CN103497022A

CN103497022A - 缓释复混肥及其制备方法

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Publication number: CN103497022A
Application number: CN201310476652.8A
Authority: CN
Inventors: 杨林; 熊星; 张志业; 王辛龙; 杨秀山; 孔行健; 钟本和
Original assignee: Sichuan University
Current assignee: Sichuan University
Priority date: 2013-10-14
Filing date: 2013-10-14
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2033-10-14
Also published as: CN103497022B

Abstract

本发明涉及一种缓释复混肥及其制备方法，属于肥料领域。本发明解决的技术问题是提供一种缓释复混肥。本发明的缓释复混肥，包括核心层和包覆在核心层表面的包膜层，所述核心层为复混肥颗粒，包膜层为湿法磷酸工业的副产物和占缓释复混肥重量0.1-20%的包膜辅助剂，其中，包膜辅助剂为腐植酸、糖蜜、淀粉、黏土、白垩土、高岭土、煤泥、苦土、海泡石粉、磷石膏、钙镁磷肥中的至少一种。本发明提供了湿法磷酸工业副产物大量利用的新途径；采用湿法磷酸工业副产物作为包膜层主要原料，并采用低成本的包膜助剂，极大地降低了该缓释肥的生产成本；该缓释肥制备工艺简单，可在常温常压下进行，所用原料简单易得，安全无毒，操作简单。

Description

缓释复混肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种缓释复混肥及其制备方法，属于肥料领域。

背景技术

磷化学工业是以磷矿石为原料经过物理化学加工得到各种含磷制品的工业。磷酸作为该工业的中间产物，主要通过湿法磷酸和热法磷酸两种技术生产得来。近年来，随着市场需求的变化以及资源、环境、能源等因素的制约，以湿法磷酸技术为基础的磷酸及无机磷酸盐生产技术逐渐代替传统的热法磷酸及磷酸盐生产技术。但在湿法磷酸工业生产的过程当中，产生了各种含磷的工业副产物，比如湿法磷酸生产过程中产生的含磷酸渣，磷酸储罐中的沉渣；湿法磷酸生产工业级磷铵生产过程中产生的磷铵渣；饲料级磷酸氢钙生产过程中产生的肥料级磷酸氢钙等。这些工业副产物产量巨大，仅对于饲料级磷酸氢钙一项的生产来说，每生产1t饲料级磷酸氢钙，将副产约为2.5t含P₂O₅为20%的肥料级磷酸氢钙。它们均存在着产品附加值低、难以利用的特点。鉴于以上情况，开发其新的利用途径来提高其附加值和利用效率就成为了一种必然的选择。

化肥在农业生产中占有重要地位，是农业生产中最大的物质投资，约占其全部生产性支出的50%。农业生产实践表明，由于肥料性质与土壤环境条件的综合影响，肥料利用率低是化肥使用上普遍存在的问题。缓释肥料这一高新技术为解决化肥利用率低的问题提出了新的思路和途径。缓释肥也称控释肥，就是在化肥颗粒表面上包裹一层很薄的疏水物质制成的包膜化肥，水分可以进入多孔的半透膜，溶解的养分向膜外扩散，不断供给作物，即对肥料养分释放速率进行调整，根据作物要求释放养分，达到元素供肥强度的动态平衡。缓释肥具有以下优点：肥料用量少，利用率提高；施用方便，省工安全；增产增收；施用后表现肥效稳长，后期不脱力，抗病抗到，增产5%以上。目前缓释肥的生产方法主要有硫磺包膜、有机聚合物包膜、蜡包膜等；其包膜层使用的包膜辅助剂也各有不同，极其广泛。

湿法磷酸工业副产物中大都含有一定比例的磷元素，工业上有把其中少量部分直接作为肥料施用于土壤中，具有一定的肥效，但这种处理方法对这些副产物的利用效率很低。也有人研究把副产物中的个别种类作为缓释肥包膜材料，用于生产缓释肥，郝世雄等将肥料级磷酸氢钙作为包膜材料，用聚乙烯醇作为包膜辅助剂研制出一种缓释复混肥（文献：“磷酸氢钙包膜尿素的研制及其释放特性”，郝世雄，植物营养与肥料学报，2006，12（3）：426-430），该文献公开了肥料级磷酸氢钙的利用的新方法，但是此种方法中所用包膜辅助剂价格昂贵，生产工艺复杂，所得缓释肥具有较高的生产成本。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种缓释复混肥。

本发明的缓释复混肥，包括核心层和包覆在核心层表面的包膜层，所述核心层为复混肥颗粒，所述包膜层为湿法磷酸工业的副产物和占缓释复混肥重量0.1-20%的包膜辅助剂，其中，所述包膜辅助剂为腐植酸、糖蜜、淀粉、黏土、白垩土、高岭土、煤泥、苦土、海泡石粉、磷石膏、钙镁磷肥中的至少一种。

其中，所述的湿法磷酸工业的副产物为磷酸酸渣、磷石膏、磷铵渣、磷钾渣、磷镁肥、肥料级磷酸钙盐中的至少一种。

所述核心层的重量为缓释复混肥总重量的50%-99.8%，所述包膜层的重量为缓释复混肥总重量的0.2%-50%。

所述复混肥颗粒包含氮、磷、钾三种元素，粒径为3～5mm。

本发明的复混肥颗粒还可以含有其它中量元素肥料和微量元素肥料。中量元素肥料选自钙肥、镁肥、硫肥中的一种或多种，微量元素肥料选自锌肥、硼肥、锰肥、铜肥、铁肥、硅肥、农用稀土中的一种或者多种。

本发明解决的另一个技术问题是提供本发明的缓释复混肥的制备方法。

本发明的缓释复混肥的制备方法包括以下步骤：称取占缓释复混肥总重量0.1～30%的湿法磷酸工业的副产物、0.1～20%的包膜辅助剂，混合均匀后，加入2～12%的水，对复混肥颗粒进行包膜，后经干燥，得到缓释复混肥颗粒成品。

进一步的，所述的复混肥颗粒可以采用下述方法制备而成：将氮、磷、钾三种养分重量比为4～25：4～25：4～25的氮肥、磷肥、钾肥以及占复混肥总重量0.1～29%的造粒辅助剂，混合均匀，其中氮、磷、钾三种养分（N+P₂O₅+K₂O）的总质量分数为25～60%，加入0.5～12%的水，进行造粒，干燥并筛分后得到粒径为3～5mm的复混肥颗粒。

上述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。

进一步的，所述磷肥为过磷酸钙、重过磷酸钙，钙镁磷肥，磷酸氢钙、钢渣磷肥、脱氟磷肥、磷矿粉、骨粉、磷酸铵、磷酸二氢铵中的至少一种；所述氮肥为碳酸氢铵、氯化铵、硝酸铵、磷酸铵、磷酸二氢铵、硝酸钾中的至少一种；所述钾肥为氯化钾、硫酸钾、硝酸钾、草木灰、钾泻盐、磷酸钾肥中的至少一种；所述造粒辅助剂为腐植酸、糖蜜、淀粉、黏土、白垩土、高岭土、煤泥、苦土、海泡石粉、磷石膏、钙镁磷肥中的至少一种。

本发明的缓释复混肥具有如下优点：

1，本发明的缓释复混肥是以湿法磷酸工业副产物为原料，提供了湿法磷酸工业副产物大量利用的新途径；降低湿法磷酸工业的生产成本，提高了湿法磷酸工业生产的可持续性；

2，本发明采用湿法磷酸工业副产物作为包膜层主要原料，并采用低成本的包膜助剂，极大地降低了该缓释肥的生产成本；

3，本发明的缓释复混肥制备工艺简单，可在常温常压下进行，所用原料简单易得，安全无毒，操作简单；

4，本发明的缓释复混肥，不仅具有肥效缓释作用，还具有增强肥效的功能，并且由于湿法磷酸工业的副产物中除含有丰富磷元素外，还含有硫、钙、镁、铁、铝、活性硅等中微量元素，采用湿法磷酸工业的副产物作为缓释复混肥包膜材料而制得的缓释复混肥，更有益于作物的生长。

具体实施方式

所述复混肥颗粒包含氮、磷、钾三种元素，粒径为3～5mm。

上述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

（1）造核

将氮、磷、钾三种养分比为4：15：10的硫铵、重钙、硫酸钾放入造粒机中，加入占复混肥总份数22%的造粒辅助剂白垩土，混合均匀，加入10%的水，进行造粒，干燥并筛分后得到粒径为3～5mm的复混肥颗粒备用。

（2）造壳

将上述备用复混肥颗粒放入包衣机中，加入占缓释肥总份数15%含水量为48%的肥料级磷酸氢钙、5%的糖蜜，并加入占包膜材料与水分总份数2%的水。对复混肥颗粒进行包膜，后经干燥，得到缓释复混肥颗粒成品。

实施例2

（1）造核

将氮、磷、钾三种养分比为15：4：10的氯化铵、磷酸一铵、硫酸钾放入造粒机中，加入占复混肥总份数20%的造粒辅助剂白垩土，加入12%的水，进行造粒，干燥并筛分后得到粒径为3～5mm的复混肥颗粒备用。

（2）造壳

将上述备用复混肥颗粒放入包衣机中，加入占缓释肥总份数13%的磷铵渣、7%的煤泥，并加入占包膜材料与水分总份数9%的水。对复混肥颗粒进行包膜，后经干燥，得到缓释复混肥颗粒成品。

实施例3

（1）造核

将氮、磷、钾三种养分比为15：10：4的氯化铵、磷酸一铵、硫酸钾放入造粒机中，加入占复混肥总份数22%的造粒辅助剂煤泥，加入6.5%的水，进行造粒，干燥并筛分后得到粒径为3～5mm的复混肥颗粒备用。

（2）造壳

将上述备用复混肥颗粒放入包衣机中，加入占缓释肥总份数16%的磷酸酸渣、4%腐植酸，并加入占包膜材料与水分总份数9%的水。对复混肥颗粒进行包膜，后经干燥，得到缓释复混肥颗粒成品。

实施例4

（1）造核

将氮、磷、钾三种养分比为10：15：4的氯化铵、磷酸一铵、硫酸钾放入造粒机中，加入占复混肥总份数29%的造粒辅助剂淀粉，加入11%的水，进行造粒，干燥并筛分后得到粒径为3～5mm的复混肥颗粒备用。

（2）造壳

将上述备用复混肥颗粒放入包衣机中，加入占缓释肥总份数12%的磷酸酸渣、7%的钙镁磷肥和1%的海泡石粉，并加入占包膜材料与水分总份数10%的水。对复混肥颗粒进行包膜，后经干燥，得到缓释复混肥颗粒成品。

实施例5

（1）造核

将氮、磷、钾三种养分比为10：4：15的氯化铵、磷酸一铵、硫酸钾放入造粒机中，加入占复混肥总份数25%的造粒辅助剂淀粉，加入11%的水，进行造粒，干燥并筛分后得到粒径为3～5mm的复混肥颗粒备用。

（2）造壳

将上述备用复混肥颗粒放入包衣机中，加入占缓释肥总份数10%的磷铵渣、8%的苦土和2%黏土，并加入占包膜材料与水分总份数12%的水。对复混肥颗粒进行包膜，后经干燥，得到缓释复混肥颗粒成品。

实施例6

（1）造核

将氮、磷、钾三种养分比为4：15：10的硫铵、重钙、硫酸钾放入造粒机中，加入占复混肥总份数22%的造粒辅助剂白垩土，加入9%的水，进行造粒，干燥并筛分后得到粒径为3～5mm的复混肥颗粒备用。

（2）造壳

将上述备用复混肥颗粒放入包衣机中，加入占缓释肥总份数0.1%的肥料级磷酸氢钙和20%的腐植酸，并加入占包膜材料与水分总份数7%的水。对复混肥颗粒进行包膜，后经干燥得到缓释复混肥颗粒成品。

实施例7

（1）造核

将氮、磷、钾三种养分比为4：15：10的硫铵、重钙、硫酸钾放入造粒机中，加入占复混肥总份数22%的造粒辅助剂白垩土，混合均匀，加入9%的水，进行造粒，干燥并筛分后得到粒径为3～5mm的复混肥颗粒备用。

（2）造壳

将上述备用复混肥颗粒放入包衣机中，加入占缓释肥总份数30%的肥料级磷酸氢钙和0.1%的腐植酸，并加入占包膜材料与水分总份数11%的水。对复混肥颗粒进行包膜，后经干燥得到缓释复混肥颗粒成品。

应用例1

按GB/T23348-2009中规定的方法测定本发明的缓释复混肥的初期养分释放率和28天累积养分释放率，结果如表1所示。

表1本发明的缓释复混肥的缓释效果

从表1中可以看出，本发明的缓释复混肥符合GB/T23348-2009中缓释肥料的初期养分释放率≤15%、28天累积养分释放率≤80%的规定，缓释效果明显。

Claims

1.缓释复混肥，包括核心层和包覆在核心层表面的包膜层，其特征在于：所述核心层为复混肥颗粒，所述包膜层为湿法磷酸工业的副产物和占缓释复混肥0.1-20%的包膜辅助剂，其中，包膜辅助剂为腐植酸、糖蜜、淀粉、黏土、白垩土、高岭土、煤泥、苦土、海泡石粉、磷石膏、钙镁磷肥中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的缓释复混肥，其特征在于：所述湿法磷酸工业的副产物为磷酸酸渣、磷石膏、磷铵渣、磷钾渣、磷镁肥、肥料级磷酸钙盐中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的缓释复混肥，其特征在于：所述核心层的重量为缓释复混肥总重量的50%-99.8%，所述包膜层的重量为缓释复混肥总重量的0.2%-50%。

4.根据权利要求1-3任一项所述的缓释复混肥，其特征在于：所述复混肥颗粒包含氮、磷、钾三种元素，粒径为3～5mm。

5.根据权利要求1-4任一项所述的缓释复混肥，其特征在于：所述复混肥颗粒还含有其它中量元素肥料和微量元素肥料；中量元素肥料选自钙肥、镁肥、硫肥中的一种或多种，微量元素肥料选自锌肥、硼肥、锰肥、铜肥、铁肥、硅肥、农用稀土中的一种或者多种。

6.制备权利要求1-5任一项所述的缓释复混肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：称取占缓释复混肥总重量0.1～30%的湿法磷酸工业的副产物、0.1～20%的包膜辅助剂，混合均匀后，加入2～12%的水，对复混肥颗粒进行包膜，后经干燥，得到缓释复混肥颗粒成品。

7.根据权利要求6所述的制备缓释复混肥的方法，其特征在于：所述的复混肥颗粒采用下述方法制备而成：将氮、磷、钾三种养分重量比为4～25：4～25：4～25的氮肥、磷肥、钾肥以及占复混肥总重量0.1～29%的造粒辅助剂，混合均匀，其中氮、磷、钾三种养分（N+P₂O₅+K₂O）的总质量分数为25～60%，加入0.5～12%的水，进行造粒，干燥并筛分后得到粒径为3～5mm的复混肥颗粒。

8.根据权利要求7所述的制备缓释复混肥的方法，其特征在于：所述磷肥为过磷酸钙、重过磷酸钙，钙镁磷肥，磷酸氢钙、钢渣磷肥、脱氟磷肥、磷矿粉、骨粉、磷酸铵、磷酸二氢铵中的至少一种；所述氮肥为碳酸氢铵、氯化铵、硝酸铵、磷酸铵、磷酸二氢铵、硝酸钾中的至少一种；所述钾肥为氯化钾、硫酸钾、硝酸钾、草木灰、钾泻盐、磷酸钾肥中的至少一种；所述造粒辅助剂为腐植酸、糖蜜、淀粉、黏土、白垩土、高岭土、煤泥、苦土、海泡石粉、磷石膏、钙镁磷肥中的至少一种。