CN108424225A - 用于硝基肥料的防结块剂及制备方法和应用 - Google Patents

用于硝基肥料的防结块剂及制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了用于硝基肥料的防结块剂及制备方法和应用，各组分按质量百分比计，其特征在于：用于硝基肥料的防结块剂由石灰粉20‑30％，纳米级二氧化硅5‑10％，植物天然桔杆60‑75％，各组分之和为100％，经过二次改性制得。产品使用时，采用螺旋输送机使之均匀涂布在硝基肥料颗粒表面。该用于硝基肥料的防结块剂可在硝基肥料颗粒表面形成一层隔膜，使硝基肥料长时间保持松散并具有良好的流动性，保证硝基肥料的品质。

Description

用于硝基肥料的防结块剂及制备方法和应用
技术领域
本发明涉及硝基肥料防结块处理技术领域，尤其是用于硝基肥料防结块剂及制备方法和应用。
背景技术
1、防结块剂概况
防结块剂是为了促进肥料在储存和装卸作业中保持良好流动性的添加剂。为了防止肥料结块，特别是硝基肥料的结块更为严重，肥料厂家在通过改善工艺条件和控制颗粒特征的同时，主要采用硝基肥料包覆防结剂的方法,防结块剂的使用，能最大限度地抑制硝基肥料结块、吸潮和粉化现象，增加颗粒的流动性，便于硝基肥料的储存、运输和使用，因此，作为一种低成本、高收益的防结块措施，防结块剂现在已经被全世界复合肥生产厂家所广泛接受和使用。
2、防结块剂的现状
目前中国市场上的复合肥防结剂种类很多，根据基料不同主要有油状和粉状。
油体防结剂多是通过包覆，在硝基肥料表面形成一层疏水性的保护膜，减少颗粒之间的相互作用。传统的油体防结剂通常是：矿物油类和烷基胺等石油类产品,矿物油由于其性能稳定，疏水性好，是目前使用最为广泛的防结块剂.但是其成本高,不易降解。由于烷基胺对硝基肥料表面有腐蚀,用量不能过大,同时成本也是比较大的压力。
粉状防结剂采用非金属矿石如硅藻土、高岭土和滑石粉等惰性粉体经过改性研磨成的超微粉末，附着在硝基肥料颗粒表面，起到了机械隔离的作用，达到抑制硝基肥料结块的目的。粉状防结剂主要载体是非金属矿，自身不容易水也无法降解，对环境造成比较大的影响,同时惰性粉体由于附着力差,所以效果一般.
3、防结块剂应用的问题
现在硝基肥料厂家一般采用油+粉二步法的方式进行包裹硝基肥料颗粒,尽管满足了防结块的效果.目前比较大的问题是，矿物油粉不能很好固定在颗粒表面，或者包不上去，或者包上了容易脱落，也是我们经常看到硝基肥料表面掉粉、脱粉现象，出现这种情况粉对硝基肥料的防结隔离效果将大打折扣，整体防结块的效果也得不到保证，矿物油类和烷基胺等石油类产品已经不能适应现在绿色环保要求。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷和市场硝基肥料防结块的需求，而提供的一种用于硝基肥料的防结块剂及制备方法和应用，本发明的防结块利用天然植物桔杆为载体，通过亚纳米级石灰粉对天然植物桔杆粉末进行粉包粉改性，使天然植物桔杆表面被亚纳米级石灰粉涂层；利用纳米级二氧化镁粉体再对被石灰粉改性的天然植物桔杆粉末进行二次改性，使天然植物桔杆粉末由亲水改性为疏水特征，从而增强粉体防结功能；利用天然植物桔杆自身含有的糖分、纤维等，能有效的附着在硝基肥料表面，从而解决粉体包裹硝基肥料时对硝基肥料表面的固定效果，避免粉体在硝基肥料表面上脱落。
本发明的技术方案为：
用于硝基肥料的防结块剂，由以下各组分组成，各组分按质量百分比计，其特征在于：用于硝基肥料的防结块剂由石灰粉20-30％，纳米级二氧化硅5-10％，植物天然桔杆60-75％，各组分之和为100％。
所述的植物天然桔杆为小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花或甘蔗在收获籽实后的剩余部分中的一种或者两种以上的混合物。
所述的植物天然桔杆水分不得高于2.0％，颗粒粒径D90一次粒径为20-50um。
所述的纳米级二氧化硅是含量不低于95.0％；纳米级颗粒D90一次粒径为80-150nm。
所述的石灰粉含量不低于96％，水分不高于1.0％，颗粒粒径D90一次粒径为10-30um。
所述的用于硝基肥料的防结块剂的制备方法包括以下主要步骤：
(1)一次改性：取所述比例石灰粉末通过改性机对料仓中的植物天然桔杆进行表面包裹改性，所得改性植物天然桔杆粉体。
(2)二次改性：按所述比例的纳米二氧化硅对步骤(1)所述改性植物天然桔杆粉体在改性机内进行表面包裹改性，所得改性粉体；
(3)活化与安定：将二次改性所得的改性粉体冷却至常温后，在密封条件下静置8-10个小时，即得用于硝基肥料的防结块剂。
将所述的用于硝基肥料的防结块剂按2.0～3.5kg/吨硝基肥料的用量均匀包裹在硝基肥料表面。
将所述的用于硝基肥料的防结块剂采用下述方式包裹在硝基肥料表面：将所述的用于硝基肥料的防结块剂直接均匀涂布在硝基肥料颗粒表面。
将所述的用于硝基肥料的防结块剂采用螺旋输送机均匀涂布在硝基肥料颗粒表面。
本发明的防结块利用天然植物桔杆在不同程度上改善了农田生态环境，具有改土效应和改善农田生态环境效应比如能保墒和调控田间温湿度，秸秆中含有大量的有机质，氮磷钾和微量元素是农业生产重要的有机肥源，从而提高了硝基肥料的综合肥效
本发明的防结块利用石灰粉涂层后Ca2+易与硝基肥料中的NH4+、PO4 3-,在肥料表面形成经过在硝基肥料表面形成Ca(NH4)PO4，Ca(NH4)PO4是一种缓释肥料，相当于在肥料表面包裹了一层缓释肥料，不断在肥料间表面形成隔离层，同时也使硝基肥料颗粒表面有效与空气隔离，降低了颗粒吸水的速度，减少了颗粒间的相互粘连，抑制了颗粒间的盐溶解—再结晶，达到抑制硝基肥料结块。
本发明的防结块利用纳米二氧化硅对被石灰粉涂层后的天然植物桔杆进行二次改性，由于硝基肥料具有略酸性，在石灰粉作用下，硝基肥料表面会有少量NH4+会迅速分解，通过纳米二氧化硅包膜后控制氨的释放，从而减少氮养分的损失。纳米二氧化硅能有效地平衡肥料的酸碱度。
本发明的防结块解决了硝基肥料结块，同时在肥料中增加了微量Ca元素，丰富了肥料的营养，还能调节土壤改善农田生态环境。
具体实施方式
结合实施例对本发明作进一步描述。本发明所用的原料均直接购买,其中本发明实施例中所用纳米级二氧化硅购买自南京天行化工材料公司，植物天然桔杆购买自山东省农资公司。
实施例1
用于硝基肥料的防结块剂，各组分按质量百分比计，硝基肥料防结块剂由石灰粉20％，纳米级二氧化硅5％，玉米桔杆75％，所述石灰粉含量96％,水分1.00％，D90一次粒径为10um,所述的纳米级二氧化硅是含量98％；D90一次粒径为80nm，所述的玉米桔杆水分2.0％，颗粒粒径D90一次粒径为20um。
用于硝基肥料的防结块剂的制备方法：取所述比例石灰粉末通过改性机对料仓中的玉米桔杆进行表面包裹改性，所得改性玉米桔杆粉体。将所述比例纳米级二氧化硅对所得改性玉米桔杆粉体在改性机内进行表面二次改性；将二次改性所得的改性粉体冷却至常温后，在密封条件下静置8个小时后，即得用于硝基肥料的防结块剂。
将所述的用于硝基肥料的防结块剂按3.5kg/吨硝基肥料的用量采用螺旋输送机均匀包裹在硝基肥料表面，对硝基肥料防结块效果显著。
吸湿率％ 破碎压力N 松散度％
包裹后的肥料 22.43 30 98.17
包裹前的肥料 67.71 172 32.19
实施例2
用于硝基肥料的防结块剂，各组分按质量百分比计，硝基肥料防结块剂由石灰粉25％，纳米级二氧化硅7％，油菜桔杆68％，所述石灰粉含量97％,水分0.98％，D90一次粒径为20um,所述的纳米级二氧化硅是含量96％；D90一次粒径为100nm，所述的油菜桔杆水分1.8％，颗粒粒径D90一次粒径为30um。
用于硝基肥料的防结块剂的制备方法：取所述比例石灰粉末通过改性机对料仓中的油菜桔杆进行表面包裹改性，所得改性油菜桔杆粉体。将所述比例纳米级二氧化硅对所得改性油菜桔杆粉体在改性机内进行表面二次改性；将二次改性所得的改性粉体冷却至常温后，在密封条件下静置9个小时后，即得用于硝基肥料的防结块剂。
将所述的用于硝基肥料的防结块剂按3.0kg/吨硝基肥料的用量采用螺旋输送机均匀包裹在硝基肥料表面，对硝基肥料防结块效果显著。
吸湿率％ 破碎压力N 松散度％
包裹后的肥料 22.39 32 98.71
包裹前的肥料 68.14 168 33.12
实施例3
用于硝基肥料的防结块剂，各组分按质量百分比计，硝基肥料防结块剂由石灰粉30％，纳米级二氧化硅10％，棉花桔杆60％，所述石灰粉含量98％,水分0.96％，D90一次粒径为30um,所述的纳米级二氧化硅是含量96.5％；D90一次粒径为150nm，所述的棉花桔杆水分1.72％，颗粒粒径D90一次粒径为50um.
用于硝基肥料的防结块剂的制备方法：取所述比例石灰粉末通过改性机对料仓中的棉花桔杆进行表面包裹改性，所得改性棉花桔杆粉体。将所述比例纳米级二氧化硅对所得改性棉花桔杆粉体在改性机内进行表面二次改性；将二次改性所得的改性粉体冷却至常温后，在密封条件下静置10个小时后，即得用于硝基肥料的防结块剂。
将所述的用于硝基肥料的防结块剂按2.5kg/吨硝基肥料的用量采用螺旋输送机均匀包裹在硝基肥料表面，对硝基肥料防结块效果显著。
吸湿率％ 破碎压力N 松散度％
包裹后的肥料 22.75 39 98.07
包裹前的肥料 67.79 182 32.84
实施例4
用于硝基肥料的防结块剂，各组分按质量百分比计，硝基肥料防结块剂由石灰粉24％，纳米级二氧化硅6％，棉花和甘蔗桔杆70％，所述石灰粉含量97.2％,水分0.95％，D90一次粒径为25um,所述的纳米级二氧化硅是含量96.8％；D90一次粒径为120nm，所述的植物棉花和甘蔗桔杆水分1.78％，颗粒粒径D90一次粒径为40um。
用于硝基肥料的防结块剂的制备方法：取所述比例石灰粉末通过改性机对料仓中的棉花和甘蔗桔杆进行表面包裹改性，所得改性棉花和甘蔗桔杆粉体。将所述比例纳米级二氧化硅对所得改性棉花和甘蔗桔杆粉体在改性机内进行表面二次改性；将二次改性所得的改性粉体冷却至常温后，在密封条件下静置8个小时后，即得用于硝基肥料的防结块剂。
将所述的用于硝基肥料的防结块剂按2.8kg/吨硝基肥料的用量采用螺旋输送机均匀包裹在硝基肥料表面，对硝基肥料防结块效果显著。
吸湿率％ 破碎压力N 松散度％
包裹后的肥料 23.05 29 98.06
包裹前的肥料 67.39 174 32.13
实施例5
用于硝基肥料的防结块剂，各组分按质量百分比计，硝基肥料防结块剂由石灰粉27％，纳米级二氧化硅8％，水稻、油菜和玉米桔杆65％，所述石灰粉含量96.2％,水分0.93％，D90一次粒径为28um,所述的纳米级二氧化硅是含量95.8％；D90一次粒径为115nm，所述的水稻、油菜和玉米桔杆水分1.88％，颗粒粒径D90一次粒径为44um。
用于硝基肥料的防结块剂的制备方法：取所述比例石灰粉末通过改性机对料仓中的水稻、油菜和玉米桔杆进行表面包裹改性，所得改性水稻、油菜和玉米桔杆粉体。将所述比例纳米级二氧化硅对所得改性水稻、油菜和玉米桔杆粉体在改性机内进行表面二次改性；将二次改性所得的改性粉体冷却至常温后，在密封条件下静置8个小时后，即得用于硝基肥料的防结块剂。
将所述的用于硝基肥料的防结块剂按3.2kg/吨硝基肥料的用量采用螺旋输送机均匀包裹在硝基肥料表面，对硝基肥料防结块效果显著。
吸湿率％ 破碎压力N 松散度％
包裹后的肥料 22.72 27 98.05
包裹前的肥料 67.71 164 32.59

Claims (9)

1.用于硝基肥料的防结块剂，由以下各组分组成，各组分按质量百分比计，其特征在于：用于硝基肥料的防结块剂由石灰粉20-30％，纳米级二氧化硅5-10％，植物天然桔杆60-75％，各组分之和为100％。
2.如权利要求1所述的用于硝基肥料的防结块剂，其特征在于:所述的植物天然桔杆为小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花或甘蔗在收获籽实后的剩余部分中的一种或者两种以上的混合物。
3.如权利要求1或2所述的用于硝基肥料的防结块剂，其特征在于:所述的植物天然桔杆水分不得高于2.0％，颗粒粒径D90一次粒径为20-50um。
4.如权利要求1所述的用于硝基肥料的防结块剂，其特征在于:所述的纳米级二氧化硅是含量不低于95.0％；纳米级颗粒D90一次粒径为80-150nm。
5.如权利要求1所述的用于硝基肥料的防结块剂，其特征在于:所述的石灰粉含量不低于96％，水分不高于1.0％，颗粒粒径D90一次粒径为10-30um。
6.如权利要求1－5之一所述的用于硝基肥料的防结块剂的制备方法，其特征在于，包括以下主要步骤：
(1)一次改性：取所述比例石灰粉末通过改性机对料仓中的植物天然桔杆进行表面包裹改性，所得改性植物天然桔杆粉体；
(2)二次改性：按所述比例的纳米二氧化硅对步骤(1)所述改性植物天然桔杆粉体在改性机内进行表面包裹改性，所得改性粉体；
(3)活化与安定：将二次改性所得的改性粉体冷却至常温后，在密封条件下静置8-10个小时，即得用于硝基肥料的防结块剂。
7.如权利要求1－5之一所述的一种用于硝基肥料的防结块剂的应用，其特征在于：将所述的用于硝基肥料的防结块剂按2.0～3.5kg/吨硝基肥料的用量均匀包裹在硝基肥料表面。
8.如权利要求7所述的用于硝基肥料的防结块剂的应用，其特征在于：将所述的用于硝基肥料的防结块剂采用下述方式包裹在硝基肥料表面：将所述的用于硝基肥料的防结块剂直接均匀涂布在硝基肥料颗粒表面。
9.如权利要求8所述的用于硝基肥料的防结块剂的应用，其特征在于：将所述的用于硝基肥料的防结块剂采用螺旋输送机均匀涂布在硝基肥料颗粒表面。
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