CN109928807B - 防潮硅镁复合颗粒肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防潮硅镁复合颗粒肥及其制备方法。该复合颗粒肥由以下重量百分比的原料制备而成：镁肥25‑70％、硅肥15‑35％、缓释剂3‑8％、助剂1 7‑20％、助剂2 5‑15％，所述镁肥选自无水硫酸镁、一水硫酸镁、五水硫酸镁和七水硫酸镁中的至少一种；所述硅肥选自硅酸钠和偏硅酸钠中的至少一种；所述缓释剂选自羧甲基纤维素钠和玉米淀粉中的至少一种；所述助剂1为质量比为1‑8:1的蒙脱石和白炭黑的混合物；所述助剂2为质量比为1‑4:1的膨润土和硬脂酸镁的混合物。该复合颗粒肥能够有效防潮解，降低了肥料的贮存难度和肥料企业的贮存成本，且适合机械化施用，提高了肥料的施用效率和肥料利用率。

Description

防潮硅镁复合颗粒肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及农业领域，特别是涉及一种防潮硅镁复合颗粒肥及其制备方法。

背景技术

我国华南热带、亚热带地区具有热量丰富、降水充沛、雨热同季、无霜期短等气候特征，农业生产优势得天独厚。然而，丰富的热量与降雨也加速了土壤矿化与养分离子淋失，造成该区域土壤中的钙、镁、硅、硼、硫、钼等作物生长必需营养元素缺乏且缺乏程度严重等问题，从而使中微量元素轮为限制甘蔗产量进一步提高的“最小养分”，成为南方作物产量和品质提高的主要制约因素之一。此外，此区域内土壤酸化严重，土壤pH越低，土壤中铝和锰的溶解性越大，土壤溶液中积累大量活性铝和锰，对植物造成毒害，铝和锰胁迫条件下作物生长受抑制，根系和茎叶生长随着铝和锰浓度的提高呈下降趋势；同时铝和锰胁迫也影响了作物对P、K、Ca、Mg等的吸收，土壤中高浓度活性铝和锰是酸性土壤限制植物生长的又一主要因子。研究表明在施用大量元素基础上，单施和配施镁、硅等中微量元素均可以提高作物产量和品质，又可改善土壤肥力与保护生态环境；同时，施用镁、硅等中微量元素具有缓解作物铝和锰毒的作用。

硫酸镁肥是一种双元素肥料(含Mg和S)，硫、镁均为中量营养元素，是缺镁农作物及土壤的最佳补镁肥料，具有价格便宜、作物易吸收、不破坏土壤pH值等特点。既可作为生产复合肥的补镁添加剂，也可作为补镁肥料与其它肥料混合使用，还可以单独使用。目前农业生产中使用的高效硅肥主要成分是硅酸钠和偏硅酸钠的混合物，是一种白色粉状结晶，有效硅质量分数可达55％-60％，属碱性肥料(pH值约为10)，既给作物提供硅营养，又可改良酸性土壤。但硫酸镁肥和高效硅肥都具潮解性，易吸湿吸潮，结块。在包装存储和运输的过程中自溶板结现象比较严重，这不但增加了其贮存难度还影响了其施用效果，而且显著影响了其施用方式，特别在施用过程中更易吸潮，和其它肥料混合，会影响其它肥料施用性能，尤其增大了机械化施肥难度。

发明内容

基于此，本发明提供了一种防潮硅镁复合颗粒肥，该硅镁复合颗粒肥能够有效防潮解、防结块。

具体技术方案如下：

一种防潮硅镁复合颗粒肥，由以下重量百分比的原料制备而成：

所述镁肥选自无水硫酸镁、一水硫酸镁、五水硫酸镁和七水硫酸镁中的至少一种；

所述硅肥选自硅酸钠和偏硅酸钠中的至少一种；

所述缓释剂选自羧甲基纤维素钠和玉米淀粉中的至少一种；

所述助剂1为质量比为1-8:1的蒙脱石和白炭黑；

所述助剂2为质量比为1-4:1的膨润土和硬脂酸镁。

在其中一些实施例中，所述防潮硅镁复合颗粒肥由以下重量百分比的原料制备而成：

在其中一些实施例中，所述防潮硅镁复合颗粒肥由以下重量百分比的原料制备而成：

在其中一些实施例中，所述助剂1为质量比为3.5-4.5:1的蒙脱石和白炭黑。

在其中一些实施例中，所述助剂2为质量比为1-2:1的膨润土和硬脂酸镁。

本发明还提供了上述防潮硅镁复合颗粒肥的制备方法。具体技术方案如下：

一种上述的防潮硅镁复合颗粒肥的制备方法，包括以下步骤：

混合、粉碎：将镁肥和40-80wt％的助剂1混合均匀，粉碎，过筛，得混合物A；将硅肥和20-60wt％的助剂1混合均匀，粉碎，过筛，得混合物B；将助剂2混合均匀，粉碎，过筛，得混合物C；

缓释剂溶液的配置：将缓释剂加水配制成缓释剂溶液，得溶液D；

颗粒物1的制备：将所述混合物A和所述混合物B装入成球机，混合，得混合物E；将部分所述缓释剂溶液经空气雾化喷液系统均匀喷洒到混合物E中，待90％以上的物料成为1～3mm的球状小颗粒，出料，得颗粒物1；

颗粒物2的制备：将颗粒物1过筛，保留直径为1～3mm的颗粒物，并将其再次装入成球机，将部分所述缓释剂溶液经空气雾化喷液系统均匀喷洒到颗粒物1的表面，得颗粒物2；

防潮硅镁复合颗粒肥的制备：在装有颗粒物2的成球机中，加入混合物C，与颗粒物2充分混合，得混合物F，再将所述缓释剂溶液的剩余部分经空气雾化喷液系统均匀喷洒到混合物F中，待95％以上物料成为2～4mm球状小颗粒，出料，干燥，即得所述防潮硅镁复合颗粒肥。

在其中一些实施例中，所述缓释剂溶液的浓度为0.4-0.6kg/L。

在其中一些实施例中，颗粒物1的制备步骤中成球机的转速为30-50rpm，所述混合的时间为5-15min。

在其中一些实施例中，颗粒物2的制备步骤中成球机的转速为30-50rpm。

在其中一些实施例中，防潮硅镁复合颗粒肥的制备步骤中成球机的转速为30-50rpm，所述干燥为在温度80-90℃下干燥至含水量≤3％。

本发明的防潮硅镁复合颗粒肥及其制备方法具有以下优点和有益效果：

1、本发明将易吸湿潮解、结块的硫酸镁肥和高效硅肥与特定的助剂按特定比例配合制备成防潮硅镁复合颗粒肥，该硅镁复合颗粒肥能够有效防潮解，不易吸潮、结块，解决了肥料企业贮存和运输过程中硫酸镁肥和高效硅肥易结块的问题，降低了肥料的贮存难度，降低了对肥料贮存条件的要求，从而降低了肥料企业的贮存成本。

2、本发明的防潮硅镁复合颗粒肥适合机械化施用，便于农户的施用，提高了肥料的施用效率。

3、本发明的防潮硅镁复合颗粒肥提供了一种新的肥料配方，且提高了硅肥和镁肥的肥料利用率，同时可以提高NPK利用率，有利于促进甘蔗作物的增产、提质。

4、本发明的防潮硅镁复合颗粒肥的制备方法进一步提高了制备得到的硅镁复合颗粒肥的防潮解、防结块的效果，且制备方法简单，适于大规模生产。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的防潮硅镁复合颗粒肥及其制备方法进行更详细的说明。

实施例1

本实施例的一种防潮硅镁复合颗粒肥由以下方法制备得到：

(1)将46kg无水硫酸镁、7kg蒙脱石和2kg白炭黑混合均匀，粉碎，过20目筛，得混合物A。

(2)将25kg硅酸钠、4kg蒙脱石和1kg白炭黑混合均匀，粉碎，过20目筛，得混合物B。

(3)将6kg膨润土和4kg硬脂酸镁混合均匀，粉碎，过20目筛，得混合物C。

(4)将5kg羧甲基纤维素钠加水配制成浓度为0.5kg/L的溶液，得10L溶液D。

(5)将混合物A和混合物B装入成球机，调节转速为40rpm，混合10min，得混合物E，然后将6L溶液D经空气雾化喷液系统均匀喷洒到混合物E中，待90％以上混合物成为1～3mm球状小颗粒，出料，得颗粒物1。

(6)将颗粒物1过筛，保留直径为1～3mm的颗粒物，将过筛后的颗粒物1再次装入成球机，调节转速为40rpm，将2.5L溶液D经空气雾化喷液系统均匀喷洒到球状颗粒物1的表面，得颗粒物2。

(7)在装有颗粒物2的成球机中，加入混合物C，调节转速为50rpm，与颗粒物2充分混合10min，得混合物F，再将1.5L溶液D经空气雾化喷液系统均匀喷洒到混合物F中，待95％以上物料成为2～4mm球状小颗粒，出料，得颗粒物3。

(8)经筛分、检验合格后，将颗粒物3送入温度为85℃的烘干设备中，干燥至含水量≤3％，即得防潮硅镁复合颗粒肥。

实施例2

本实施例的一种防潮硅镁复合颗粒肥由以下方法制备得到：

(1)将35kg七水硫酸镁、7kg蒙脱石和2kg白炭黑混合均匀，粉碎，过20目筛，得混合物A。

(2)将30kg硅酸钠、6kg蒙脱石和2kg白炭黑混合均匀，粉碎，过20目筛，得混合物B。

(3)将10kg膨润土和3kg硬脂酸镁混合均匀，粉碎，过20目筛，得混合物C。

(4)将5kg羧甲基纤维素钠加水配制成浓度为0.5kg/L的溶液，得10L溶液D。

(5)将混合物A和混合物B装入成球机，调节转速为40rpm，混合10min，得混合物E，然后将7L溶液D经空气雾化喷液系统均匀喷洒到混合物E中，待90％以上混合物成为1～3mm球状小颗粒，出料，得颗粒物1。

(6)将颗粒物1过筛，保留直径为1～3mm的颗粒物，将过筛后的颗粒物1再次装入成球机，调节转速为40rpm，将2L溶液D经空气雾化喷液系统均匀喷洒到颗粒物1的表面，得颗粒物2。

(7)在装有颗粒物2的成球机中，加入混合物C，调节转速为50rpm，与颗粒物2充分混合12min，得混合物F，再将1L溶液D经空气雾化喷液系统均匀喷洒到混合物F中，待95％以上物料成为2～4mm球状小颗粒，出料，得颗粒物3。

(8)经筛分、检验合格后，将颗粒物3送入温度为85℃的烘干设备中，干燥至含水量≤3％，即得防潮硅镁复合颗粒肥。

实施例3

本实施例的一种防潮硅镁复合颗粒肥由以下方法制备得到：

(1)将60kg无水硫酸镁、9kg蒙脱石和1kg白炭黑混合均匀，粉碎，过20目筛，得混合物A。

(2)将15kg五水偏硅酸钠、2.5kg蒙脱石和0.5kg白炭黑混合均匀，粉碎，过20目筛，得混合物B。

(3)将5kg膨润土和2kg硬脂酸镁混合均匀，粉碎，过20目筛，得混合物C。

(4)将5kg羧甲基纤维素钠加水配制成浓度为0.5kg/L的溶液，得10L溶液D。

(5)将混合物A和混合物B装入成球机，调节转速为40rpm，混合10min，得混合物E，然后将5L溶液D经空气雾化喷液系统均匀喷洒到混合物E中，待90％以上混合物成为1～3mm球状小颗粒，出料，得颗粒物1。

(6)将颗粒物1过筛，保留直径为1～3mm的颗粒物，将过筛后的颗粒物1再次装入成球机，调节转速为40rpm，将2.5L溶液D经空气雾化喷液系统均匀喷洒到颗粒物1的表面，得颗粒物2。

(7)在装有颗粒物2的成球机中，加入混合物C，调节转速为50rpm，与颗粒物2充分混合8min，得混合物F，再将2.5L溶液D经空气雾化喷液系统均匀喷洒到混合物F中，待95％以上物料成为2～4mm球状小颗粒，出料，得颗粒物3。

(8)经筛分、检验合格后，将颗粒物3送入温度为85℃的烘干设备中，干燥至含水量≤3％，即得防潮硅镁复合颗粒肥。

对比例1

本对比例的一种防潮硅镁复合颗粒肥由以下方法制备得到：

(1)将46kg无水硫酸镁、7kg凹凸棒土和2kg白炭黑混合均匀，粉碎，过20目筛，得混合物A。

(2)将25kg五水偏硅酸钠、4kg凹凸棒土和1kg白炭黑混合均匀，粉碎，过20目筛，得混合物B。

(3)将5kg膨润土和1kg硬脂酸镁混合均匀，粉碎，过20目筛，得混合物C。

(4)将5kg羧甲基纤维素钠加水配制成浓度为0.5kg/L的溶液，得10L溶液D。

(5)将混合物A和混合物B装入成球机，调节转速为40rpm，混合10min，得混合物E，然后将6L溶液D经空气雾化喷液系统均匀喷洒到混合物E中，待90％以上混合物成为1～3mm球状小颗粒，出料，得颗粒物1。

(6)将颗粒物1过筛，保留直径为1～3mm的颗粒物，将过筛后的颗粒物1再次装入成球机，调节转速为40rpm，将2.5L溶液D经空气雾化喷液系统均匀喷洒到球状颗粒物1的表面，得颗粒物2。

(7)在装有颗粒物2的成球机中，加入混合物C，调节转速为50rpm，与颗粒物2充分混合10min，得混合物F，再将1.5L溶液D经空气雾化喷液系统均匀喷洒到混合物F中，待95％以上物料成为2～4mm球状小颗粒，出料，得颗粒物3。

(8)经筛分、检验合格后，将颗粒物3送入温度为85℃的烘干设备中，干燥至含水量≤3％，即得防潮硅镁复合颗粒肥。

对比例2

本对比例的一种防潮硅镁复合颗粒肥由以下方法制备得到：

(1)将46kg七水硫酸镁、7kg蒙脱石和2kg白炭黑混合均匀，粉碎，过20目筛，得混合物A。

(2)将25kg五水偏硅酸钠、4kg蒙脱石和1kg白炭黑混合均匀，粉碎，过20目筛，得混合物B。

(3)将6kg生石灰和4kg硬脂酸镁混合均匀，粉碎，过20目筛，得混合物C。

(4)将5kg羧甲基纤维素钠加水配制成浓度为0.5kg/L的溶液，得10L溶液D。

(5)将混合物A和混合物B装入成球机，调节转速为40rpm，混合10min，得混合物E，然后将6L溶液D经空气雾化喷液系统均匀喷洒到混合物E中，待90％以上混合物成为1～3mm球状小颗粒，出料，得颗粒物1。

(6)将颗粒物1过筛，保留直径为1～3mm的颗粒物，将过筛后的颗粒物1再次装入成球机，调节转速为40rpm，将2.5L溶液D经空气雾化喷液系统均匀喷洒到球状颗粒物1的表面，得颗粒物2。

(7)在装有颗粒物2的成球机中，加入混合物C，调节转速为50rpm，与颗粒物2充分混合10min，得混合物F，再将1.5L溶液D经空气雾化喷液系统均匀喷洒到混合物F中，待95％以上物料成为2～4mm球状小颗粒，出料，得颗粒物3。

(8)经筛分、检验合格后，将颗粒物3送入温度为85℃的烘干设备中，干燥至含水量≤3％，即得防潮硅镁复合颗粒肥。

对比例3

本对比例的一种防潮硅镁复合颗粒肥由以下方法制备得到：

(1)将46kg无水硫酸镁、7kg蒙脱石和2kg白炭黑混合均匀，粉碎，过20目筛，得混合物A。

(2)将25kg硅酸钠、4kg蒙脱石和1kg白炭黑混合均匀，粉碎，过20目筛，得混合物B。

(3)将6kg膨润土和4kg硬脂酸镁混合均匀，粉碎，过20目筛，得混合物C。

(4)将5kg聚乙烯醇加水配制成浓度为0.5kg/L的溶液，得10L溶液D。

(5)将混合物A和混合物B装入成球机，调节转速为40rpm，混合10min，得混合物E，然后将7L溶液D经空气雾化喷液系统均匀喷洒到混合物E中，待90％以上混合物成为1～3mm球状小颗粒，出料，得颗粒物1。

(6)将颗粒物1过筛，保留直径为1～3mm的颗粒物，将过筛后的颗粒物1再次装入成球机，调节转速为40rpm，将2L溶液D经空气雾化喷液系统均匀喷洒到球状颗粒物1的表面，得颗粒物2。

(7)在装有颗粒物2的成球机中，加入混合物C，调节转速为50rpm，与颗粒物2充分混合10min，得混合物F再将1L溶液D经空气雾化喷液系统均匀喷洒到混合物F中，待95％以上物料成为2～4mm球状小颗粒，出料，得颗粒物3。

(8)经筛分、检验合格后，将颗粒物3送入温度为85℃的烘干设备中，干燥至含水量≤3％，即得防潮硅镁复合颗粒肥。

实施例4

对实施例1-3以及对比例1-3制备的防潮硅镁复合颗粒肥的防潮性能以及肥料利用率进行测试。测试方法如下：

取若干铝盒并分组编号，精确称取其质量，放入精确称取一定质量的防潮硅镁复合颗粒肥后，置于恒温恒湿箱内，每10d随机取每组中的1份样，称其质量，再放入干燥箱中干燥至恒重；取出干燥后的试样放在振荡器上，于固定的速度下振荡10min，精确称取振荡器上结块颗粒肥质量，记录数据。

结块率(％)＝结块颗粒肥质量/样品颗粒肥质量*100％

肥料利用率是指当季的肥料养分回收率。肥料利用率(％)＝(施肥区作物吸收的养分量-不施肥区植物吸收的养分量)/(所施肥料总用量*所施肥料中该养分的含量)*100％。

测试结果如表1所示，由表1结果可见：实施例1-3制备的防潮硅镁复合颗粒肥的结块率远低于对比例1-3，说明硅镁肥配合本发明特定的助剂与缓释剂制备的防潮硅镁复合颗粒肥具有较好的防潮性能，其中在实施例1的最优原料配比下获得的防潮硅镁复合颗粒肥的防潮性能最好。并且实施例1-3的肥料利用率均显著高于对比例1-3，说明硅镁肥配合本发明特定的助剂与缓释剂制备的防潮硅镁复合颗粒肥能够显著提高肥料利用率，其中在实施例1的最优原料配比下获得的防潮硅镁复合颗粒肥的肥料利用率最高。

表1

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种防潮硅镁复合颗粒肥，其特征在于，由以下重量百分比的原料制备而成：

所述镁肥选自无水硫酸镁、一水硫酸镁、五水硫酸镁和七水硫酸镁中的至少一种；

所述硅肥选自硅酸钠和偏硅酸钠中的至少一种；

所述缓释剂选自羧甲基纤维素钠和玉米淀粉中的至少一种；

所述助剂1为质量比为1-8:1的蒙脱石和白炭黑；

所述助剂2为质量比为1-4:1的膨润土和硬脂酸镁。

2.根据权利要求1所述的防潮硅镁复合颗粒肥，其特征在于，由以下重量百分比的原料制备而成：

3.根据权利要求2所述的防潮硅镁复合颗粒肥，其特征在于，由以下重量百分比的原料制备而成：

4.根据权利要求1-3任一项所述的防潮硅镁复合颗粒肥，其特征在于，所述助剂1为质量比为3.5-4.5:1的蒙脱石和白炭黑。

5.根据权利要求1-3任一项所述的防潮硅镁复合颗粒肥，其特征在于，所述助剂2为质量比为1-2:1的膨润土和硬脂酸镁。

6.一种权利要求1-5任一项所述的防潮硅镁复合颗粒肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

混合、粉碎：将镁肥和40-80wt％的助剂1混合均匀，粉碎，过筛，得混合物A；将硅肥和20-60wt％的助剂1混合均匀，粉碎，过筛，得混合物B；将助剂2混合均匀，粉碎，过筛，得混合物C；

缓释剂溶液的配置：将缓释剂加水配制成缓释剂溶液，得溶液D；

颗粒物1的制备：将所述混合物A和所述混合物B装入成球机，混合，得混合物E；将部分所述缓释剂溶液经空气雾化喷液系统均匀喷洒到混合物E中，待90％以上的物料成为1～3mm的球状小颗粒，出料，得颗粒物1；

颗粒物2的制备：将颗粒物1过筛，保留直径为1～3mm的颗粒物，并将其再次装入成球机，将部分所述缓释剂溶液经空气雾化喷液系统均匀喷洒到颗粒物1的表面，得颗粒物2；

防潮硅镁复合颗粒肥的制备：在装有颗粒物2的成球机中，加入混合物C，与颗粒物2充分混合，得混合物F，再将所述缓释剂溶液的剩余部分经空气雾化喷液系统均匀喷洒到混合物F中，待95％以上物料成为2～4mm球状小颗粒，出料，干燥，即得所述防潮硅镁复合颗粒肥。

7.根据权利要求6所述的防潮硅镁复合颗粒肥的制备方法，其特征在于，所述缓释剂溶液的浓度为0.4-0.6kg/L。

8.根据权利要求6所述的防潮硅镁复合颗粒肥的制备方法，其特征在于，颗粒物1的制备步骤中成球机的转速为30-50rpm，所述混合的时间为5-15min。

9.根据权利要求6所述的防潮硅镁复合颗粒肥的制备方法，其特征在于，颗粒物2的制备步骤中成球机的转速为30-50rpm。

10.根据权利要求6所述的防潮硅镁复合颗粒肥的制备方法，其特征在于，防潮硅镁复合颗粒肥的制备步骤中成球机的转速为30-50rpm，所述干燥为在温度80-90℃下干燥至含水量≤3％。