CN109400360A

CN109400360A - 一种造粒助剂及其制备与在制备复混肥料中的应用

Info

Publication number: CN109400360A
Application number: CN201811422632.1A
Authority: CN
Inventors: 胡兆平; 尤龙; 徐文华; 邵光伟; 陈德清; 滕美丽
Original assignee: HEZE JINZHENGDA ECO-ENGINEERING Co Ltd; KINGENTA NORSTERRA CHEMICAL Co Ltd; Kingenta Ecological Engineering Group Co Ltd
Current assignee: HEZE JINZHENGDA ECO-ENGINEERING Co Ltd; KINGENTA NORSTERRA CHEMICAL Co Ltd; Kingenta Ecological Engineering Group Co Ltd
Priority date: 2018-11-27
Filing date: 2018-11-27
Publication date: 2019-03-01

Abstract

本发明提供了一种造粒助剂及其制备与在制备复混肥料中的应用。一种造粒助剂，以植物秸秆粉和水为原料，所述植物秸秆粉与水的质量比为0.05～0.5:1；按以下步骤制得：将植物秸秆粉和水加入到高压反应釜中，密闭，升温至100～200℃，搅拌反应，反应时间为20～200min，降温至50～90℃即用或者降温至室温存储。本发明将植物废弃秸秆制备成造粒助剂，将其用于制备复混颗粒肥料，采用该造粒助剂制备的复混颗粒肥料具有较好的颗粒强度，而且对复混颗粒肥料具有裹附作用，可延长复混颗粒肥料的释放期，提高作物吸收利用率，同时也克服了传统造粒助剂作用单一，成本较高等缺陷。

Description

一种造粒助剂及其制备与在制备复混肥料中的应用

技术领域

本发明涉及一种造粒助剂及其制备与在制备复混肥料中的应用，属于肥料制备技术领域。

背景技术

复混肥料是以尿素、氯化铵、氯化钾、硫酸钾、重钙、磷铵等基础肥料为原料进行二次加工制取的多元肥料，常用的生产方法有，挤压造粒法、熔体塔式造粒法、团粒法、料浆法等物理造粒法。

在造粒过程中，需添加造粒助剂，提高肥料的成球率、颗粒强度，以便满足生产及储运的需求。成球率的和颗粒强度的提高能有效降低生产中的能耗，防止粉化现象出现。因此造粒助剂在复混肥生产的过程中起到不可忽略的作用。

中国专利文献CN 102140046A公开了一种复合肥造粒剂及其制备方法，复合肥造粒剂各组分按质量比计，糖蜜40-60％，聚乙烯醇甲醛缩合物溶液5-20％，木质素磺酸盐10-15％，余量为水；制备方法为：将木质素磺酸盐溶于水，搅拌均匀；将聚乙烯醇甲醛缩合物溶液加入上述溶液中，再将糖蜜加入上述混合溶液中，搅拌均匀得到复合肥造粒剂。但是该专利仍存在配方成分复杂，造出的肥料颗粒强度较低等问题。

中国作为农业大国，秸秆资源十分丰富，每年生成的秸秆有6亿～8亿吨。秸秆中蕴藏着巨大的养分资源，作物吸收的养分将近有一半要留在秸秆中。但是，长期以来秸秆作为一类资源没有得到充分合理的利用，大量的秸秆被丢弃、焚烧，这不仅造成了资源的浪费，同时也污染了环境。

植物秸秆资源的开发利用，既涉及到农业生产系统中的物质高效转化和能量高效循环，成为循环农业和低碳经济的重要实现途径，又涉及到整个农业生态系统中的土壤肥力、环境安全以及可再生资源高效利用等可持续发展问题，还涉及到农民生活系统中的家居温暖和环境清洁，逐步成为农业和农村社会经济可持续发展的必然要求。如何充分利用植物秸秆是现实中亟待解决问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种造粒助剂及其制备方法以及在肥料造粒中的应用。由于该造粒助剂以植物秸秆为原料，能够充分利用秸秆资源，属环境友好型，并且可以提高土壤有机质含量，增强肥力。

本发明还提供一种复混颗粒肥的制备方法。

本发明要解决的技术问题：将植物废弃秸秆制备成造粒助剂，将其用于制备复混肥料，采用该造粒助剂制备的复混肥料具有较好的颗粒强度，而且对复混肥料具有裹附作用，可延长复混肥料的释放期，提高作物吸收利用率，同时也克服了传统造粒助剂作用单一，成本较高等缺陷。

本发明技术方案如下：

一种造粒助剂，以植物秸秆粉和水为原料，所述植物秸秆粉与水的质量比为0.05～0.5:1；按以下步骤制得：

将植物秸秆粉和水加入到高压反应釜中，密闭，升温至100～200℃，搅拌反应，反应时间为20～200min，降温至50～90℃即用或者降温至室温存储。

根据本发明优选的，所述植物秸秆粉是将植物秸秆粉碎过筛得到的。其中所述过筛是过50-150目筛，特别优选过100目筛。

根据本发明优选的，所述植物秸秆粉为玉米秸秆粉、小麦秸秆粉、水稻秸秆粉、油菜秸秆粉、棉花秸秆粉之一或组合。

根据本发明优选的，所述植物秸秆粉与水的质量比为0.1～0.4：1。

根据本发明优选的，所述搅拌反应温度为120～170℃。

根据本发明优选的，所述搅拌反应时间为30～120min。

根据本发明优选的，所述造粒助剂的固含量为10～30％。

本发明的造粒助剂应用，用于制备复混颗粒肥料。替代传统的凹凸棒土等造粒助剂。

一种复混颗粒肥料的制备方法，包括步骤：

(1)将粉碎好的氮肥、磷肥和钾肥混合均匀后加入造粒机中；升温至50～90℃，启动造粒机，在造粒过程中，将本发明50～90℃的造粒助剂喷淋到造粒机内运动着的混合肥料表面上，制得颗粒肥料；

(2)将步骤(1)得到的颗粒肥料进行筛分，将粒径大于4mm的颗粒肥料经破碎后和小于1mm的细粉一起返回到造粒机中继续造粒，将粒径符合要求的颗粒经干燥得到复混颗粒肥料。

根据本发明优选的，步骤(1)中所述氮肥为尿素、氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙、硝酸钙镁、硝酸钾、硝酸铵钙、硝酸铵磷之一或组合。所述磷肥为磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸脲、磷酸二氢钾、聚磷酸铵、聚磷酸钾、焦磷酸钾、硝酸铵磷之一或组合。所述钾肥为硝酸钾、硫酸钾、氯化钾、磷酸二氢钾之一或组合。

根据本发明优选的，步骤(1)中所述氮肥、磷肥、钾肥的配比按总养分(N+P₂O₅+K₂O)的质量分数≥45％。

根据本发明优选的，步骤(1)中所述造粒助剂的固含量为10～30％。所述造粒助剂加入造粒机前需搅拌均一。

根据本发明优选的，步骤(1)中所述造粒助剂与氮肥、磷肥和钾肥之和的质量的比为0.05～0.15：1。

根据本发明优选的，步骤(2)中所述复混颗粒肥料的粒径为1～4mm。

本发明制备方法中未特别说明的均按照现有技术进行。

本发明的技术特点及优良效果：

1.本发明提供了一种新的造粒助剂，该造粒助剂采用植物秸秆为原料，来源广泛、价格低廉，且可再生，可以替代传统的凹凸棒土等造粒助剂，并且主要成分为有机质，能作为营养物质被植物吸收。

2.本发明在制备过程中完全采用水溶剂，无其它有毒有害物质添加，属环境友好型。

3.本发明以秸秆为原料制备造粒助剂，而秸秆中含有大量纤维，可以增加肥料颗粒的抗压抗拉能力，因此在复混肥料的造粒过程中，添加本发明造粒助剂，能有效提高肥料成粒率，造出的复混肥料具有较好的颗粒强度。

4.使用本发明造粒助剂所制备的复混肥料，可提高土地有机质含量，易降解，增强肥力。

5.使用本发明造粒助剂制备复混肥料，对肥料具有裹附作用，可延长肥料的释放期，提高作物吸收利用效率。

6.使用植物秸秆制备造粒助剂，应用于肥料制备领域，有原料来源广泛、节约成本、有效利用废弃物、生态环保等优势，具有巨大的潜在发展前景。

附图说明

图1：实施例1-4所制备的复混肥料的样品图片。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明，但不限于此。

颗粒强度测定：任意选取粒径在1-4mm间的复混肥料30颗，采用颗粒强度测定仪逐颗进行颗粒强度测定。

实施例中的“％”为质量百分比，特别说明的除外。

实施例1：

一种造粒助剂的制备方法，将小麦秸秆粉碎，过100目筛网，得到小麦秸秆粉；将4kg小麦秸秆粉与16kg水加入到高压反应釜中，密闭，反应温度升温至130℃，搅拌反应时间为120min，降温至85℃，制得造粒助剂，固含量为20％；即时用于下面的复混颗粒肥料的制备。

一种复混颗粒肥料的制备方法，包括步骤：

(1)称取尿素80kg、磷酸一铵60kg、氯化钾60kg，进行粉碎，混合均匀后加入到造粒机中；升温至85℃后启动造粒机，在造粒过程中，将固含量为20％的造粒助剂水溶液喷淋到造粒机内运动着的细颗粒肥料表面上，制得颗粒肥料；

(2)将步骤(1)得到的颗粒肥料进行筛分，将粒径大于4mm的颗粒肥料经破碎后和小于1mm的细粉一起返回到造粒机中继续造粒，将粒径1-4mm的颗粒经干燥得到复混颗粒肥料。

所制备的复混颗粒肥料：总养分(N+P₂O₅+K₂O)的质量分数为55％，造粒助剂质量含量为1.9％，颗粒强度77N。

实施例2：

一种造粒助剂的制备方法，将小麦秸秆粉碎，过100目筛网，得到小麦秸秆粉；将5kg小麦秸秆粉与15kg水加入到高压反应釜中，密闭，反应温度升温至165℃，搅拌反应时间为40min，降温至75℃，制得造粒助剂，固含量为20％；即时用于下面的复混颗粒肥料的制备。

一种复混颗粒肥料的制备方法，包括步骤：

(1)称取硫酸铵20kg、硝酸铵40kg、硫酸钾80kg、磷酸二胺60kg，进行粉碎，混合均匀后加入到造粒机中；升温至75℃后启动造粒机，在造粒过程中，将固含量为25％的造粒助剂水溶液喷淋到造粒机内运动着的细颗粒肥料表面上，制得颗粒肥料；

所制备的复混颗粒肥料：总养分(N+P₂O₅+K₂O)的质量分数为48％，造粒助剂质量含量为2.4％，颗粒强度89N。

实施例3：

一种造粒助剂的制备方法，将小麦秸秆粉碎，过100目筛网，得到小麦秸秆粉；将2kg小麦秸秆粉与10kg水加入到高压反应釜中，密闭，反应温度升温至150℃，搅拌反应时间为70min，降温至70℃，制得造粒助剂，固含量为17％；即时用于下面的复混颗粒肥料的制备。

一种复混颗粒肥料的制备方法，包括步骤：

(1)称取硫酸铵60kg、硫酸钾60kg、磷酸二氢钾60kg，进行粉碎，混合均匀后加入到造粒机中；升温至70℃后启动造粒机，在造粒过程中，将固含量为17％的造粒助剂水溶液喷淋到造粒机内运动着的细颗粒肥料表面上，制得颗粒肥料；

所制备的复混颗粒肥料：总养分(N+P₂O₅+K₂O)的质量分数为55％，造粒助剂含量为1.1％，颗粒强度63N。

实施例4：

一种造粒助剂的制备方法，将小麦秸秆粉碎，过100目筛网，得到小麦秸秆粉；将1.5kg棉花秸秆粉与10kg水加入到高压反应釜中，密闭，反应温度升温至140℃，搅拌反应时间为90min，降温至70℃，制得造粒助剂，固含量为17％；即时用于下面的复混颗粒肥料的制备。

一种复混颗粒肥料的制备方法，步骤如下：

(1)称取尿素20kg、聚磷酸铵20kg、氯化钾60kg、磷酸氢二铵40kg，进行粉碎，混合均匀后加入到造粒机中；升温至70℃后启动造粒机，在造粒过程中，将固含量为13％的造粒助剂水溶液喷淋到造粒机内运动着的细颗粒肥料表面上，制得颗粒肥料；

所制备的复混颗粒肥料：总养分(N+P₂O₅+K₂O)的质量分数为57％，造粒助剂质量含量为1.1％，颗粒强度69N。

对比例

具体实施步骤与实施例1相同，所不同的是添加与秸秆相同质量的凹凸棒作为肥料粘合剂。

所制备的复混颗粒肥料：总养分(N+P₂O₅+K₂O)的质量分数为55％，造粒助剂含量为1.9％，颗粒强度33N。

试验例：实施例1所制备复混肥料对水稻生长的试验验证

1.试验目的：通过大田试验完成验证实施例1所制备的复混肥料对田间作物水稻的生长影响，综合评价所制备的复混肥料的肥力效果。

2.试验地点及时间：试验于2016年5月-2016年10月于临沂市河东区郑旺镇进行；

3.试验品种：临稻18号

4.试验肥料：①号肥料：实施例1所制备的复混肥料(T)；②号肥料：对比例1制备的复混肥(CK)。

5.试验田概况：

土壤褐色，pH＝6.41，微酸性，有机质含量1.12g/Kg，氮含量1.39g/Kg，有效磷5.43mg/Kg，速效钾含量59.12mg/Kg。

6.试验处理如下：

试验共设2个处理，每个处理1亩，具体见如表1试验设计；

表1试验设计

7.试验结果：

表2复混肥料对水稻生长的影响

由表2可以看出，使用本发明造粒助剂进行造粒的复合肥料水稻的产量得到明显提升，并且在穗实粒数和千粒重方面都有所增加，说明水稻颗粒更饱满，提高了水稻品质。从而得出，本发明造粒助剂比凹凸棒土更适合作为复混肥料的造粒助剂，能够替代凹凸棒土的作用，在复混肥料造粒过程中广泛使用。

Claims

1.一种造粒助剂，以植物秸秆粉和水为原料，所述植物秸秆粉与水的质量比为0.05～0.5:1；按以下步骤制得：

2.如权利要求1所述的造粒助剂，其特征在于，所述植物秸秆粉为玉米秸秆粉、小麦秸秆粉、水稻秸秆粉、油菜秸秆粉、棉花秸秆粉之一或组合。

3.如权利要求1所述的造粒助剂，其特征在于，所述植物秸秆粉与水的质量比为0.1～0.4：1。

4.如权利要求1所述的造粒助剂，其特征在于，所述搅拌反应温度为120～170℃；所述搅拌反应时间为30～120min。

5.如权利要求1所述的造粒助剂，其特征在于，所述造粒助剂的固含量为10～30％。

6.一种复混颗粒肥料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述氮肥为尿素、氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙、硝酸钙镁、硝酸钾、硝酸铵钙、硝酸铵磷之一或组合；所述磷肥为磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸脲、磷酸二氢钾、聚磷酸铵、聚磷酸钾、焦磷酸钾、硝酸铵磷之一或组合；所述钾肥为硝酸钾、硫酸钾、氯化钾、磷酸二氢钾之一或组合。

8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述氮肥、磷肥、钾肥的配比按总养分(N+P₂O₅+K₂O)的质量分数≥45％。

9.如权利要求6所述的制备方法，步骤(1)中所述造粒助剂的固含量为10～30％；所述造粒助剂与氮肥、磷肥、钾肥的质量比为0.05～0.15：1。

10.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述复混颗粒肥料的粒径为1～4mm。