CN103724062A - 一种大颗粒无机包膜肥料及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大颗粒无机包膜肥料及其生产方法，属于一种大颗粒缓控释氮肥制作技术。将尿素掺入少量的铵态氮肥做成肥芯，通过磷酸与钙镁磷肥在肥芯颗粒表面的作用，形成了由磷酸钙、镁盐、磷酸铵钙、镁盐以及部分酸溶的钙镁磷肥组成的包膜层。再由高分子树脂进行封闭处理，并通过封闭次数确定肥料养分的释放时间。同时，采用大于4MM的大颗粒粒型，降低了肥料的比表面积，减少了包膜材料的用量，减少了结块，降低了结块强度。具有包膜材料价格低廉，生产工艺简单，控制释放时间准确的特点，是农民用得起的缓控释氮素肥料。本发明一种大颗粒无机包膜肥料及其生产方法可应用于大、中、小型化肥加工企业的产品升级。

Description

一种大颗粒无机包膜肥料及其生产方法

技术领域

本发明是控释肥料的一种制作技术，具体地说，涉及一种大颗粒无机包膜肥料及其生产方法。

背景技术

包膜肥料是一种控制释放肥料，一般是控制氮素的释放。其中，无机包膜肥料具有制作成本低廉、对土壤无污染等特点，更适合在大田农作物推广应用。目前，无机包膜肥料多是以熔融的硫磺作为包膜材料，其优点是硫磺资源丰富，作为包膜材料，也能为部分缺硫土壤补充硫素养分。其缺点是控释效果差；生产工艺复杂，生产成本高；在水用使用容易产生硫化氢，危害水稻生长。

郑州大学研制的肥包肥缓控释肥料，是以钙镁磷肥、磷酸、尿素等制成的泥浆为粘结剂，以尿素等氮肥为核心，以钙镁磷肥为包膜材料制成。该肥料虽然控释效果较好，并申请了专利，但由于生产工艺复杂和价格昂贵等问题，在国内还不能大面积推广应用。

无机包膜肥料是氮素控释肥料发展的方向，但目前无机包膜肥料普遍存在价格过高、农民用不起的问题，这是影响无机包膜肥料大面积推广应用主要原因。

制作成本高是价格过高的主导因素，而导致制作成本高的主要因素是：①制作工艺复杂：消耗的能源、物质资源和人力资源偏多。②颗粒偏小：颗粒越小，颗粒的比表面积越大，耗费的包膜材料越多。③包膜材料的价格高：例如，硫磺的市场价格为1650元～1700元/吨，仅比尿素价格低几百元。

发明内容

本发明一种大颗粒无机包膜肥料及其生产方法，目的是提供一种工艺简单、价格低廉、控释效果好、易于推广应用的大颗粒无机包膜缓控释氮肥制作技术：以大颗粒氮肥颗粒为肥芯，以钙镁磷肥和稀磷酸为反应物，在有一定比例铵态氮肥存在的条件下，于氮肥颗粒的表面进行成膜反应，生成难溶于水的固态包膜层，并利用聚氨酯涂料对包膜层进行封闭处理，提高大颗粒包膜肥料的控释能力。

所述大颗粒氮肥是用尿素和硫酸铵或磷酸铵粉剂按大于20∶1的比例挤压造粒形成，颗粒直径为≥4mm。

当表面浸有稀磷酸的大颗粒氮肥与钙镁磷肥微小颗粒接触后，首先将钙镁磷肥颗粒表面的部分钙镁磷肥溶解，使钙镁磷肥中的CaO和MgO等发生水解反应，生成弱碱：

CaO+H₂O→Ca(OH)₂+热

MgO+H₂O→Mg(OH)₂+热

弱碱继续与磷酸进行中和反应，生成弱酸弱碱盐：

Ca(OH)₂+H₃PO₄→CaHPO₄+2H₂O+热

Mg(OH)₂+H₃PO₄→MgHPO₄+2H₂O+热

另外，在过量的钙镁磷肥的作用下，大颗粒氮肥表面呈碱性反应，使得大颗粒氮肥表面的部分铵态氮发生水解反应，使氮以氨的形式氮释放出来，并与CaHPO₄和MgHPO₄反应，生成CaNH₄PO₄和MgNH₄PO₄盐：

CaHPO₄+NH₃·H₂O→CaNH₄PO₄+H₂O

MgHPO₄+NH₃·H₂O→MgNH₄PO₄+H₂O

上述化学反应生成的CaHPO₄、MgHPO₄以及CaNH₄PO₄、MgNH₄PO₄均为难溶于水的无机盐类，它们与部分被溶解的钙镁磷肥一起，粘附在大颗粒氮肥的颗粒表面，形成大颗粒氮肥的包膜层。

经过以上一次包膜过程形成的包膜层还较薄，也不牢固，还不能起到有效的控释作用，因此，必须经过3次或3次以上反复地用磷酸和钙镁磷肥在肥料颗粒表面进行反应，才能形成坚固的、封闭性较好的包膜层。在最外层再以聚氨酯涂料进行1次或多次封闭，就可以制作出外观光滑、控释效果好的无机包膜肥料。

上述过程所用的磷酸为工业规格浓磷酸，经稀释后，适用的磷酸浓度重量比为25％-50％。磷酸浓度过高，反应会产生过量的热，致使钙镁磷肥来不及溶解即将水分蒸发，化学反应不能进行，不能形成坚固的包膜层；磷酸浓度过低，溶解能力弱，有效反应物减少，初次成膜容易脱落。另外，磷酸浓度过高或过低，不能形成适宜的PH环境，均不利于CaNH₄PO₄、MgNH₄PO₄的生成。

上述过程所用的钙镁磷肥为含有效磷12％～16％的钙镁磷肥粉剂，细度以过80目筛为标准。颗粒过大，形成的包膜层粗糙，并影响与大颗粒氮肥表面结合的牢固性；颗粒过小，颗粒的加工难度增加，生产成本提高。

本发明一种大颗粒无机包膜肥料及其生产方法是采用以下方案实现的：第一步，原料处理：将尿素、磷酸铵等颗粒肥料粉碎备用。第二步，将尿素粉剂和硫酸铵(或磷酸铵)粉剂按一定比例混合均匀。第三步，采用挤压造粒方式，制作出直径大于≥4mm的大颗粒氮肥。第四步，将大颗粒氮肥送入滚筒式包膜机，在转动中喷入25％～50％的稀磷酸溶液，使氮肥大颗粒表面浸匀稀磷酸。第五步，将浸有磷酸的大颗粒氮肥送入底部动态地铺有钙镁磷肥粉剂的滚筒中，随着滚动，使钙镁磷肥小颗粒均匀地粘附在氮肥大颗粒表面，通过一系列的化学反应过程，即形成一层无机包膜层。第六步，在转动中流入一个慢速转动的带有筛孔的滚筒内转动20分钟，进一步完成化学反应(即陈化过程)，并筛除表层浮粉。第七步，将上一步所得的包膜肥料送入烘干滚筒内，经60℃～70℃度温度烘干30分钟，使包膜达到一定强度，并在滚动中继续除去钙镁磷肥浮粉。此后，重复两次或两次以上第四、第五、第六、第七步，得到包三层或多层的大颗粒无机包膜氮肥。第八步，经多次包膜过程的大颗粒无机包膜氮肥被送入滚筒式包涂机内，边滚动边喷入速干型聚氨酯涂料，对无机包膜进行封闭处理。第九步，经吹干，得一次封闭的大颗粒无机包膜肥料。此后，根据需要可进行多次封闭处理。

不经封闭的大颗粒无机包膜肥料的养分释放时间可较常规肥料延长20天～25天。经封闭的大颗粒无机包膜肥料的养分释放时间随封闭次数增加而延长：封闭一次较不封闭约延长8天～-10天，封闭两次较一次延长10天～15天，封闭三次较两次延长15天～20天。

本发明一种大颗粒无机包膜肥料及其生产方法，采用直径≥4mm的混合大颗粒氮肥为核心，以钙镁磷肥和磷酸为原料进行包膜处理，并采用聚氨酯树脂进行封闭处理，解决了以尿素为主的氮素化肥养分的控制释放问题，效果明显。与现有技术相比，具有包膜材料价格便宜，包膜工艺简单，成本低廉，控制释放时间准确，节省包膜材料，适用作物广泛等特点，具有广阔的推广应用前景，适用于大中小型化肥加工企业的产品升级。

大颗粒无机包膜肥料可在水稻、小麦、玉米、棉花等大田作物和部分蔬菜、果树上作底肥施用。由于无机包膜本身也是一种缓效肥料，对后茬作物具有明显的后效作用，尤其适合在缺磷的土壤上连续施用。

附图说明

附图1是本发明实施的生产工艺流程图；附图2是本发明肥料颗粒的剖面图。

具体实施方式

实例1：以下结合附图1举例说明该发明的实施过程。

第一步，将尿素粉碎，称取95Kg尿素粉剂备用；称取5Kg粉状硫酸铵备用。第二步，将粉状尿素与硫酸铵放入搅拌机搅拌均匀。第三步，将混合粉剂放入对辊造粒机造粒，全部制成颗粒直径为4mm、含氮量为44.7％大颗粒氮肥。第四步，将上述大颗粒氮肥按一定速度放入滚筒包涂机内，随转动喷入35％的磷酸，使肥料颗粒表面沾匀稀磷酸。第五步，表面带有稀磷酸的大颗粒氮肥随转动流入另一个包涂滚筒内，在转动中使大颗粒表面粘附一层钙镁磷肥微粒。第六步，在转动中流入一个慢速转动的带有筛孔的滚转筒内，陈化20分钟，进一步完成化学反应，并筛除钙镁磷肥浮粉。第七步，在转动中流入烘干滚筒，继续在转动中和70℃条件下烘干30分钟，并通过后端的滚筛继续去除钙镁磷肥的浮粉。此后，重复两次第四步、第五步、第六步、第七步，得到三层包膜的大颗粒无机包膜肥料。第八步，将上步得到的包膜肥料送入包涂机，在转动中喷入聚氨酯涂料进行封闭。第九步，将经一次封闭的大颗粒无机包膜肥料送入另一滚筒，在转动中不断吹入空气，促使聚氨酯固化。此后，重复第八步和第九步两次，即得到封闭三次的大颗粒无机包膜肥料。

在以上过程中，三次包膜后的总重量分别为142Kg，171Kg和195Kg；三次包膜所耗用的35％的磷酸分别为：5000ml，8000ml和9000ml；三次封闭所耗用的聚氨酯树脂共7.2Kg。所得大颗粒无机包膜肥料含氮量为：22.9％；肥效持续期为：50天～60天。

Claims (5)

1.一种大颗粒无机包膜肥料及其生产方法，其肥料颗粒由肥芯和包膜层构成，肥芯的主要原料是尿素，其特征在于肥芯中掺入铵态氮肥。

2.根根权利要求1所述的一种大颗粒无机包膜肥料及其生产方法，包膜层是在钙镁磷肥与稀磷酸的作用下形成，其特征在于所用磷酸的重量比浓度为25％～50％。

3.根据权利要求2所述的一种大颗粒无机包膜肥料及其生产方法，其特征在于包膜层的形成需要钙镁磷肥与稀磷酸经过3次或3次以上的反应过程完成。

4.根据权利要求3所述的一种大颗粒无机包膜肥料及其生产方法，其特征在于用聚氨酯涂料进行1次或多次的封闭处理。

5.根据权利要求4所述的一种大颗粒无机包膜肥料及其生产方法，其特征在于其颗粒直径大于4mm。

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