CN109134099A - 一种圆颗粒速效高浓度硫肥及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种圆颗粒速效高浓度硫肥及生产方法，其特征在于:硫肥为圆颗粒状肥料，肥料中硫磺占比50％‑90％，溶胀材料占比5％‑20％，硫之外的中微量元素占比5％‑45％。生产方法为：将固体硫磺加热熔融，在液态硫磺中添加其它中微量元素和溶胀材料并混合均匀，然后将混合料浆泵入高塔造粒设备，生产圆颗粒高浓度速效硫肥。本发明有以下优点：硫肥为圆颗粒状，填补市场无圆颗粒高浓度硫肥的空白；可实现连续化规模化生产，克服当前高浓度硫肥工艺不连续和产能低下的瓶颈，本发明工艺能耗低，效率高；圆颗粒硫肥施用更加方便，可广泛应用于掺混肥中，且掺混均匀，效果好；硫肥中各营养元素间协同增效；硫肥中添加溶胀材料，可快速崩解成硫磺微粒，加快作物对硫的吸收。

Description

一种圆颗粒速效高浓度硫肥及生产方法

技术领域

本发明涉及肥料制造领域，具体为硫肥的生产领域，即一种圆颗粒速效高浓度硫肥及生产方法。

背景技术

硫是作物生长过程中必不可少重要的元素，除了氮磷钾大量元素外，作物需要硫元素的量与磷相近，在某些喜硫作物中，硫的需求量甚至远远大于磷，被称为氮磷钾之后的第四营养元素。作物合成蛋白质必需要硫，硫和氮在籽粒蛋白质中的比值是1:15，若硫不足，则氮也不被作物吸收。硫还促进体内油脂形成，增加植物抗寒、抗旱和抗病虫能力。硫肥的施用可以提高大量元素的利用率，从而可以减少肥料的用量，节肥增效。

然而，硫磺最大的问题是不溶于水，施于土壤后，需要在硫细菌的作用下，才能缓慢转化为作物可以利用的形态，这在很大程度上影响其使用。有研究表明，硫磺粒径越小，在土壤中被氧化利用速率越快，利用率也越高。

近年来对于硫肥产品的开发越来越多，主要分为三大类：一类是利用硫磺不溶于水的特性，对肥料进行包衣，制备硫包衣缓释肥料。专利US4857098、专利WO2008/103728A1、专利WO2015/070496A1、专利CN100516003C、专利CN101805235B、专利CN103553849A、专利CN104496691A、专利CN104108977A和专利CN106316620A等涉及到硫包衣尿素和硫包衣硫镁肥，硫磺主要作用是阻止肥料过快释放，然而，当硫包衣肥料施于土壤后，随着肥芯的溶出，硫会以“包衣壳”形式存在，其分解释放较慢，不利于硫的利用。

第二类含硫肥料是将硫磺内加到肥料颗粒中间，制备成含硫肥料。专利WO01/87803A1、专利EP2248790A1、专利CN100434399C、专利CN1380879A和专利CN1990434A公开了一种含硫肥料及其制备方法，具体做法是在肥料造粒过程中，将硫磺分散在颗粒肥料内部。该工艺不仅复杂，而且生产过程不容易控制，最主要的缺点是硫为内部添加方式，生产过程中因有返料产生，存在硫磺爆炸的风险。专利US8679219B2介绍了一种含硫肥料及其制备方法，具体表现为用分散研磨机将硫磺粉与磷酸等液体研磨，最终得到微米级粒径的硫磺颗粒，然后加入其它肥料组分，除去多余水分后造粒，制备成含有硫磺的颗粒肥料。该技术中硫磺湿磨可以减少粉尘，降低硫磺爆炸风险，但存在问题是该工艺流程较长，操作繁琐，不易控制，成本过高。

第三类含硫肥料是将硫磺直接制备成粒状，专利US2014/0216120A1、专利US2014/0109639A1和专利CN103771998 A等介绍了一种含有中量元素硫、微量元素、磷矿石等物质的肥料，具体做法是将微量元素物质加入液体硫磺中，利用钢带造粒机制备含有中微量元素的硫肥。该技术可以制备出硫含量很高的肥料，主要问题是钢带造粒机生产工艺不连续，产能较小，且肥料是扁的半球状，在掺混肥中分散不均匀，影响掺混效果。

发明内容

本发明目的为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种圆颗粒速效高浓度硫肥及生产方法，本发明实现方式简单、效率高、安全性更好。本发明具体如下特点：

1、颗粒圆。不同于钢带造粒硫肥，钢带造粒工艺不连续，产能小，操作繁琐，钢带造粒硫肥形状不规则，掺混不均匀，影响掺混肥使用效果。而本发明生产的硫肥为圆颗粒状，生产设备简单，工艺连续，产能更高，圆颗粒硫肥作为掺混肥原料，掺混效果更好。

2、速效。硫肥中添加溶胀材料，将硫肥快速崩解成微粒，作物能加快吸收硫肥，快速且充分利用养分。

3、浓度高。不同于硫包衣缓释肥料，本发明中硫的含量很高，且同时含有其它中微量元素和溶胀材料，其它中微量元素与硫可以很好的协同，溶胀材料可将硫肥迅速崩解，崩解后的硫磺微粒在土壤硫细菌的作用下转化成硫酸根形态，从而快速被作物利用。

4、安全高。不同于内加硫磺肥料，多采用在造粒时内添加硫，此种方式会在生产过程中产生返料，硫粉尘极易在系统中累积，存在爆炸的风险，且操作繁琐。而本发明通过高塔造粒设备将硫磺制备成圆颗粒状，硫含量更高，生产过程中安全性更高。

本发明的具体实现方式如下：

一种圆颗粒速效高浓度硫肥，各组分按质量百分比计，其特征在于：硫肥为圆颗粒状，硫肥中硫磺占比50％-90％，溶胀材料占比5％-20％，硫之外的中微量元素占比5％-45％；制备方法为：将硫磺加热至液态，在液态硫磺中添加溶胀材料和硫之外的中微量元素并混合均匀制备硫肥混合料浆，然后将硫肥混合料浆泵入高塔造粒设备，硫肥混合料浆通过喷头喷出，在表面张力的作用下以球状下落，与空气进行热交换，冷却凝固后得到圆颗粒速效高浓度硫肥。

所述中微量元素为含有硫、钙、镁、硅、铁、锰、铜、锌、硼、钼元素的单质、氧化物或无水化合物中的一种或二种以上的混合物。

所述的溶胀材料为壳聚糖、纤维素、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一种或二种以上的混合物。

所述的溶胀材料的分子量为5000-100000。

所述中微量元素的溶解性分为两种：水易溶型和水难溶型。

所述中微量元素中至少包含一种水易溶性物质。

一种圆颗粒速效高浓度硫肥的生产方法，其特征在于按以下步骤进行:将固体硫磺加热熔融，在液态硫磺中添加硫之外的中微量元素和溶胀材料并混合均匀制备硫肥混合料浆，然后将硫肥混合料浆泵入高塔造粒设备，硫肥混合料浆通过喷头喷出，在表面张力的作用下以球状下落，与空气进行热交换，冷却凝固后得到圆颗粒速效高浓度硫肥。

硫肥混合料浆的温度控制在120-155℃。

本发明的优点在于：1、硫肥为圆颗粒，且硫含量高，填补了市场无圆颗粒高浓度硫肥的空白；2、硫肥中添加溶胀材料，可快速崩解成硫磺微粒，加快作物对硫的吸收。3、可实现连续化规模化生产，能耗低，生产效率高，克服了当前高浓度硫肥工艺不连续及产能低下的问题；4、圆颗粒硫肥施用更加方便，可广泛应用于掺混肥中，且掺混均匀，效果好；5、硫肥中各营养元素间协同增效。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，包括但不仅限于以下案例，以下实施例各物质按质量份计。

实施例1

(1)将固态硫磺置于夹套反应釜中，用导热油加热至液态，分别加入氧化镁、氧化锌、硫酸铜、硼酸和分子量为50000的壳聚糖，各组分占比如下：50％硫、15％氧化镁、10％氧化锌、10％无水硫酸铜、10％硼酸和5％分子量为50000的壳聚糖。

(2)将上述组分搅拌均匀，并控制硫肥混合料浆温度为120℃，泵入高塔造粒机中进行喷浆造粒，生产的圆颗粒速效高浓度硫肥，组成如下：

本硫肥含有单质硫和硫酸根，同时含有镁、锌、铜和硼等中微量元素，各营养元素之间相互协同，实现极好的植物营养功能。

实施例2

(1)将固态硫磺置于夹套反应釜中，用高压蒸汽加热至液态，分别加入硼酸和分子量为60000的纤维素，各组分占比如下：90％硫、5％硼酸和5％分子量为60000的纤维素。

(2)将上述组分搅拌均匀，并控制混合料浆温度为155℃，泵入高塔造粒机中进行喷浆造粒，生产的圆颗粒速效高浓度硫肥，组成如下：

	单质S	水易溶B
			养分组成	90％	0.87％

硼对氮的吸收具有促进作用，可以提高氮素的利用率。同时，硫和氮之间也是协同作用，两者都是蛋白质成分，也是叶绿素形成不可或缺的，本含硼硫肥可以显著提高氮肥的利用率。

实施例3

(1)将固态硫磺置于夹套反应釜中，用电加热棒加热至液态，分别加入氧化镁、氧化锌、硫酸锰、分子量为100000的聚丙烯酰胺和分子量为60000的聚乙烯醇。各组分占比如下：60％硫、10％氧化镁、5％氧化锌、5％硫酸锰、10％分子量为100000聚丙烯酰胺和10％分子量为60000的聚乙烯醇。

(2)将上述组分搅拌均匀，并控制混合料浆温度为130℃，泵入高塔造粒机中进行喷浆造粒，生产的圆颗粒速效高浓度硫肥，组成如下：

本硫肥是含双效硫、镁、锌和锰的中微量元素肥料，尤其适用于对硫需求量比较大的作物，如花生、豌豆、马铃薯、柑橘、甜菜等作物。

实施例4

(1)将固态硫磺置于夹套反应釜中，用导热油加热至液态，分别加入偏硅酸钠、氧化锌和分子量为5000的聚丙烯酸钠，各组分占比如下：55％硫、25％偏硅酸钠、8％氧化锌和12％分子量为5000的聚丙烯酸钠。

(2)将上述组分搅拌均匀，并控制混合料浆温度为140℃，泵入高塔造粒机中进行喷浆造粒，生产的圆颗粒速效高浓度硫肥，组成如下：

	单质S	水难溶Zn	水易溶Si
				养分组成	55％	6.4％	5.7％

本案例中生产的圆颗粒速效高浓度硫肥是含有硫、硅和锌的中微量元素新型肥料，可用于水稻种植过程中。硅是植物体组成的重要营养元素，被国际土壤界列为继氮、磷、钾之后的第四大元素。硅肥能提高作物对病虫害的抵抗力，减少各种病虫害的发生，作物吸收硅后，可在植物体内形成硅化细胞，使茎叶表层细胞壁加厚，角质层增加，形成一个坚固的保护层，使昆虫不易咬动，病菌难以入侵，也可以提高作物抗倒伏能力。水稻、小麦、玉米、花生、大豆、西瓜、果树、蔬菜等作物，施用硅肥后，一般可增产10％～25％。在硫和锌的协同之下，硅的作用更加显著。

Claims (8)

1.一种圆颗粒速效高浓度硫肥，各组分按质量百分比计，其特征在于：硫肥为圆颗粒状，硫肥中硫磺占比50％-90％，溶胀材料占比5％-20％，硫之外的中微量元素占比5％-45％；制备方法为：将硫磺加热至液态，在液态硫磺中添加溶胀材料和硫之外的中微量元素并混合均匀制备硫肥混合料浆，然后将硫肥混合料浆泵入高塔造粒设备，硫肥混合料浆通过喷头喷出，在表面张力的作用下以球状下落，与空气进行热交换，冷却凝固后得到圆颗粒速效高浓度硫肥。

2.如权利要求1所述的一种圆颗粒速效高浓度硫肥，其特征在于：所述中微量元素为含有硫、钙、镁、硅、铁、锰、铜、锌、硼、钼元素的单质、氧化物或无水化合物中的一种或二种以上的混合物。

3.如权利要求1所述的一种圆颗粒速效高浓度硫肥，其特征在于：所述的溶胀材料为壳聚糖、纤维素、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一种或二种以上的混合物。

4.如权利要求3所述的一种圆颗粒速效高浓度硫肥，其特征在于：所述的溶胀材料的分子量为5000-100000。

5.如权利要求1或2所述的一种圆颗粒速效高浓度硫肥，其特征在于：所述中微量元素的溶解性分为两种：水易溶型和水难溶型。

6.如权利要求5所述的一种圆颗粒速效高浓度硫肥，其特征在于：所述中微量元素中至少包含一种水易溶性物质。

7.一种如权利要求1－6之一所述的圆颗粒速效高浓度硫肥的生产方法，其特征在于按以下步骤进行:将固体硫磺加热熔融，在液态硫磺中添加硫之外的中微量元素和溶胀材料并混合均匀制备硫肥混合料浆，然后将硫肥混合料浆泵入高塔造粒设备，硫肥混合料浆通过喷头喷出，在表面张力的作用下以球状下落，与空气进行热交换，冷却凝固后得到圆颗粒速效高浓度硫肥。

8.如权利要求7所述的一种圆颗粒速效高浓度硫肥的生产方法，其特征在于：硫肥混合料浆的温度控制在120-155℃。