CN104151084B - 一种粉末肥料助剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种粉末肥料助剂，其特征是由下列重量份组成：磺化三聚氰胺甲醛缩合物50-75份，萘磺酸盐25-30份，单宁酸盐15-20份，腐植酸盐5-10份。组成通过称量、混均、微细化、过50目筛得到的粉末肥料助剂，其应用于粉末状肥料，以促进粉末状肥料在水中的溶解和分散，还可以应用于粉末状肥料在存储期防止肥料吸潮板结；在肥料滴灌施肥时可促使粉末肥料的微细颗粒溶解而避免了团聚、包裹、结块，可有效降低粘度、削弱肥料颗粒间的相互作用力。通过助剂处理的粉末肥料可以直接分散在水中，适应于水溶性的灌溉肥、滴灌肥、冲施肥。

Description

一种粉末肥料助剂及其应用

技术领域

本发明涉及肥料添加剂，具体涉及一种用于粉末状肥料的助剂以及其应用。

背景技术

传统的肥料采用人工撒施或者机械种肥，通常要求肥料呈颗粒状。随着现代化农业的发展以及节水节肥的需求，水肥一体化灌溉施肥技术在提高肥料利用率、节约农业用水、减少生态环境污染、改善作物品质以及减少劳动力等方面表现出明显的优势。因而，水溶性肥或者适合于滴灌施肥的冲施肥成为适应高效农业和可持续农业发展的一种新型环保肥料，其使用方便，可喷施、冲施，并可和喷滴灌结合使用。

复合肥原料大多不具备全水溶的特点，如磷矿粉、过磷酸钙、钙镁磷肥等在农业中常用的肥料。或者由于纯度影响含有一定量的不溶物，如磷酸二氢铵、硝酸钾、硫酸钾等。由于微滴灌系统喷滴头的出水口直径仅为0.5-1mm，所以要求采用喷滴灌的复合肥最好是全水溶性的。而目前受原料和生产工艺限制，我国主要复合肥料品种不具备全水溶特性，为了实现水肥一体化的施肥方式，将不完全水溶的肥料通过微细化可以进行冲施或者滴灌施肥。

为了在水中快速溶解或者分散，粉末状的多元素肥料成为主要的选择。将大、中、微量元素的化肥原料通过粉碎或者细化，与水的接触面增大，在水中具有溶解快、养分均匀的特点。然而，由于粉碎细化的化肥原料比表面积增加，在配方中更易发生吸潮、反应、结块等缺陷，最终导致粉末肥料在存储中结成大块，不仅肥效受到损失，而且在水中溶解缓慢、甚至不溶，极易堵塞滴灌施肥的管路。尤其是微细粉末状的不溶复合肥在用于水中时极易沉淀。

为防止粉末性肥料的结块，中国发明专利CN200410011417A将滑石粉、高岭土、膨润土等惰性材料用于防止晶桥的形成；中国发明专利CN1467186A疏水性物质防结块剂以疏水性物质石蜡、柴油、有机硅、脂肪酸等，在结晶表面形成一层抗水层，具有一定的防结块作用；中国发明专利CN102153408B公开了一种大量元素水溶肥料防结块剂及其制备与应用，由表面活性剂C12-C18烷基苯磺酸的钠盐或钾盐与交联聚乙烯吡咯烷酮组成，通过形成疏水层，使水在肥料颗粒上的接触角增大，从而减缓吸湿性。

上述防结块助剂具有防止肥料结块的功效，但通过惰性物和疏水性物质会严重影响肥料的水溶效果。另外使用单一的防结块剂无法实现不溶性肥料的水肥一体化施肥。

粉末性肥料，尤其是超微细化的粉末性肥料，由于在水中与水的接触面积增加，水溶性会得到较大的提高。进一步，对于在水中不溶或者溶解度较低的肥料，超微细化可以促使肥效的释放或者溶解度的增加，如对于不溶的磷矿粉，通过研磨细化，可提高磷矿粉的比表面积，增大磷矿粉的活化性，可直接作为肥料施用。然而，随着肥料粉末化以及微细化，粉末状肥料易团聚、吸潮、结块的缺陷也暴露出来。尤其是用于水肥一体化时，粒度越小，粉末肥料越容易形成包裹体，影响水溶速度甚至形成的大包裹体堵塞管路。更进一步，不溶性的粉末状肥料在水中会沉淀、甚至结块。

根据上述分析，粉状肥料可以增加水溶效果，尤其是对不溶性的肥料通过粉碎细化成粉末也可以实现滴灌施肥。然而，粉末状肥料更容易吸潮、板结，即便使用防结块剂，一方面会引入不溶物或者影响水溶性，另一方面不溶性肥料的沉淀问题无法得到解决，极大地限制了粉末肥料通过水肥一体化施肥的推广。

发明内容

针对目前水肥一体化施肥中粉末状肥料含有不溶性肥料易沉淀、以及粉末状肥料易吸潮板结造成堵塞管路的缺陷，本发明提供一种粉末肥料助剂，该粉末肥料助剂具有对粉末状肥料分散、悬浮性，不仅对不溶性的肥料粉末具有助溶性，防止在水中沉淀、结块，而且可以阻止粉末状肥料吸潮、板结，使粉末状肥料满足滴灌施肥、灌溉施肥、冲施肥等水溶性肥料的施肥要求。

本发明一种粉末肥料助剂是采用如下技术方案实现的：

一种粉末肥料助剂，其特征是由下列重量份组成：

磺化三聚氰胺甲醛缩合物50-75份，

萘磺酸盐25-30份，

单宁酸盐15-20份，

腐植酸盐5-10份。

上述磺化三聚氰胺甲醛缩合物具有减水作用，用于粉末肥料可以抑制了微细粉末肥料对水的吸附，颗粒间的斥力增大使粉末肥料解凝，保持良好的悬浮状态。

上述萘磺酸盐为2,2'-二萘基甲烷-6,6'-二磺酸钠、2-萘磺酸钠、二丁基萘磺酸钠中的一种，含1价阳离子，离子半径小，活性大，表面电荷密度高，水化后水化膜增厚，在粉末肥料颗粒表面形成扩散双电层的离子分布，使肥料粒子在静电斥力作用下分散，萘磺酸盐在水化过程中形成的空间网架结构中的束缚水释放出来，从而促使粉末肥料的微细颗粒溶解而避免了团聚、包裹、结块。

上述单宁酸盐为单宁酸钠、单宁酸钾中的一种，优选单宁酸钾。

上述腐殖酸盐为腐植酸钠、腐植酸钾中的一种，优选腐植酸钾。

粉末肥料溶于水时，自由水极易吸附于微细的粉末肥料颗粒上形成包裹体，需要强力搅拌和大量水稀释才能使粉末肥料在水中分散。单宁酸盐、腐植酸盐与磺化三聚氰胺甲醛缩合物、萘磺酸盐协同配合，可有效降低粘度、削弱肥料颗粒间的相互作用力。

进一步，粉末肥料助剂是由上述组成比例通过称量、混均、微细化、过50目筛得到的粉状物。其优选应用于粉末状肥料，以促进粉末状肥料在水中的溶解和分散。尤其是应用于粉末状肥料在肥料滴灌施肥时可防止粉末肥料产生包裹体、沉淀物，在存储期可防止肥料吸潮板结。

一种粉末肥助剂可以用于水溶性、微溶性、不溶性的粉末状肥料，以促进粉末肥料的溶解和分散，优选的应用方法如下：

将块状、晶体状等肥料粉碎至50目过筛，将本发明助剂以3-5%的比例与粉末肥料混合均匀，然后送入微细分散机进行微细和分散处理，微细粉碎时，助剂被吸附在粉末肥料表面，表面自由能大幅度降低，该过程导致粉末肥料断裂的最小应力变小，最终助剂包覆微细粉末肥料，形成细化、均匀的肥料。

粉末肥料可以选用能被加工成固体粉末状的肥料原料，该类肥料要求能承受80℃的温度，在机械力粉碎、微细化中性能稳定的肥料原料，如选用磷矿粉、过磷酸钙、重过磷酸钙、硝酸钙、硫酸钾、氯化钾、磷酸一氢铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、硫酸锌、硫酸镁。

本发明一种粉末肥料助剂，其长链在粉末肥料表面是呈现棒状链的吸附状态，粉末肥颗粒之问的静电斥力呈现立体的交错纵横式，立体的静电斥力构成了对肥料粒子的抗凝聚性，这种立体排斥力，能保持肥料微粒在水中形成稳定的分散体系。采用磺化三聚氰胺甲醛缩合物的减水作用，在粉末肥料中可以抑制了微细粉末肥料对水的吸附，颗粒间的斥力增大使粉末肥料解凝，保持良好的悬浮状态。利用萘磺酸盐在粉末肥料颗粒表面形成扩散双电层的离子分布，使肥料粒子在静电斥力作用下分散，萘磺酸盐在水化过程中形成的空间网架结构中的束缚水释放出来，从而促使粉末肥料的微细颗粒溶解而避免了团聚、包裹、结块，可有效降低粘度、削弱肥料颗粒间的相互作用力。通过助剂处理的粉末肥料可以直接分散在水中，适应于灌溉施肥、滴灌施肥、冲施肥。

本发明一种粉末肥料助剂及其应用，与现有技术相比突出的特点和有益的效果在于：

1、本发明一种粉末肥料助剂对可溶性、微溶性、难溶性粉末肥具有分散、悬浮性，对不溶性的肥料粉末具有助溶性，防止在水中沉淀、结块，以适应滴灌施肥、灌溉施肥、冲施肥。

2、本发明一种粉末肥料助剂可对粉末肥微细颗粒具有排斥力，可以阻止粉末状肥料吸潮、板结，使粉末肥料能够更长久的储存。

3、本发明一种粉末肥料助剂使用方便，在肥料原料微细化过程中直接添加使用即可，具有市场应用价值。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。

实施例1

磺化三聚氰胺甲醛缩合物60重量份、2-萘磺酸钠25重量份、单宁酸钠20重量份、腐植酸钾8重量份，混均、微细化、过50目筛得到肥料助剂。将本发明助剂以5%的比例与粉末肥料钾长石混合均匀，然后送入微细分散机进行微细和分散处理，微细粉碎时，助剂被吸附在粉末肥料表面，表面自由能大幅度降低，该过程导致粉末肥料断裂的最小应力变小，最终助剂包覆微细粉末肥料，形成细化、均匀的肥料。

将实施例1得到的粉末钾长石肥进行试验，检测分析结果如下表1：

表1普通钾长石粉和助溶钾长石粉在水中的溶解试验结果

根据测试，本发明助剂对粉末型肥料具有悬浮和增溶性，可促使不溶性钾矿粉的分散悬浮，防止在水中沉淀、结块，以适应滴灌施肥、灌溉施肥、冲施肥。

实施例2

磺化三聚氰胺甲醛缩合物50重量份、2,2'-二萘基甲烷-6,6'-二磺酸钠30重量份、单宁酸钾15重量份、腐植酸盐5重量份，混均、微细化、过50目筛得到肥料助剂。将本发明助剂以3%的比例与粉末肥料磷酸二氢铵混合均匀，然后送入微细分散机进行微细和分散处理，微细粉碎时，助剂被吸附在粉末肥料表面，表面自由能大幅度降低，该过程导致粉末肥料断裂的最小应力变小，最终助剂包覆微细粉末肥料，形成细化、均匀的肥料。

在相对湿度95%，40℃条件下测试结块率，测试显示：自然放置条件下60天的结块率为2-3%，堆码条件下放置60天的结块率为3-4%，可较好的防止粉末肥料吸潮板结。

实施例3

磺化三聚氰胺甲醛缩合物70重量份、二丁基萘磺酸钠28重量份、单宁酸钾16重量份、腐植酸钠10重量份，混均、微细化、过50目筛得到肥料助剂。将本发明助剂以4%的比例与粉末肥料过磷酸钙混合均匀，然后送入微细分散机进行微细和分散处理，微细粉碎时，助剂被吸附在粉末肥料表面，表面自由能大幅度降低，该过程导致粉末肥料断裂的最小应力变小，最终助剂包覆微细粉末肥料，形成细化、均匀的肥料。

将实施例3得到的助溶过磷酸钙进行试验：过磷酸钙粉末肥颗粒之问的静电斥力呈现立体的交错纵横式，立体的静电斥力构成了对肥料粒子的抗凝聚性，这种立体排斥力，能保持肥料微粒在水中形成稳定的分散体系，过磷酸钙中的的枸溶性磷向水溶磷转化，通过测试通过助溶的过磷酸钙中水溶磷超过85%。

助剂对粉末过磷酸钙具有悬浮和增溶性，可促使不溶性过磷酸钙分散和悬浮，防止在水中沉淀、结块，以适应滴灌施肥、灌溉施肥、冲施肥。

实施例4

磺化三聚氰胺甲醛缩合物75重量份、2,2'-二萘基甲烷-6,6'-二磺酸钠30重量份、单宁酸钾15重量份、腐植酸钠10重量份，混均、微细化、过50目筛得到肥料助剂。将本发明助剂以3%的比例与粉末肥料硝酸钾混合均匀，然后送入微细分散机进行微细和分散处理，微细粉碎时，助剂被吸附在粉末肥料表面，表面自由能大幅度降低，该过程导致粉末肥料断裂的最小应力变小，最终助剂包覆微细粉末肥料，形成细化、均匀的肥料。

将实施例4得到的助溶硝酸钾进行试验：在相对湿度95%，40℃条件下测试结块率，测试显示，自然放置条件下60天的结块率为0%，堆码条件下放置1年无结块。

溶于水时可快速分散溶解，无需搅拌。

Claims (7)

1.一种粉末肥料助剂，其特征是由下列重量份组成：

磺化三聚氰胺甲醛缩合物50-75份，

萘磺酸盐25-30份，

单宁酸盐15-20份，

腐植酸盐5-10份，

其中，所述的上述磺化三聚氰胺甲醛缩合物具有减水作用，用于粉末肥料可以抑制了微细粉末肥料对水的吸附，颗粒间的斥力增大使粉末肥料解凝，保持良好的悬浮状态。

2.根据权利要求1所述的粉末肥料助剂，其特征在于:所述的萘磺酸盐为2,2'-二萘基甲烷-6,6'-二磺酸钠、2-萘磺酸钠、二丁基萘磺酸钠中的一种。

3.根据权利要求1所述的粉末肥料助剂，其特征在于:所述的单宁酸盐为单宁酸钠、单宁酸钾中的一种。

4.根据权利要求1所述的粉末肥料助剂，其特征在于:所述的腐殖酸盐为腐植酸钠、腐植酸钾中的一种。

5.根据权利要求1所述的粉末肥料助剂，其特征是按照所述的组成物比例通过称量、混均、微细化、过50目筛得到的粉状物。

6.根据权利要求1所述的粉末肥料助剂的应用，其特征在于：粉末肥助剂用于水溶性、微溶性、不溶性的粉末状肥料，以促进粉末肥料的溶解和分散，应用方法如下：

将块状、晶体状肥料粉碎至50目过筛得到粉末肥料，将助剂以3-5%的比例与粉末肥料混合均匀，然后送入微细分散机进行微细和分散处理，微细粉碎时，助剂被吸附在粉末肥料表面，表面自由能大幅度降低，该过程导致粉末肥料断裂的最小应力变小，最终助剂包覆微细粉末肥料，形成细化、均匀的肥料。

7.根据权利要求6所述一种粉末肥料助剂的应用，其特征在于：通过助剂处理的粉末肥料可以直接分散在水中，适应于水溶性的灌溉肥、滴灌肥、冲施肥。