CN109232108A

CN109232108A - 一种用作撒施的复合肥的制备方法

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Publication number: CN109232108A
Application number: CN201811408582.1A
Authority: CN
Inventors: 李延; 张峻; 罗丽娟; 林伟杰; 李歆博; 罗光
Original assignee: Fujian Agriculture and Forestry University
Current assignee: Fujian Agriculture and Forestry University
Priority date: 2018-11-23
Filing date: 2018-11-23
Publication date: 2019-01-18

Abstract

本发明属肥料生产技术领域，更具体地涉及一种可用作撒施的复合肥制备方法。本发明将氮肥、磷肥、钾肥作为原料，采用聚乙二醇6000作为碳酸钾的保护剂、柠檬酸作为发泡剂，通过干法造粒生产复合肥。本发明利用碱性碳酸钾肥料与柠檬酸在遇水时反应生成的CO₂，使肥料快速崩解，达到养分随水快速渗入土壤，减少养分损失的目的。本发明产品克服了常规复合肥遇水难润湿、养分释放慢、撒施时养分利用率低的问题。本发明采用保护剂对碳酸钾进行包裹，突破了碱性肥料因导致复合肥氨挥发损失和磷有效性降低而无法利用的瓶颈，使利用碳酸钾生产复合肥成为可能。

Description

一种用作撒施的复合肥的制备方法

技术领域

本发明属肥料生产技术领域，更具体地涉及一种可用作撒施的复合肥制备方法。

背景技术

施肥是影响作物产量和品质的重要因素，近年来，随着城镇化进程的加快和人口老龄化的加剧，劳动力短缺和劳动力成本居高不下已成为制约农业产业发展和种植效益提高的最主要因素，通过开沟施肥来提高肥料利用率的传统施肥方法已不再具有现实可行性，取而代之的是肥料撒施。目前我国农资市场主导的复合肥多采用喷浆造粒工艺，为了防止肥料在贮存和运输过程中发生破碎，导致肥料结块和商品性下降，肥料企业生产的复合肥往往追求肥料颗粒圆整度好、硬度大，而肥料颗粒圆整度好，则比表面积小，难以被水浸润，硬度大则崩解速度慢，这一方面影响了肥料养分的释放，另一方面也使农民希望通过降雨溶解肥料、以水带肥让养分渗入土壤的目的不能完全实现，施肥后的很长时间内肥料颗粒仍然存在于土壤表面，导致肥料挥发损失、随水径流、利用率下降和作物根系上浮等诸多降低施肥效益和产量品质的问题。不合理的施肥方法和不理想的肥料性状是导致肥料利用率低的主要原因，目前我国农作物氮肥多年平均利用率为20-50%，磷肥利用率不足30%，钾肥利用率为40-50%，肥料利用率低造成氮、磷养分的流失加剧，所引发的农业面源污染问题日趋严重。因此，研制和生产遇水（降雨或灌溉）即化、养分能快速渗入土壤的复合肥，既能实现肥料施用技术轻简化、减少劳动力成本，又能达到减少养分损失、减轻施肥环境污染的目的，具有重要的现实意义。

本发明的应用能显著降低施肥的劳动成本，提高肥料利用效率，属于绿色轻简化的施肥技术。该撒施复合肥的制备方法适用于所有作物专用肥生产，具有广阔的市场需求和应用前景。

发明内容

本发明的目的在于为作物施肥提供一种施用简单、便捷、肥料利用率高的复合肥制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

所述一种可用作撒施的复合肥，以氮肥（尿素、硝酸钾、硝酸铵、硫酸铵中的一种或几种）、磷肥（磷酸氢二钾、磷酸一铵、磷酸二铵中的一种或几种）、钾肥（硫酸钾、氯化钾、硝酸钾中的一种或几种）以及碳酸钾作为生产复合肥的主要原料。

所述一种可用作撒施的复合肥制备方法，包括以下步骤：

（1）将占碳酸钾质量5-15wt%的聚乙二醇6000在65-80℃下熔融，与碳酸钾直接混合或通过喷雾的方法与碳酸钾混合，经50-60℃烘干、粉粹后过1mm的筛；

（2）将粉粹过1mm筛的氮肥、磷肥、钾肥、聚乙二醇6000处理的碳酸钾以及柠檬酸（占碳酸钾质量5-10wt%）充分混合，在混合物中添加滑石粉（质量为混合物的1-3wt%）作为润滑剂、的无水硫酸镁（质量为混合物的5-15wt%）作为干燥剂，采用干法制粒机，在压为1～5MPa和转速100～500rpm的条件下造粒。所生产肥料的质量可达到国家复混肥料（复合肥料）标准（GB15063-2009）的要求。

以现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明的复合肥为当前以及今后劳动力短缺、劳动力成本高企寻求到一种施用便捷、肥料利用率高、可用作撒施的复合肥制备方法，解决了目前复合肥产品遇水难以崩解、易造成养分挥发损失和随水径流、导致肥料利用率低的现实问题。

（2）本发明采用保护剂对碳酸钾进行包裹，突破了碱性肥料因导致复合肥氨挥发损失和磷有效性降低而无法利用的瓶颈，使利用碳酸钾生产复合肥成为可能，碳酸钾的K₂O含量（68%）分别较氯化钾（K₂O含量60%）、硫酸钾（K₂O含量50%）高13.3%和36.0%，利用碳酸钾作为原料可生产更高浓度的复合肥。

（3）本发明采用采用干法制粒工艺生产复合肥，不需要喷浆造粒生产复合肥所需的高温制浆和肥料干燥的流程，具有生产成本低、生产过程无污染等优点。

具体实施方式

以下通过具体的实施例进一步说明本发明。

实施例1

高氮复合肥（21-8-16）的制备方法：生产高氮复合肥（21-8-16）的原料包括尿素（46-0-0）、磷酸一铵（11-44-0）、碳酸钾（0-0-68）、聚乙二醇6000、工业级柠檬酸、滑石粉、农用无水硫酸镁。以生产1000kg高氮复合肥（21-8-16）为例，生产步骤包括：（1）将12kg的聚乙二醇6000置于65-80℃下熔融，与235kg碳酸钾在搅拌器中混合均匀，经50-60℃烘干3小时，粉粹后过1mm的筛；（2）称量413kg的尿素、182kg磷酸一铵，分别用粉碎机粉碎，细度均小于1mm；（3）将粉粹过1mm筛的尿素、磷酸一铵和经聚乙二醇6000处理后的碳酸钾置于搅拌机中搅拌均匀，并按如下顺序分别添加13kg柠檬酸、20kg滑石粉、125kg无水硫酸镁，继续搅拌均匀；（4）将上述物料通过传送带输送到干法制粒机，在压为1～5MPa和转速100～500rpm的条件下造粒；（5）采用内袋为聚乙烯薄膜、外袋为塑料编织袋包装。

实施例2

高钾复合肥（15-5-25）的制备方法：高钾复合肥（15-5-25）的原料包括尿素（46-0-0）、磷酸一铵（11-44-0）、碳酸钾（0-0-68）、聚乙二醇6000、工业级柠檬酸、滑石粉、农用无水硫酸镁。以生产1000kg高钾复合肥（15-5-25）为例，生产步骤包括：（1）将30kg的聚乙二醇6000置于65-80℃下熔融，与368kg碳酸钾在搅拌器中混合均匀，经50-60℃烘干3小时，粉粹后过1mm的筛；（2）称量300kg的尿素、115kg磷酸一铵，分别用粉碎机粉碎，细度均小于1mm；（3）将粉粹过1mm筛的尿素、磷酸一铵和经聚乙二醇6000处理后的碳酸钾置于搅拌机中搅拌均匀，并按如下顺序分别添加20kg柠檬酸、30kg滑石粉、137kg无水硫酸镁，继续搅拌均匀；（4）将上述物料通过传送带输送到干法制粒机，在压为1～5MPa和转速100～500rpm的条件下造粒；（5）采用内袋为聚乙烯薄膜、外袋为塑料编织袋包装。

实施例3

平衡型复合肥（15-15-15）的制备方法：平衡型复合肥（15-15-15）的原料包括尿素（46-0-0）、磷酸一铵（11-44-0）、碳酸钾（0-0-68）、聚乙二醇6000、工业级柠檬酸、滑石粉、农用无水硫酸镁。以生产1000kg高钾复合肥（15-5-25）为例，生产步骤包括：（1）将15kg的聚乙二醇6000置于65-80℃下熔融，与220kg碳酸钾在搅拌器中混合均匀，经50-60℃烘干3小时，粉粹后过1mm的筛；（2）称量245kg的尿素、340kg磷酸一铵，分别用粉碎机粉碎，细度均小于1mm；（3）将粉粹过1mm筛的尿素、磷酸一铵和经聚乙二醇6000处理后的碳酸钾置于搅拌机中搅拌均匀，并按如下顺序分别添加15kg柠檬酸、20kg滑石粉、145kg无水硫酸镁，继续搅拌均匀；（4）将上述物料通过传送带输送到干法制粒机，在压为1～5MPa和转速100～500rpm的条件下造粒；（5）采用内袋为聚乙烯薄膜、外袋为塑料编织袋包装。

不同复合肥崩解实验

室内实验，供试复合肥为：（1）以本发明方法生产的高氮复合肥21-8-16（代号CF1）；（2）以本发明方法生产的高钾复合肥15-5-25（代号CF2）；（2）农资市场购买的 15-15-15某著名品牌复合肥（代号CF3）；（4）农资市场购买的 15-15-15某著名品牌复合肥（代号CF4），每种复合肥氮、磷来源相同，分别为尿素、磷酸一铵，CF1、CF2复合肥的钾来源于碳酸钾，CF3和CF4复合肥的钾来源于硫酸钾。用天平称取3克复合肥，分别置于100ml烧杯中，沿烧杯壁加入25℃去离子水25ml，立即计时。计时结束时，将烧杯中的溶液用尼龙滤网快速过滤，将含有未溶解肥料的尼龙滤网和烧杯置于100℃烘箱中烘干至恒重，以溶解前、后肥料重量的差值占溶解前肥料重量的比值计算肥料崩解率。表1结果表明，CF1、CF2复合肥在不同时间内的崩解率均极显著高于CF3、CF4复合肥，以本发明方法生产的2种复合肥（CF1、CF2）在遇水60秒内的溶解率都大于90%，说明以本发明方法生产的复合肥具有遇水快速崩解的优点。

表1复合肥崩解率比较

施用不同复合肥对养分流失的影响

田间试验，土壤类型为山地红壤，供试作物为4年生芦柑，株行距3m×4m，单株处理，3次重复。供试复合肥为：（1）以本发明方法生产的平衡型15-15-15复合肥（代号FH1）；（2）农资市场购买的 15-15-15品牌复合肥（代号FH2）；（3）农资市场购买的 15-15-15品牌复合肥（代号FH3），每种复合肥氮、磷来源相同，分别为尿素、磷酸一铵，FH1复合肥的钾来源于碳酸钾、FH2和FH3复合肥的钾来源于硫酸钾。以每株树复合肥施用量均为1kg，将复合肥均匀撒施在树冠滴水线内，试验期间有2次降水量分别为64mm和48mm的降雨过程。收集土壤径流，水样总氮、总磷和钾的含量分别用过硫酸钾氧化紫外分光光度法、钼锑抗比色法和火焰光度法测定。测定结果显示，FH1、FH2、FH3处理土壤径流的总氮、总磷和钾的平均含量分别3.84mg/L、4.07mg/L、6.11mg/L，0.91mg/L、2.07mg/L、2.37mg/L和9.23mg/L、38.01mg/L、45.26mg/L，说明施用本发明方法生产的复合肥能促进肥料养分入渗，减少因径流造成的养分流失。

Claims

1.一种用作撒施的复合肥的制备方法，其特征在于，利用氮肥、磷肥、钾肥以及碳酸钾作为主要原料，采用聚乙二醇6000作为碳酸钾的保护剂、柠檬酸作为发泡剂，通过干法造粒生产复合肥。

2.根据权利要求1所述一种用作撒施的复合肥的制备方法，其特征在于，所述氮肥为尿素、硝酸钾、硝酸铵、硫酸铵中的一种或几种；磷肥为磷酸氢二钾、磷酸一铵、磷酸二铵中的一种或几种；钾肥为硫酸钾、氯化钾、硝酸钾中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述一种用作撒施的复合肥的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：

（1）将聚乙二醇6000熔融，与碳酸钾直接混合或通过喷雾的方法与碳酸钾混合，烘干、粉粹后过1mm的筛；

（2）将粉粹过1mm筛的氮肥、磷肥、钾肥、聚乙二醇6000处理的碳酸钾以及柠檬酸充分混合，在混合物中添加滑石粉作为润滑剂、无水硫酸镁作为干燥剂，采用干法制粒制备复合肥。

4.根据权利要求3所述一种用作撒施的复合肥的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述熔融具体是65-80℃ 温度下，所述烘干温度为50-60℃；所述聚乙二醇6000占碳酸钾质量的5-15wt%。

5.根据权利要求3所述一种用作撒施的复合肥的制备方法，其特征在于，柠檬酸占经聚乙二醇6000处理后的碳酸钾质量的5-10wt%。

6.根据权利要求3所述一种用作撒施的复合肥的制备方法，其特征在于，步骤（2）添加滑石粉质量为混合物的1-3wt%。

7.根据权利要求3所述一种用作撒施的复合肥的制备方法，其特征在于，步骤（2）添加无水硫酸镁质量为混合物的5-15wt%。

8.根据权利要求3所述一种用作撒施的复合肥的制备方法，其特征在于，所述干法制粒具体为，在压为1～5MPa、转速100～500rpm的条件下造粒。