CN103936503A - 造粒改良剂及其制备方法和在肥料中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种造粒改良剂及其制备方法和在肥料中的应用。本发明造粒改良剂按质量百分比计包括以下组分：35～60%的氧化剂、35～60%的还原剂、0.5～1.5%的润湿剂、0.8～2%的分散剂。先加入氧化剂和还原剂，加热至60～80℃，搅拌均匀后冷却，加入润湿剂和分散剂，搅拌混合均匀，即可得到造粒改良剂。将制备好的造粒改良剂与肥料混合进入造粒系统，所述造粒改良剂的质量占整个肥料总质量的0.8%～1.2%。本发明造粒改良剂的原材料来源广泛，成本低廉，减少对环境和人体的危害。制备方法简单，符合低碳环保、节约能源的要求。本发明造粒改良剂添加到肥料，提高肥料产能和颗粒强度，节省能耗，工业化可行性强。
Description
技术领域
本发明涉及造粒改良剂，具体地指一种造粒改良剂及其制备方法和在肥料中的应用。
背景技术
造粒改良剂是一种肥料产生过程中，大幅提高肥料成球率、颗粒强度、产能，节省能耗的添加剂。目前，国内颗粒肥料产能达到5000万吨以上，肥料生产过程中，需要巨大的热能和电能；成球率和产能低下，导致能耗增加50%以上。因此，寻找一种安全、有效的造粒改良剂，对解决增加肥料产能、降低能耗至关重要。
在一些较发达国家，由于能耗、产能和环保问题，造粒改良剂被广泛应用。在这方面，欧洲通过使用液体造粒改良剂，提高产能30%、节能降耗35%左右。上述方式既有效解决了肥料产能问题，又节约大量电力、天然气、煤炭等资源，是目前广泛认可的环保、节能途径。
近几年，我国化肥企业规模和产能迅速增加，但是，现有政策的执行程度不高，在重要环保和节能等方面，尚处于探索阶段，致使我国肥料生产能耗高，环境污染严重。因此，开发造粒改良剂的多元化利用方向，简化颗粒肥料工艺对促进我国肥料生产的节能降耗具有重要意义。
肥料是农业生产最重要的生产资料之一，是农作物生长必不可缺的物资基础，它对提高农作物的产量具有举足轻重的作用，更是对国家和社会的发展提供了坚实的物质基础。由于普通肥料生产效率低下，这样不仅造成了严重的资源浪费和巨大的经济损失，更重要的是对土壤、水体、大气和作物都造成了严重的污染问题。
因此，发展造粒改良剂，以提高肥料生产效率、节省能耗成为解决这些问题的最有效的途径。由于进口产品的成本、效果产生矛盾，而以新型造粒改良剂替代进口，成为解决该矛盾的有效途径。
发明内容
本发明的目的就是要克服现有技术和性价比所存在的不足，提供一种造粒改良剂及其制备方法，增加肥料造粒的成球率、提高产能、节省能耗、减少生产现场的粉尘。
为实现上述目的，本发明造粒改良剂按质量百分比计包括以下组分：
35%～60%的氧化剂、35%～60%的还原剂、0.5%～1.5%的润湿剂、0.8%～2%的分散剂；
所述氧化剂为生石灰、片碱、膨润土、凹凸棒土中的任意一种或几种，
所述还原剂为碳酸氢铵、碳酸氢钙、碳酸镁、碳酸锌中任意一种或几种，
所述润湿剂为磷酸酯、乙醇、丙二醇、吐温、司盘、TX-10中任意一种或几种，
所述分散剂为水解聚马来酸酐（HPMA）、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基茂醇、聚丙烯酰胺中的一种或几种。
本发明造粒改良剂的较优配比范围，按质量百分比计包括以下组分：40%～55%的氧化剂、43%～58%的还原剂、0.5%～1%的润湿剂、1%～2%的分散剂。
本发明中，所述氧化剂优选为生石灰或凹凸棒土。
所述还原剂优选为碳酸氢铵或碳酸锌。
所述润湿剂优选为磷酸酯、乙醇、丙二醇、吐温、司盘或TX-10。
所述分散剂优选为焦磷酸钠三乙基己基磷酸、甲基茂醇或聚丙烯酰胺。
上述造粒改良剂的制备方法：先加入氧化剂和还原剂，加热至60℃～80℃，搅拌均匀后，冷却到室温，加入润湿剂和分散剂，搅拌混合均匀，即可得到造粒改良剂。
上述造粒改良剂在肥料生产中的应用方法：将制备好的造粒改良剂与肥料混合进入造粒系统。在应用时，所述造粒改良剂的质量占整个肥料总质量的0.8%～1.2%。优选为0.8%～1.2%。
所述肥料为尿素、硝铵、氯化铵、氯化钾、硫酸钾、磷酸一铵、磷酸二铵中任意一种或复合肥。
本发明的有益效果在于：
1）本发明造粒改良剂的主要原材料来源广泛，由其制备造粒改良剂的成本低廉，同时大幅增加肥料的颗粒强度、提高肥料产能、节省能耗；
2）本发明造粒改良剂对土壤无害，减少了对农业面源和水体的污染，具有生态环保性；
3）本发明造粒改良剂制备工艺简单，减少生产现场的粉尘，符合低碳环保、节约能源的要求。
4）利用本发明所提供的造粒改良剂制备的颗粒肥料，大幅降低成本、工艺简单，无需其它装置，投入少，可连续化生产，工业化可行性强。
具体实施方式
为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，但它们不对本发明构成限定。
本发明制备的造粒改良剂的性能按肥料防结国家标准（GB/T23348-2009）和肥料防结行业标准（HG/T4215-2011）来检测，添加造粒改良剂后，产能提升40～60%，肥料表面光滑，颗粒强度增加30～50%，现场粉尘减少。
实施例1
造粒改良剂的配比组成：50%的生石灰、48.5%的碳酸氢铵、0.5%的丙二醇、1%的焦磷酸钠三乙基己基磷酸。
造粒改良剂的制备：
先加入生石灰和碳酸氢铵，加热至60℃，搅拌均匀后，冷却到室温，加入丙二醇和焦磷酸钠三乙基己基磷酸，搅拌机混合均匀，即可得到造粒改良剂。
造粒改良剂在肥料生产中的应用：
先将造粒改良剂倒入储槽，然后按造粒改良剂与水的重量比为1：2加入水，配制成溶液；通过齿轮泵或高位自流进入拌料槽，和NPK复合肥原料混合后进入肥料的造粒系统。
使用造粒改良剂后，车间现场粉尘明显减少、造粒系统成球率大幅增加、返料系统电流下降、产品皮带电流增加、筛分系统细小颗粒减少。产能提升57.8%，肥料表面光滑，颗粒强度增加48.1%。
实施例2
造粒改良剂的配比组成：55%的凹凸棒土、43%的碳酸锌、0.5%的吐温、1.5%的甲基茂醇。
造粒改良剂的制备：
先加入凹凸棒土和碳酸锌，加热至70℃，搅拌均匀后，冷却到室温，加入吐温和甲基茂醇，搅拌机混合均匀，即可得到造粒改良剂。
造粒改良剂在肥料生产中的应用：
先将造粒改良剂倒入储槽，然后按造粒改良剂与水的重量比为1：2加入水，配制成溶液；通过齿轮泵或高位自流进入拌料槽，和尿素原料混合后进入肥料的造粒系统。
使用造粒改良剂后，车间现场粉尘明显减少、造粒系统成球率大幅增加、返料系统电流下降、产品皮带电流增加、筛分系统细小颗粒减少。产能提升55.1%，肥料表面光滑，颗粒强度增加46.7%。
实施例3
造粒改良剂的配比组成：57%的片碱、40%的碳酸镁、1%的磷酸酯、2%的聚丙烯酰胺。
造粒改良剂的制备：
先加入片碱和碳酸镁，加热至80℃，搅拌均匀后，冷却到室温，加入磷酸酯和聚丙烯酰胺，搅拌机混合均匀，即可得到造粒改良剂。
造粒改良剂在肥料生产中的应用：
先将造粒改良剂倒入储槽，然后按造粒改良剂与水的重量比为1：2加入水，配制成溶液；通过齿轮泵或高位自流进入拌料槽，和尿素原料混合后进入肥料的造粒系统。
使用造粒改良剂后，车间现场粉尘明显减少、造粒系统成球率大幅增加、返料系统电流下降、产品皮带电流增加、筛分系统细小颗粒减少。产能提升38.4%，肥料表面光滑，颗粒强度增加32.2%。
实施例4
造粒改良剂的配比组成：42%的膨润土、55%的碳酸氢钙、1%的司盘、2%的三聚磷酸钠。
造粒改良剂的制备：
先加入膨润土和碳酸氢钙，加热至80℃，搅拌均匀后，冷却到室温，加入司盘和三聚磷酸钠，搅拌机混合均匀，即可得到造粒改良剂。
造粒改良剂在肥料生产中的应用：
先将造粒改良剂倒入储槽，然后按造粒改良剂与水的重量比为1：2加入水，配制成溶液；通过齿轮泵或高位自流进入拌料槽，和尿素原料混合后进入肥料的造粒系统。
使用造粒改良剂后，车间现场粉尘明显减少、造粒系统成球率大幅增加、返料系统电流下降、产品皮带电流增加、筛分系统细小颗粒减少。产能提升50.4%，肥料表面光滑，颗粒强度增加47.2%。
实施例5
造粒改良剂的配比组成：50.7%的生石灰、48%的碳酸镁、0.5%的磷酸酯、0.8%的六偏磷酸钠。
造粒改良剂的制备：
先加入生石灰和碳酸镁，加热至80℃，搅拌均匀后，冷却到室温，加入磷酸酯和六偏磷酸钠，搅拌机混合均匀，即可得到造粒改良剂。
造粒改良剂在肥料生产中的应用：
先将造粒改良剂倒入储槽，然后按造粒改良剂与水的重量比为1：2加入水，配制成溶液；通过齿轮泵或高位自流进入拌料槽，和尿素原料混合后进入肥料的造粒系统。
使用造粒改良剂后，车间现场粉尘明显减少、造粒系统成球率大幅增加、返料系统电流下降、产品皮带电流增加、筛分系统细小颗粒减少。产能提升49.4%，肥料表面光滑，颗粒强度增加40.3%。
实施例6
造粒改良剂的配比组成：52.5%的凹凸棒土、45%的碳酸锌、0.9%的TX-10、1.6%的十二烷基硫酸钠。
造粒改良剂的制备：
先加入凹凸棒土和碳酸锌，加热至75℃，搅拌均匀后，冷却到室温，加入TX-10和十二烷基硫酸钠，搅拌机混合均匀，即可得到造粒改良剂。
造粒改良剂在肥料生产中的应用：
先将造粒改良剂倒入储槽，然后按造粒改良剂与水的重量比为1：2加入水，配制成溶液；通过齿轮泵或高位自流进入拌料槽，和尿素原料混合后进入肥料的造粒系统。
使用造粒改良剂后，车间现场粉尘明显减少、造粒系统成球率大幅增加、返料系统电流下降、产品皮带电流增加、筛分系统细小颗粒减少。产能提升53.9%，肥料表面光滑，颗粒强度增加43.6%。
实施例7
造粒改良剂的配比组成：50%的凹凸棒土、48%的碳酸氢钙、0.8%的磷酸酯、1.2%的HPMA。
造粒改良剂的制备：
先加入凹凸棒土和碳酸氢钙，加热至75℃，搅拌均匀后，冷却到室温，加入磺酸盐和HPMA，搅拌机混合均匀，即可得到造粒改良剂。
造粒改良剂在肥料生产中的应用：
先将造粒改良剂倒入储槽，然后按造粒改良剂与水的重量比为1：2加入水，配制成溶液；通过齿轮泵或高位自流进入拌料槽，和尿素原料混合后进入肥料的造粒系统。
使用造粒改良剂后，车间现场粉尘明显减少、造粒系统成球率大幅增加、返料系统电流下降、产品皮带电流增加、筛分系统细小颗粒减少。产能提升51.7%，肥料表面光滑，颗粒强度增加43.9%。
实施例8
造粒改良剂的配比组成：45%的膨润土、52%的碳酸镁、1%的乙醇、2%的十二烷基硫酸钠。
造粒改良剂的制备：
先加入膨润土和碳酸镁，加热至65℃，搅拌均匀后，冷却到室温，加入乙醇和十二烷基硫酸钠，搅拌机混合均匀，即可得到造粒改良剂。
造粒改良剂在肥料生产中的应用：
先将造粒改良剂倒入储槽，然后按造粒改良剂与水的重量比为1：2加入水，配制成溶液；通过齿轮泵或高位自流进入拌料槽，和尿素原料混合后进入肥料的造粒系统。
使用造粒改良剂后，车间现场粉尘明显减少、造粒系统成球率大幅增加、返料系统电流下降、产品皮带电流增加、筛分系统细小颗粒减少。产能提升48.6%，肥料表面光滑，颗粒强度增加40.7%。
Claims (9)
1.一种造粒改良剂，其特征在于，它按质量百分比计包括以下组分：
35%～60%的氧化剂、35%～60%的还原剂、0.5%～1.5%的润湿剂、0.8%～2%的分散剂；
所述氧化剂为生石灰、片碱、膨润土、凹凸棒土中的任意一种或几种，
所述还原剂为碳酸氢铵、碳酸氢钙、碳酸镁、碳酸锌中任意一种或几种，
所述润湿剂为磷酸酯、乙醇、丙二醇、吐温、司盘、TX-10中任意一种或几种，
所述分散剂为水解聚马来酸酐、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基茂醇、聚丙烯酰胺中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的造粒改良剂，其特征在于，它按质量百分比计包括以下组分：40%～55%的氧化剂、43%～58%的还原剂、0.5%～1%的润湿剂、1%～2%的分散剂。
3.根据权利要求1或2所述的造粒改良剂，其特征在于：所述氧化剂为生石灰或凹凸棒土。
4.根据权利要求1或2所述的造粒改良剂，其特征在于：所述还原剂为碳酸氢铵或碳酸锌。
5.根据权利要求1或2所述的造粒改良剂，其特征在于：所述润湿剂为磷酸酯、乙醇、丙二醇、吐温、司盘或TX-10。
6.根据权利要求1或2所述的造粒改良剂，其特征在于：所述分散剂为焦磷酸钠三乙基己基磷酸、甲基茂醇或聚丙烯酰胺。
7.一种根据权利要求1或2所述的造粒改良剂的制备方法，其特征在于：先加入氧化剂和还原剂，加热至60℃～80℃，搅拌均匀后，冷却到室温，加入润湿剂和分散剂，搅拌混合均匀，即可得到造粒改良剂。
8.一种根据权利要求1或2所述的造粒改良剂在肥料生产中的应用方法，其特征在于：将制备好的造粒改良剂与肥料混合进入造粒系统，所述造粒改良剂的质量占整个肥料总质量的0.8%～1.2%。
9.根据权利要求8所述的应用方法，其特征在于：所述肥料为尿素、硝铵、氯化铵、氯化钾、硫酸钾、磷酸一铵、磷酸二铵中任意一种或复合肥。
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