝态氮的基础肥料是硝酸钾，含有铵态氮的基础肥料是碳酸氢铵和硫酸铵，含有酰胺态氮的基础肥料是尿素。

所述的含有多种氮素的绿色环保氮钾追施肥料的制备方法，包括以下步骤：

（1）在团粒法复合肥生产中，尿素、碳酸氢铵、硫酸铵、硝酸钾、氯化钾、腐植酸、海泡石、氢氧化钙及其它含有微量元素和植物生长调节剂的物料经微机计量后进入转鼓造粒机，造粒过程中利用硝酸钾与尿素反应生成的硝酸脲和海泡石的粘性作为粘合剂，利用碳酸氢铵分解产生的水作为成粒所需液相量，不需要另加入促进成粒的粘性填充料就能获得较好的成粒效果，很好的解决了氮钾肥料成粒困难的问题。为防止在造粒过程中产生过多的硝酸脲使生产无法正常进行，利用碳酸氢铵分解产生的氨气完成硝酸钾的氨化处理，以控制反应生成硝酸脲的质量，转鼓造粒机内物料温度控制在50—60℃，造粒时间3～7min；

（2）造粒后，物料进入烘干机，烘干机温度控制在90—100℃，烘干时间25～35min；

（3）烘干后进行大颗粒热筛分，筛孔直径4.5mm，筛分后的大颗粒经破碎后返回转鼓造粒机。采用大颗粒热筛分和破碎与冷却后进行大颗粒筛分和破碎相比，具有大颗粒破碎效果好，粉尘少，生产过程更友好环境的特点，还有效降低了冷却负荷，产品冷却效果好，包装时温度低，存储不易结块。

（4）筛分后的其它物料进入冷却机，冷却时间20～30min，冷却后经细筛筛分，筛孔直径2.0—3.0mm之间，细筛后的粉状物料返回转鼓造粒机，合格品进入包裹机，进行防结块处理，经料仓储存后进行包装。

所述的含有多种氮素的绿色环保氮钾追施肥料的制备方法，通过加入氢氧化钙提高物料的碱性，以保证产品的酸碱性为中性，并得到中量元素钙，解决了配料中酸性原料较多，产品酸性高，不适合酸性土壤使用的问题，产品适用性更强。

所述的含有多种氮素的绿色环保氮钾追施肥料的制备方法，步骤（1）中用蒸汽补充成粒所需的液相量，以增加造粒物料温度。

本发明含有多种氮素的绿色环保氮钾追施肥料及其制备方法与现有技术相比有如下优点：

1、生产过程中利用尿素与硝酸钾反应产生的硝酸脲和海泡石的粘性作为成粒所需粘合剂，利用碳酸氢铵遇热分解产生的水作为成粒所需液相量，不需要添加其它促进成粒的粘性填充料就有较高的成粒率。为防止尿素与硝酸钾反应产生过多的硝酸脲，使生产无法进行，利用碳酸氢铵分解产生的氨气对硝酸钾进行氨化，以控制反应生成硝酸脲的质量。

2、采用大颗粒热筛分和热破碎的生产流程，即干燥后进行大颗粒筛分和破碎，与冷却后进行大颗粒筛分和破碎相比，具有破碎效果好，粉尘少，生产过程更有友好环境的特点。

3、所生产的产品中同时含有硝态氮、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。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，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。

4、为解决配料中酸性原料较多，产品酸性高，不适合酸性土壤使用的问题，采用加入氢氧化钙提高物料的碱性，以保证产品的酸碱性为中性，产品适用性更强。

5、本发明的氮钾肥料产品：除含有氮、钾元素和有机质外，还含有作物生长所须的全部中量元素：钙、镁、硫、硅和微量元素铜、锌、钼、锰、铁中的一种或几种，并且还含有植物生长调节剂复硝酚钠。产品施用后可降低土壤盐分含量、保水保墒、改良土壤，防止土壤板结，以达到提高作物品质和产量，增强作物抗病能力的目的。所用的原材料不含有重金属镉、铅、砷、铬等有毒物质和活体蝈虫卵及大肠杆菌，无毒无异味，无需发酵，不会造成环境污染和传播人体疾病等公害。

6、本发明的原料适应性强，产品配方调整灵活，生产品种多样，并可根据不同作物对微量元素的需要添加微量元素。例如：生产大豆使用的追施肥料可加入钼酸铵、硫酸铜，生产水稻使用的追施肥料可加入硫酸锌，生产玉米使用的追施肥料可加入硫酸锰、硫酸亚铁。

7、生产时无需再加入任何粘性填充料便可以达到良好的成粒状况，解决了氮钾肥料生产中成粒困难，需要加入大量粘性填充料才能成粒的问题，很大程度的降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明的含有多种氮素的绿色环保氮钾追施肥料的制备方法流程图。

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：

本发明的含有多种氮素的绿色环保氮钾追施肥料，尿素占总投入原料量的质量百分比≧20%、碳酸氢铵占总投入原料量的质量百分比5%—7%、硫酸铵占总投入原料量的质量百分比7%—15%、硝酸钾占总投入原料量的质量百分比10%—14%、氯化钾占总投入原料量的质量百分比≧8%、腐植酸占总投入原料量的质量百分比7%、海泡石占总投入原料量的质量百分比8%—12%、氢氧化钙占总投入原料量的质量百分比5%—7%，及其它含有微量元素和植物生长调节剂的物质。

碳酸氢铵/氢氧化钙/硝酸钾的质量比为1：1：2。

其它含有微量元素的物质是硫酸锌、硫酸铜、钼酸铵、硫酸锰、硫酸亚铁中的一种或几种混合物，加入的微量元素和加入量根据作物生长需求确定；植物生长调节剂是复硝酚钠。

产品中含有硝态氮、铵态氮和酰胺态氮，有机质，作物生长所需的中量元素：钙、镁、硫、硅及微量元素铜、锌、钼、锰、铁中的一种或几种，并含有植物生长调节剂，因此也可以当作土壤调理剂使用。

上述的含有多种氮素的绿色环保氮钾追施肥料的制备方法，包括以下步骤：

（1）在团粒法复合肥生产中，尿素、碳酸氢铵、硫酸铵、硝酸钾、氯化钾、腐植酸、海泡石、氢氧化钙及其它含有微量元素和植物生长调节剂的物料经微机计量后进入转鼓造粒机，造粒过程中利用硝酸钾与尿素反应生成的硝酸脲和海泡石的粘性作为粘合剂，利用碳酸氢铵分解产生的水作为液相量，并利用碳酸氢铵分解产生的氨气完成硝酸钾的氨化处理，以控制反应生成硝酸脲的质量，转鼓造粒机内物料温度控制在50—60℃，造粒时间3～7min；

（2）造粒后，物料进入烘干机，烘干机温度控制在90—100℃，烘干时间25～35min；

（3）烘干后进行大颗粒热筛分，筛孔直径4.5mm，筛分后的大颗粒经破碎后返回转鼓造粒机；

（4）筛分后的其它物料进入冷却机，冷却时间20～30min；冷却后经细筛筛分，筛孔直径2.0—3.0mm之间，细筛后的粉状物料返回转鼓造粒机，合格品进入包裹机，进行防结块处理，经料仓储存后进行包装。

通过加入氢氧化钙提高物料的碱性，以保证产品的酸碱性为中性，并得到中量元素钙。

步骤（1）中用蒸汽补充成粒所需的液相量，以增加造粒物料温度。

本发明的原理是：生产过程中加入硝酸钾、尿素和碳酸氢铵，利用尿素与硝酸钾反应产生的硝酸脲和海泡石的粘性作为成粒所需粘合剂，利用碳酸氢铵遇热分解产生的水作为成粒所需液相量，不需要添加其它粘性物质就有较高的成粒率。为防止尿素与硝酸钾反应产生过多的硝酸脲，使生产无法进行，利用碳酸氢铵分解产生的氨气对硝酸钾进行氨化，以控制反应生成硝酸脲的质量，利用蒸汽补充成粒所需的液相量，并增加造粒物料温度，在较高的温度下，在转鼓造粒机的作用下团聚成粒。通过加入氢氧化钙提高物料的碱性，以保证产品的酸碱性为中性。

CO(NH₂)₂+HNO₃=CO(NH₂)₂·HNO₃（硝酸脲）

NH₄HCO₃=NH₃+H₂O+CO₂

下面通过实例对本发明作进一步的阐述：

实施例1：22—0—10水稻追肥，以1吨产品原料消耗定额为例：

经微机计量加入尿素（含N46.2%、质量百分比，下同）365公斤，碳酸氢铵（含N17%）60公斤，硫酸铵（含N21%、含硫）130公斤，硝酸钾（含N13.5%，K₂O46%）120公斤，氯化钾（含K₂O60%）80公斤，腐植酸（有机质含量≧60%）70公斤，海泡石（含镁、硅）90公斤，氢氧化钙（氧化钙含量≧50%）60公斤，硫酸锌（含硫、锌）20公斤，复硝酚钠5公斤，上述物料在转鼓造粒机内混合，利用硝酸脲、海泡石的粘性和碳酸氢铵分解产生的水作为成粒所需液相量，通过加入蒸汽提高物料温度并补充成粒所需的液相量，转鼓造粒机内物料温度控制在50℃，经过4min造粒后，进入干燥机，干燥机进口气体温度为90℃，干燥25分钟，干燥后进行大颗粒筛分，筛孔直径4.5mm，大颗粒经破碎后返回转鼓造粒机，其它物料进入冷却机，冷却时间25min，冷却后经筛孔直径2.0—3.0mm细筛筛分，细筛后的粉状物料返回转鼓造粒机，合格品进入包裹机，进行防结块处理，包装，得到粒度为2—4.5mm的氮钾肥料。产品含N—P₂O₅—K₂O为22.20%—0—10.32%，含有机质、中量元素硫、钙、镁、硅、微量元素锌和植物生长调节剂，含水1.6%，颗粒光滑、圆整。

实施例2：20—0—15玉米追肥，以1吨产品原料消耗定额为例：

经微机计量加入尿素（含N46.2%、质量百分比，下同）340公斤，碳酸氢铵（含N17%）50公斤，硫酸铵（含N21%、含硫）105公斤，硝酸钾（含N13.5%，K₂O46%）100公斤，氯化钾（含K₂O60%）175公斤，腐植酸（有机质含量≧60%）70公斤，海泡石（含镁、硅）80公斤，氢氧化钙（氧化钙含量≧50%）50公斤，硫酸锰（含硫、锰）15公斤，硫酸亚铁（含硫、铁）10公斤，复硝酚钠5公斤，上述物料在转鼓造粒机内混合，利用硝酸脲、海泡石的粘性和碳酸氢铵分解产生的水作为成粒所需液相量，通过加入蒸汽提高物料温度并补充成粒所需的液相量，转鼓造粒机内物料温度控制在55℃，经过6min造粒后，进入干燥机，干燥机进口气体温度为95℃，干燥30分钟，干燥后进行大颗粒筛分，筛孔直径4.5mm，大颗粒经破碎后返回转鼓造粒机，其它物料进入冷却机，冷却时间25min，冷却后经筛孔直径2.0—3.0mm细筛筛分，细筛后的粉状物料返回转鼓造粒机，合格品进入包裹机，进行防结块处理，包装，得到粒度为2—4.5mm的氮钾肥料。产品含N—P₂O₅—K₂O为20.10%—0—15.10%，含有机质、中量元素硫、钙、镁、硅、微量元素锰、铁和植物生长调节剂，含水1.8%，颗粒光滑、圆整。

实施例3：15—0—20大豆追肥，以1吨产品原料消耗定额为例：

经微机计量加入尿素（含N46.2%、质量百分比，下同）230公斤，碳酸氢铵（含N17%）50公斤，硫酸铵（含N21%、含硫）110公斤，硝酸钾（含N13.5%，K₂O46%）100公斤，氯化钾（含K₂O60%）260公斤，腐植酸（有机质含量≧60%）70公斤，海泡石（含镁、硅）100公斤，氢氧化钙（氧化钙含量≧50%）50公斤，钼酸铵（含钼）15公斤，硫酸铜（含硫、铜）10公斤，复硝酚钠5公斤，上述物料在转鼓造粒机内混合，利用硝酸脲、海泡石的粘性和碳酸氢铵分解产生的水作为成粒所需液相量，通过加入蒸汽提高物料温度并补充成粒所需的液相量，转鼓造粒机内物料温度控制在50℃，经过6min造粒后，进入干燥机，干燥机进口气体温度为100℃，干燥30分钟，干燥后进行大颗粒筛分，筛孔直径4.5mm，大颗粒经破碎后返回转鼓造粒机，其它物料进入冷却机，冷却时间25min，冷却后经筛孔直径2.0—3.0mm细筛筛分，细筛后的粉状物料返回转鼓造粒机，合格品进入包裹机，进行防结块处理，包装，得到粒度为2—4.5mm的氮钾肥料。产品含N—P₂O₅—K₂O为15.10%—0—20.20%，含有机质、中量元素硫、钙、镁、硅、微量元素钼、铜和植物生长调节剂，含水1.8%，颗粒光滑、圆整。

本发明解决了传统团粒法制得的产品氮素单一，中微量元素少，有机质来源含有重金属镉、铅、砷、铬等有毒物质和活体蝈虫卵及大肠杆菌，容易造成环境污染和传播人体疾病等公害，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，合理的配置了微量元素的品种，有效的提高了肥料的利用率。产品所含有的有机质来源为腐植酸，不但含有大量的有机质，还能延缓尿素分解，逐渐释放氮素，使肥效延长，与植物生长调节剂复硝酚钠一起使用，达到降低土壤盐分含量、改良土壤，防止土壤板结，提高作物品质和产量，增强作物抗病能力的目的。

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 (2)

1.一种含有多种氮素的绿色环保氮钾追施肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在团粒法复合肥生产中，尿素、碳酸氢铵、硫酸铵、硝酸钾、氯化钾、腐植酸、海泡石、氢氧化钙及其它含有微量元素和植物生长调节剂的物料经微机计量后进入转鼓造粒机，造粒过程中利用硝酸钾与尿素反应生成的硝酸脲和海泡石的粘性作为粘合剂，利用碳酸氢铵分解产生的水作为液相量，并利用碳酸氢铵分解产生的氨气完成硝酸钾的氨化处理，以控制反应生成硝酸脲的质量，转鼓造粒机内物料温度控制在50—60℃，造粒时间3～7min；

(2)造粒后，物料进入烘干机，烘干机温度控制在90—100℃，烘干时间25～35min；

(3)烘干后进行大颗粒热筛分，筛孔直径4.5mm，筛分后的大颗粒经破碎后返回转鼓造粒机；

(4)筛分后的其它物料进入冷却机，冷却时间20～30min；冷却后经细筛筛分，筛孔直径2.0—3.0mm之间，细筛后的粉状物料返回转鼓造粒机，合格品进入包裹机，进行防结块处理，经料仓储存后进行包装；

所述尿素占总投入原料量的质量百分比≧20％、碳酸氢铵占总投入原料量的质量百分比5％—7％、硫酸铵占总投入原料量的质量百分比7％—15％、硝酸钾占总投入原料量的质量百分比10％—14％、氯化钾占总投入原料量的质量百分比≧8％、腐植酸占总投入原料量的质量百分比7％、海泡石占总投入原料量的质量百分比8％—12％、氢氧化钙占总投入原料量的质量百分比5％—7％，及其它含有微量元素的物质和植物生长调节剂。

2.根据权利要求1所述的含有多种氮素的绿色环保氮钾追施肥料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中用蒸汽补充成粒所需的液相量，以增加造粒物料温度。