CN109928850A

CN109928850A - 一种含聚合磷的微粒复合肥料及其制备方法

Info

Publication number: CN109928850A
Application number: CN201910260514.3A
Authority: CN
Inventors: 曾波; 杨先; 舒艺周; 白正斌; 马航; 杨东
Original assignee: Yunnan Yuntianhua Yihua Phosphorus Industry Research Technology Co Ltd
Current assignee: Yunnan Yuntianhua Yihua Phosphorus Industry Research Technology Co Ltd
Priority date: 2019-04-02
Filing date: 2019-04-02
Publication date: 2019-06-25

Abstract

本发明提供一种含聚合磷的微粒复合肥料，该复合肥料的粒径为0.1～2.0mm，氮磷钾总养分≥55wt％，其中含多聚五氧化二磷含量占产品总P₂O₅含量的30wt％以上。该微粒复合肥料可以直接与农作物种子和块茎同播种种植，比常规复合肥减少使用量20～40％以上，其中磷元素肥料利用率大于70％，可达到减肥增效，降低过量施肥对土壤的损伤，并保护生态环境。本发明进一步提供所述含聚合磷的微粒复合肥料的制备方法。

Description

一种含聚合磷的微粒复合肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及肥料的制备技术领域，具体涉及一种含聚合磷的微粒复合肥料及其制备方法。

背景技术

聚合磷酸盐是磷酸经过缩合聚合作用而得到的一系列聚合磷酸盐化合物的总称，故又有缩聚磷酸盐、分子脱水磷酸盐等名称。聚合磷酸盐肥料是现代化肥中引人瞩目的复肥品种，它养分含量高，含聚合态磷，在土壤中逐步水解成正磷酸盐被植物吸收，因而肥料有缓释效应；聚合磷酸盐含有弱酸根，具有络合金属离子的作用，可与肥料中加入的中微量元素或土壤中的无效微量元素发生络合反应，形成可溶性鳌合物被利用，使得中微量元素易于根系吸收。因此，用它作为微量元素肥料的载体，比用有机螯合剂便宜。

聚合磷酸盐肥料主要包含了聚磷酸铵和聚磷酸钾，又以聚磷酸铵最为常用，工业上通常是先生产出浓磷酸或聚磷酸，然后在较高温度下氨化脱水，得到固体或液体聚磷酸铵肥料。但由于热法磷酸价格太高，湿法磷酸浓缩和高温氨化困难较大，因此，聚磷酸铵的生产目前还不普遍。

普通复合肥粒径为2-4毫米，而微颗粒肥料粒径小于2毫米，是一种粒径很小的新型肥料，能够直接与种子混播或与根系直接接触。相比传统颗粒复合肥，相同质量的微颗粒肥料的颗粒数是传统复合肥150倍左右，这会使其更均匀分散于土壤中，与种子、根系有更多接触点，提高肥料利用率的同时，更利于种子吸收，促进种子萌发，提高种子成活率和发芽率，促进幼苗根系发达，增强作物对不良环境的抵抗能力。经过实践证明，种植同一种作物，微颗粒肥料的施肥量远低于传统复合肥。我国施肥现状存在化肥过量施用、盲目施用等问题，带来了成本的增加和环境的污染，所以，改进施肥方式，提高肥料利用率方面已经刻不容缓。这预示着微颗粒肥料将有可能部分甚至完全取代传统复合肥。

专利CN105777275A公开了一种含聚磷酸盐肥料的制备方法，磷肥与氮肥高温发生缩合生成聚磷酸盐料浆，料浆直接造粒或与钾肥混合后造粒得到产品。该方法只是将磷肥和氮肥聚合反应，钾肥不参与聚合反应。

发明内容

为了克服现有技术不足，本发明提供一种含聚合磷的微粒复合肥料，该微粒复合肥可以直接与农作物种子和块茎同播种种植，比常规复合肥减少使用量20～40％以上，其中磷元素肥料利用率大于70％，可达到减肥增效，降低过量施肥对土壤的损伤，并保护生态环境。

本发明实现上述目的的技术方案如下：

一种含聚合磷的微粒复合肥料，粒径为0.1～2.0mm，氮磷钾总养分≥55wt％，其中含多聚五氧化二磷含量占产品总P₂O₅含量的30wt％以上。

本发明进一步提供所述含聚合磷的微粒复合肥料的制备方法。

一种含聚合磷的微粒复合肥料的制备方法，包括如下步骤：将磷源、氮源和钾源混合，聚合反应后冷却，得到粉状聚合磷复合肥，再通过加入有机酸进行活化造粒，生产出含聚合磷的微粒复合肥料。

具体地，所述的含聚合磷的微粒复合肥料的制备方法，包括如下步骤：

(4)将磷源、氮源和钾源按比例混合，混合温度为50～120℃，混合时间为15～40分钟，优选为20～30分钟；

(5)进行聚合反应，聚合反应温度为130～350℃，优选为170～250℃，聚合反应时间45～180分钟，优选为80～150min，然后冷却至温度为40～60℃，优选为45～55℃，制得粉状聚合磷复合肥；

(6)在粉状聚合磷复合肥中加入有机酸进行活化，经微细粒挤压造粒或沸腾流化床造粒工艺，得到含聚合磷的微粒复合肥料。

本发明中，按照质量份计，所述的磷源、氮源和钾源的加入量分别为：氮源10-70份、磷源5-90份、钾源0-80份。优选加入量为：氮源20-60份、磷源20-70份、钾源10-50份。

本发明中，所述的氮源选自尿素、硫酸铵或硝酸铵中的一种或多种。其中尿素既是产品中氮元素的主要来源，又是高温聚合反应的缩合剂，尿素占配料比例为总物料质量配比的10～30％。

所述的磷源选自湿法浓缩磷酸、净化磷酸、磷酸一铵或磷酸二氢钾中的一种或多种。

所述的钾源选自硝酸钾、硫酸钾或氯化钾中的一种或多种。

所述的有机酸选自柠檬酸、木质素磺酸、腐植酸、葡萄糖酸的一种或多种。

所述有机酸的添加量为粉状聚合磷复合肥质量的0.5～2.0％。

本发明所述制备方法中，第(3)步的造粒工艺为微细粒挤压造粒或沸腾流化床造粒。

本发明在肥料中引入多聚磷，使得肥料具有缓释效应，能够有效提高肥料的磷利用率，同时，产品为均匀的微颗粒状，可改进施肥方式，降低肥料施用量，节省肥料成本，节省劳力。并且本发明的含聚合磷的微粒复合肥可以直接与农作物种子和块茎同播种种植，其聚合磷微粒复合肥料比常规复合肥减少使用量20～40％以上，其中磷元素肥料利用率大于70％，可达到减肥增效，降低过量施肥对土壤的损伤，并保护生态环境。

本方法的优点及积极效果在于：

(1)本方法是将氮、磷、钾源原料按物料配比，高温聚合反应得到聚合磷复合肥，工艺路线简单，能耗低。不同于物理混配的复合肥，本方法所生产的聚合磷复合肥养分均匀，有利于作物对养分的综合吸收。

(2)本方法生产的含聚合磷发微粒复合肥料，聚合P₂O₅质量占总P₂O₅质量的30％以上，含有大量的聚合磷组分。聚合磷在土壤中逐步水解成正磷酸盐被植物吸收，使微粒复合肥料具有缓释性，长时间持续为农作物提供养分；同时聚合磷能够螯合中微量元素，具有增加金属离子利用率的特性。聚合磷是一种能被植物完全吸收的无机螯合剂，相较于目前应用较多的难降解的金属有机螯合剂，聚合磷的出现对作物生长和土壤改良具有积极作用。

(3)在本发明中用有机酸进行活化造粒，有机酸能够活化磷元素，使肥料增效，提高肥料利用率；同时，有机酸与土壤同根同源，能有效改良土壤结构、增强土壤保水保肥能力和改善作物品质，对维护土壤可持续发展起到了积极作用。

(4)产品粒径0.1～2.0mm，相比于常规的颗粒肥料，本方法制备的产品为微颗粒状，相同质量的微颗粒肥料的颗粒数是传统复合肥150倍左右，这会使其更均匀分散于土壤中，与种子、根系有更多接触点，提高肥料利用率的同时，更利于种子吸收，促进种子萌发，提高种子成活率和发芽率，促进幼苗根系发达，增强作物对不良环境的抵抗能力。从施肥应用上来看，微颗粒肥料既可种肥同播，也可近根施肥，对改进常规施肥方式产生了重要的现实意义。

(5)本发明的微粒复合肥料比常规复合肥减少使用量20～40％以上，用量少，效果好，节省肥料成本，且施肥技术简单，能有效节省劳力。

具体实施方式

为了使本发明的目的和技术方案更加清楚，下面通过实施例对本发明的具体实施步骤进行详细的说明。但本发明并不局限于这些实施方式，所描述的实施例仅用于解释本发明。

实施例1：

按重量份称取，尿素28份、湿法净化磷酸(P₂O₅含量为54％)65份进行混合，混合温度为60℃，混合时间为20分钟，170℃高温聚合反应80分钟，反应结束冷却至40℃，得到粉状聚合磷复合肥。

称取质量为粉状聚合磷复合肥质量的1.5％的腐植酸加入到粉状聚合磷复合肥中，对其进行活化。然后将得到的粉状聚合磷复合肥经微细粒挤压造粒工艺，用0.5～1.0mm的振动筛筛分，生产得到氮磷(N+P₂O₅)总养分≥76％的含聚合磷的微粒复合肥产品。

实施例2：

按重量份称取，尿素30份、湿法浓磷酸(P₂O₅含量为46％)75份和硫酸钾7份进行混合，混合温度为80℃，混合时间为30min，185℃高温聚合反应90分钟，反应结束冷却至50℃，得到粉状聚合磷复合肥。

称取占粉状聚合磷复合肥质量2.0％的柠檬酸加入到粉状聚合磷复合肥中，对其进行活化。

将得到的粉状聚合磷复合肥经沸腾流化造粒工艺，用0.5～1.0mm的振动筛筛分，生产得到氮磷钾(N+P₂O₅+K₂O)总养分≥64％的含聚合磷的微粒复合肥产品。

实施例3：

按重量份称取，尿素31份、湿法净化磷酸(P₂O₅含量为54％)30份、磷酸一铵9份和硝酸钾44份进行混合，混合温度为100℃，混合时间35min，200℃高温聚合反应120分钟，反应结束冷却至50℃，得到粉状聚合磷复合肥。

称取占粉状聚合磷复合肥质量2.0％的腐植酸加入到粉状聚合磷复合肥中，对其进行活化。

将得到的粉状聚合磷复合肥经微细粒挤压造粒工艺，用0.8～1.5mm的振动筛筛分，生产得到氮磷钾(N+P₂O₅+K₂O)总养分≥60％的含聚合磷的微粒复合肥产品。

实施例4：

按重量份称取，尿素24份、湿法净化磷酸(P₂O₅含量为54％)46份和磷酸二氢钾21份进行混合，混合温度为110℃，混合时间为25min，230℃高温聚合反应115分钟，反应结束冷却至60℃，得到粉状聚合磷复合肥。

称取占粉状聚合磷复合肥质量1.0％的葡萄糖酸加入到粉状聚合磷复合肥中，对其进行活化。

将得到的粉状聚合磷复合肥经微细粒挤压造粒工艺，用0.5～1.0mm的振动筛筛分，生产得到氮磷钾(N+P₂O₅+K₂O)总养分≥70％的含聚合磷的微粒复合肥产品。

为更好的说明本发明所得含聚合磷微粒复合肥产品的优势，将实施例1和实施例2在大豆上进行了农化试验，对比例采用总养分为15-15-15的普通复合肥，每亩施用量46kg，实施例的施肥量为3kg微粒复合肥+10kg尿素+20kg硫酸钾，合计33kg肥料。具体试验结果见表1。

表1大豆试验结果对比表

从表1可以看出，从平均株高、有效结荚数、千粒重数据来看，实施例1和实施例2相较于对比例，有一定的增加。产量上看，实施例1较对比例增产2.28％，实施例2较对比例增产1.62％。

从化肥的商品量上看，实施例总的化肥用量为33kg，相较于对比例46kg用量，实施例则减少了28.3％的化肥施用量。单从磷肥的减施量上看，实施例1的纯磷使用约1.7kg，实施例2的纯磷使用约1.5kg，对比例的纯磷使用是6.9kg，减施5～6kg，减少74％以上磷肥使用量，实施例微粒复合肥的利用率显著高于对比例常规化肥的利用率。

综上所述，本发明的含聚合磷微粒复合肥料相对于传统肥料在大豆上的增产效果明显，对于控制农业面源污染将起到积极作用，是值得推广的肥料品种。

Claims

1.一种含聚合磷的微粒复合肥料，其特征在于，粒径为0.1～2.0mm，氮磷钾总养分≥55wt％，其中含多聚五氧化二磷含量占产品总P₂O₅含量的30wt％以上。

2.一种根据权利要求1所述的含聚合磷的微粒复合肥料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将磷源、氮源和钾源混合，聚合反应后冷却，得到粉状聚合磷复合肥，再通过加入有机酸进行活化造粒，生产出含聚合磷的微粒复合肥料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将磷源、氮源和钾源按比例混合，混合温度为50～120℃，混合时间为15～40分钟；

(2)进行聚合反应，聚合反应温度为130～350℃，聚合反应时间45～180分钟，然后冷却至温度为40～60℃，制得粉状聚合磷复合肥；

(3)在粉状聚合磷复合肥中加入有机酸进行活化，经微细粒挤压造粒或沸腾流化床造粒工艺，得到含聚合磷的微粒复合肥料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，第(1)步中，混合时间为20～30分钟。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，第(2)步中，聚合反应温度为170～250℃，聚合反应时间为80～150min，冷却至温度为45～55℃。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述氮源选自尿素、硫酸铵或硝酸铵中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述氮源选自尿素，尿素占配料比例为总物料质量配比的10～30％。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的磷源选自湿法浓缩磷酸、净化磷酸、磷酸一铵或磷酸二氢钾中的一种或多种。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的钾源选自硝酸钾、硫酸钾或氯化钾中的一种或多种。

10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的有机酸选自柠檬酸、木质素磺酸、腐植酸、葡萄糖酸的一种或多种，所述有机酸的添加量为粉状聚合磷复合肥质量的0.5～2.0％。