CN107344887A - 一种含硅抗结块的固体大量元素水溶肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含硅抗结块的固体大量元素水溶肥及其制备方法，属于肥料生产技术领域。本发明的固体大量元素水溶肥以氮肥、磷肥、钾肥、中微量元素、活性物质为主要成分，以表面活性剂、有机高分子聚合物、硅酸盐、三聚磷酸钠、低碳醇为辅助成分，按照一定比例混合经造粒烘干后制成。实验证明，本发明的固体大量元素水溶肥抗结块性好、富含作物生长所需的多种大中微量元素。本发明从原料、生产工艺着手，提供了一种能够从根源上解决固体大量元素水溶肥吸潮结块难题的有效技术手段。

Description

一种含硅抗结块的固体大量元素水溶肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种农作物应用的大量元素水溶肥料及其制备方法，尤其涉及一种含硅抗结块的固体大量元素水溶肥及其制备方法。本发明属于肥料生产技术领域，

背景技术

随着我国水肥一体化技术不断推广和应用，水溶肥料在我国开始逐渐普及。与复合肥相比，固体大量元素水溶肥生产工艺简便、使用方法简单、养分配比更加合理、养分利用率高，尤其在现代化灌溉设备普及，要达到水肥一体化，则必需施用全水溶性肥料。但是，由于固体大量元素水溶肥原料主要由粒状或粉状无机盐组成，吸湿性较强，长期堆压导致结块现象问题十分突出，严重影响固体大量元素水溶肥产品的质量和使用。

目前固体大量元素水溶肥为了防止结块所采取的措施包括低湿度环境下生产包装、生产较大的球形颗粒、添加抗结块剂等。目前，常用的抗结块剂包括：惰性型抗结块剂、表面活性剂抗结块剂、高分子-表面性剂型抗结块剂、惰性物-表面活性剂复合型抗结块剂、疏水性物质抗结块剂(CN 102153408)。由于水溶肥对水不溶物有限量要求，惰性抗结块剂中如滑石粉、高岭土、膨润土等不溶于水，添加惰性抗结块剂可增加水中不溶物含量(CN200410011417A)。目前很多抗结块剂对复合肥具有比较理想的抗结块作用，但是在实际生产、运输和贮藏过程中，对固体大量元素水溶肥一般只能起到缓解作用，并不能从根本上有效解决结块现象。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种含硅抗结块固体大量元素水溶肥及其制备方法，以氮肥、磷肥、钾肥、中微量元素肥和活性物质为主要成分，以表面活性剂、有机高分子聚合物等为辅助成分。

为了达到以上目的，本发明采用了以下技术手段：

本发明的一种含硅抗结块的固体大量元素水溶肥，其由主要成分和辅助成分组成，其中主要成分包括氮肥、磷肥、钾肥、中微量元素肥以及活性物质；辅助成分分为内置型辅助成分和外置型辅助成分，所述的内置型辅助成分包括表面活性剂、有机高分子聚合物以及硅酸盐；所述的外置型辅助成分包括表面活性剂、硅酸盐以及三聚磷酸钠；

其制备方法包括如下步骤：

(1)粉碎混合

将主要成分和内置型辅助成分粉碎，将粉碎后的原料混合均匀；

(2)造粒

加入水溶肥总重量1-6％的低碳醇溶液，搅拌，挤压造粒；

(3)烘干

将过筛后得到的粒径较为均匀的颗粒放置烘干机中烘干，外置型辅助成分混合均匀后加入水溶肥总重量0.2-0.5％的低碳醇溶液，在烘干过程中将外置型辅助成分均匀喷涂于颗粒表面，烘干后即得所述的固体大量元素水溶肥，优选的，烘干温度为50～80℃，烘干时间为20～60min。

在本发明中，优选的，按照重量百分比计算，所述的主要成分所占比例为85.0～95.0％，所述的内置型辅助成分所占比例为4.9～14.0％，所述的外置辅助成分所占比例为0.1～2.0％。

在本发明中，优选的，所述的氮肥包括尿素、硫酸铵、硝酸铵、氯化铵中的一种或多种；所述的磷肥包括磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸一铵、磷酸二铵中的一种或多种；所述的钾肥包括氯化钾、硫酸钾、硝酸钾中的一种或多种；所述的中微量元素肥包括硫酸锌、硝酸锌、硼砂、硫酸镁、硝酸钙、硫酸铜、硫酸锰、钼酸铵中的一种或多种；所述的活性物质包括聚谷氨酸、聚天冬氨酸、芸苔素内酯、甜菜碱、a-萘乙酸钠、吲哚乙酸、赤霉素中的一种或多种。

在本发明中，优选的，以N计算，所述的氮肥的含量为5.0～35.0％(w/w)，以P₂O₅计算，所述的磷肥的含量为5.0～40.0％(w/w)，以K₂O计算，所述的钾肥的含量为5.0～40.0％(w/w)，所述的中微量元素的含量为0.1～1.0％(w/w)，所述的活性物质的含量为0～0.01％(w/w)。

这里所说的百分含量是肥料中有效物质的含量，例如氮肥的含量为5.0～35.0％(w/w)，是指其中有效物质“N”的含量为5.0～35.0％(w/w)，如果采用的氮肥为尿素，尿素中的N含量为46％，因此尿素的用量应为10.8-76％。

在本发明中，优选的，内置型辅助成分中，表面活性剂包括木质素磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、2-萘磺酸甲醛聚合物钠盐、聚乙烯吡咯烷酮、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种；外置型辅助成分中的表面活性剂包括二甲基硅油、亚乙基二胺、十八碳烷酸、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧丙烯甘油醚、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种；所述的有机高分子聚合物为聚丙烯酰胺、壳聚糖、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羧甲基淀粉钠其中的一种或多种；所述的低碳醇包括乙醇、乙二醇、丙醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇的一种或多种；所述的硅酸盐包括偏硅酸钾、偏硅酸钠中的一种或多种。

在本发明中，优选的，按照占水溶肥总重量的百分比计算，所述的内置型辅助成分中，表面活性剂所占比例为1.0％～4.0％，有机高分子聚合物为0.5～3.0％，硅酸盐为1.0％～3.5％；所述的外置型辅助成分中，表面活性剂所占比例为0.1～1.0％，硅酸盐所占比例为0.1～1.0％，三聚磷酸钠所占比例为0.1～0.5％。

在本发明中，优选的，步骤(1)中主要成分和内置型辅助成分粉碎后粒径小于80目。

在本发明中，优选的，造粒后筛除小于0.5mm和大于1.5mm的颗粒，得到粒径较为均匀的颗粒

在本发明的一个具体实施例中，所述的含硅抗结块固体大量元素水溶肥，其由以下重量百分比的各原料制成：

其中，中微量元素肥包括七水合硫酸锌和硼砂，七水合硫酸锌用量为0.39％，硼砂用量为0.10％；

其制备方法包括如下步骤：

(1)粉碎混合

将尿素、磷酸二氢钾、硫酸钾、中微量元素和活性物质与木质素磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、壳聚糖、偏硅酸钠粉碎后过200目筛子，将粉碎后的原料混合均匀；

(2)造粒

加入水溶肥总重量2％的60％(w/w)的乙醇溶液和水溶肥总重量3％的丙醇，搅拌，挤压造粒，筛除小于0.5mm和大于1.5mm的颗粒，得到粒径较为均匀的颗粒；

(3)烘干

将过筛后得到的粒径较为均匀的颗粒放置烘干机中烘干，外置型辅助成分混合均匀后加入水溶肥总重量0.3％的丙醇，在烘干过程中将外置型辅助成分均匀喷涂于颗粒表面，烘干温度60℃，于30min后即为成品。

在本发明的另一个具体实施例中，所述的含硅抗结块固体大量元素水溶肥，由以下重量百分比的各原料制成：

其中，中微量元素肥包括七水合硫酸锌和硼砂，七水合硫酸锌用量为0.39％，硼砂用量为0.10％；

其制备方法包括如下步骤：

(1)粉碎混合

将尿素、磷酸二氢钾、硫酸钾、中微量元素和活性物质与木质素磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚丙烯酰胺、羧甲基淀粉钠、偏硅酸钠粉碎后过200目筛子，将粉碎后的原料混合均匀；

(2)造粒

加入水溶肥总重量2％的60％(w/w)的乙醇溶液和水溶肥总重量3％的丙醇，搅拌，挤压造粒，筛除小于0.5mm和大于1.5mm的颗粒，得到粒径较为均匀的颗粒；

(3)烘干

将过筛后得到的粒径较为均匀的颗粒放置烘干机中烘干，外置型辅助成分混合均匀后加入水溶肥总重量0.3％的丙醇，在烘干过程中将外置型辅助成分均匀喷涂于颗粒表面，烘干温度60℃，于30min后即为成品。

相较于现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明采用粉剂原料造粒技术，通过内添加完全水溶性物质、外喷涂抗结块性物质，从根本上解决固体大量元素水溶肥吸潮结块难题。本发明的含硅抗结块固体大量元素水溶肥水溶性好、溶解快，并添加多种中微量元素和表面活性物质，可有效提高肥料利用率。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，应理解该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1：一种含硅抗结块的固体大量元素水溶肥的制备

1、原料及其用量

2、方法

(1)粉碎混合

将尿素、磷酸二氢钾、硫酸钾、中微量元素肥和活性物质与木质素磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、壳聚糖、偏硅酸钠粉碎后过200目筛子，将粉碎后的原料混合均匀；

(2)造粒

加入水溶肥总重量2％的60％(w/w)的乙醇溶液和水溶肥总重量2％的丙醇，搅拌，挤压造粒，筛除小于0.5mm和大于1.5mm的颗粒，得到粒径较为均匀的颗粒；

(3)烘干

将过筛后得到的粒径较为均匀的颗粒放置烘干机中烘干，外置型辅助成分混合均匀后加入水溶肥总重量0.3％的丙醇，在烘干过程中将外置型辅助成分均匀喷涂于颗粒表面，烘干温度60℃，于30min后即为成品。

3、成品的理化性状检测

成品的理化性状检测结果如下表1所示：

表1

指标	成粒率/％	水不溶物含量/％	防结块率/％
				样品	79.54	0.25	98.8
对照	—	未检出	45.5

本测定中以未经过任何处理过的粉粒状的主要成分原料混合物作为对照。测定方法：(1)成粒率：成型颗粒占总出料的百分比。(2)水不溶物：详见水溶肥料水不溶物含量和pH值的测定标准NY/T1973-2010。(3)防结块率：将本发明的样品装袋，包装袋规格为140mm×200mm，每袋装400g，放置于6包重量为50kg的重物下对其施压，堆压25天后取出，将样品袋从1m高处水平自由跌落至坚硬的地板上，正反各一次，拆包后用4mm筛子筛分，分别称量每袋通过筛网和未通过筛网的样品量，测试其防结块率。

实施例2：一种含硅抗结块的固体大量元素水溶肥的制备

1、原料及其用量

2、方法

(1)粉碎混合

将尿素、磷酸二氢钾、硫酸钾、中微量元素肥和活性物质与木质素磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚丙烯酰胺、羧甲基淀粉钠、偏硅酸钠粉碎后过200目筛子，将粉碎后的原料混合均匀；

(2)造粒

加入水溶肥总重量2％的60％(w/w)的乙醇溶液和水溶肥总重量2％的丙醇，搅拌，挤压造粒，筛除小于0.5mm和大于1.5mm的颗粒，得到粒径较为均匀的颗粒；

(3)烘干

将过筛后得到的粒径较为均匀的颗粒放置烘干机中烘干，外置型辅助成分混合均匀后加入水溶肥总重量0.3％的丙醇，在烘干过程中将外置型辅助成分均匀喷涂于颗粒表面，烘干温度60℃，于30min后即为成品。

3、成品的理化性状检测

成品的理化性状检测结果如下表2所示：

表2

指标	成粒率/％	水不溶物含量/％	防结块率/％
				样品	79.54	0.32	98.2
对照	—	未检出	45.5

本测定中以未经过任何处理过的粉粒状的主要成分原料的混合物作为对照。测定方法：(1)成粒率：成型颗粒占总出料的百分比。(2)水不溶物：详见水溶肥料水不溶物含量和pH值的测定标准NY/T1973-2010。(3)防结块率：将本发明的样品装袋，包装袋规格为140mm×200mm，每袋装400g，放置于6包重量为50kg的重物下对其施压，堆压25天后取出，将样品袋从1m高处水平自由跌落至坚硬的地板上，正反各一次，拆包后用4mm筛子筛分，分别称量每袋通过筛网和未通过筛网的样品量，测试其防结块率。

以上这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种含硅抗结块的固体大量元素水溶肥，其特征在于所述的固体大量元素水溶肥由主要成分和辅助成分组成，其中主要成分包括氮肥、磷肥、钾肥、中微量元素肥以及活性物质；辅助成分分为内置型辅助成分和外置型辅助成分，所述的内置型辅助成分包括表面活性剂、有机高分子聚合物以及硅酸盐；所述的外置型辅助成分包括表面活性剂、硅酸盐以及三聚磷酸钠；

其制备方法包括如下步骤：

(1)粉碎混合

将主要成分和内置型辅助成分粉碎，将粉碎后的原料混合均匀；

(2)造粒

加入水溶肥总重量1-6％的低碳醇溶液，搅拌，挤压造粒；

(3)烘干

将过筛后得到的粒径较为均匀的颗粒放置烘干机中烘干，外置型辅助成分混合均匀后加入水溶肥总重量0.2-0.5％的低碳醇溶液，在烘干过程中将外置型辅助成分均匀喷涂于颗粒表面，烘干后即得所述的固体大量元素水溶肥，优选的，烘干温度为50～80℃，烘干时间为20～60min。

2.如权利要求1所述的含硅抗结块固体大量元素水溶肥，其特征在于按照重量百分比计算，所述的主要成分所占比例为85.0～95.0％，所述的内置型辅助成分所占比例为4.9～14.0％，所述的外置辅助成分所占比例为0.1～2.0％。

3.如权利要求1所述的含硅抗结块固体大量元素水溶肥，其特征在于所述的氮肥包括尿素、硫酸铵、硝酸铵、氯化铵中的一种或多种；所述的磷肥包括磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸一铵、磷酸二铵中的一种或多种；所述的钾肥包括氯化钾、硫酸钾、硝酸钾中的一种或多种；所述的中微量元素肥包括硫酸锌、硝酸锌、硼砂、硫酸镁、硝酸钙、硫酸铜、硫酸锰、钼酸铵中的一种或多种；所述的活性物质包括聚谷氨酸、聚天冬氨酸、芸苔素内酯、甜菜碱、a-萘乙酸钠、吲哚乙酸、赤霉素中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的含硅抗结块固体大量元素水溶肥，其特征在于以N计算，所述的氮肥的含量为5.0～35.0％(w/w)，以P2O5计算，所述的磷肥的含量为5.0～40.0％(w/w)，以K2O计算，所述的钾肥的含量为5.0～40.0％(w/w)，所述的中微量元素的含量为0.1～1.0％(w/w)，所述的活性物质的含量为0～0.01％(w/w)。

5.如权利要求1所述的含硅抗结块固体大量元素水溶肥，其特征在于内置型辅助成分中的表面活性剂包括木质素磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、2-萘磺酸甲醛聚合物钠盐、聚乙烯吡咯烷酮、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种；外置型辅助成分中的表面活性剂包括二甲基硅油、亚乙基二胺、十八碳烷酸、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧丙烯甘油醚、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种；所述的有机高分子聚合物为聚丙烯酰胺、壳聚糖、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羧甲基淀粉钠其中的一种或多种；所述的低碳醇包括乙醇、乙二醇、丙醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇的一种或多种；所述的硅酸盐包括偏硅酸钾、偏硅酸钠中的一种或多种。

6.如权利要求5所述的含硅抗结块固体大量元素水溶肥，其特征在于：按照占水溶肥总重量的百分比计算，所述的内置型辅助成分中，表面活性剂所占比例为1.0％～4.0％，有机高分子聚合物为0.5～3.0％，硅酸盐为1.0％～3.5％；所述的外置型辅助成分中，表面活性剂所占比例为0.1～1.0％，硅酸盐所占比例为0.1～1.0％，三聚磷酸钠所占比例为0.1～0.5％。

7.如权利要求1所述的含硅抗结块固体大量元素水溶肥，其特征在于步骤(1)中主要成分和内置型辅助成分粉碎后粒径小于80目。

8.如权利要求1所述的含硅抗结块固体大量元素水溶肥，其特征在于造粒后筛除小于0.5mm和大于1.5mm的颗粒，得到粒径较为均匀的颗粒。

9.如权利要求1所述的含硅抗结块固体大量元素水溶肥，其特征在于由以下重量百分比的各原料制成：

其中，中微量元素肥包括七水合硫酸锌和硼砂，七水合硫酸锌用量为0.39％，硼砂用量为0.10％；

其制备方法包括如下步骤：

(1)粉碎混合

将尿素、磷酸二氢钾、硫酸钾、中微量元素和活性物质与木质素磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、壳聚糖、偏硅酸钠粉碎后过200目筛子，将粉碎后的原料混合均匀；

(2)造粒

加入水溶肥总重量2％的60％(w/w)的乙醇溶液和水溶肥总重量2％的丙醇，搅拌，挤压造粒，筛除小于0.5mm和大于1.5mm的颗粒，得到粒径较为均匀的颗粒；

(3)烘干

将过筛后得到的粒径较为均匀的颗粒放置烘干机中烘干，外置型辅助成分混合均匀后加入水溶肥总重量0.3％的丙醇，在烘干过程中将外置型辅助成分均匀喷涂于颗粒表面，烘干温度60℃，于30min后即为成品。

10.如权利要求1所述的含硅抗结块固体大量元素水溶肥，其特征在于由以下重量百分比的各原料制成：

其中，中微量元素肥包括七水合硫酸锌和硼砂，七水合硫酸锌用量为0.39％，硼砂用量为0.10％；

其制备方法包括如下步骤：

(1)粉碎混合

将尿素、磷酸二氢钾、硫酸钾、中微量元素和活性物质与木质素磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚丙烯酰胺、羧甲基淀粉钠、偏硅酸钠粉碎后过200目筛子，将粉碎后的原料混合均匀；

(2)造粒

加入水溶肥总重量2％的60％(w/w)的乙醇溶液和水溶肥总重量2％的丙醇，搅拌，挤压造粒，筛除小于0.5mm和大于1.5mm的颗粒，得到粒径较为均匀的颗粒；

(3)烘干

将过筛后得到的粒径较为均匀的颗粒放置烘干机中烘干，外置型辅助成分混合均匀后加入水溶肥总重量0.3％的丙醇，在烘干过程中将外置型辅助成分均匀喷涂于颗粒表面，烘干温度60℃，于30min后即为成品。