CN111559934A - 一种具有速效和缓控释功能的高塔肥料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有速效和缓控释功能的高塔肥料及其制备方法，按质量百分比计：尿素比例35％‑45％、控释尿素比例10％‑18％、硫酸铵比例2％‑6％、磷酸一铵比例13％‑28％、氨水比例1.2％‑2％、氯化钾比例5％‑10％、硝酸钾比例12％‑20％、降粘剂比例1％‑2％。其制备方法是采用高塔造粒技术，通过氨化硝酸钾和加入降粘剂防止料浆粘稠，提高料浆的流动性，解决了尿液与含硝态氮物料不能直接混配的工艺难题。利用高分子树脂包膜大颗粒尿素得到不同释放时间的控释氮。产品含有硝态氮、铵态氮、酰胺态氮和控释氮，减少了同期由于氮养分释放过多，作物不能吸收造成的养分损失和环境污染，养分利用率高。

Description

一种具有速效和缓控释功能的高塔肥料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高塔复合肥料，具体涉及一种具有速效和缓控释功能的高塔肥料及其制备方法。
背景技术
目前，国内复混肥料主要分为二大类，一是常规肥料，二是缓(控)释肥料。这二类肥料各有不足，研究表明，常规化肥在施用初期养分大量、集中、快速释放，会因淋溶、分解、挥发而损失，甚至因烧苗使作物减产，其中损失最大，利用率最低的是氮肥。同时造成严重的土壤、空气及水体污染。为保证作物后期生长不脱肥，还要追施大量肥料以保证作物生长需要。缓(控)释肥料较为普遍的是将肥料颗粒表面包涂一层难溶的惰性薄膜，延缓肥料的溶解扩散，达到缓释目的，但养分不能满足作物前期生长的需要，造成作物前期脱肥，苗期生长缓慢，为弥补这一不足，需要在苗期补充使用其它肥料，造成了农民用工成本的增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用高塔复合肥料生产设备，制作一种具有速效和缓控释功能的高塔肥料，该肥料所提供的氮元素中既有速效氮又有缓释氮还有控释氮，硝态氮、铵态氮为速效氮，酰胺态氮为缓释氮，控释氮包膜尿素在酰胺态氮释放后开始释放，为更好的控制养分释放速度，根据作物生长的需要，采用一层包膜、二层包膜、三层包膜制作。
本发明的另一目的是通过加入氨水，完成硝酸钾的氨化，以防止与尿液在高温下反应产生过多的硝酸脲，增加料浆的粘稠度，并利用降粘剂进一步降低料浆的粘稠度，以保证生产正常进行。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种具有速效和缓控释功能的高塔肥料，尿素占总投入原料量的质量百分比35％-45％、控释尿素占总投入原料量的质量百分比10％-18％、硫酸铵占总投入原料量的质量百分比2％-6％、磷酸一铵占总投入原料量的质量百分比13％-28％、氨水占总投入原料量的质量百分比1.2％-2％、氯化钾占总投入原料量的质量百分比5％-10％、硝酸钾占总投入原料量的质量百分比12％-20％、降粘剂占总投入原料量的质量百分比1％-2％。
所述控释尿素是采用高分子树脂包膜的大颗粒尿素，包括一层包膜、二层包膜和三层包膜，所述一层包膜：高分子树脂加入量占大颗粒尿素质量百分比0.6％，一次完成包膜处理；二层包膜：高分子树脂加入量占大颗粒尿素质量百分比1.2％，分两次进行包膜处理；三层包膜：高分子树脂加入量占大颗粒尿素质量百分比1.8％，分三次进行包膜处理。高分子树脂是采用大豆油为主要原料改性制作的树脂，与其它树脂相比具有无污染、可绛解的特点，施入土壤后不会造成环境污染。
所述氨水/硝酸钾的质量比为1∶10。
所述降粘剂是木质素磺酸钠，木质素磺酸钠是高分子聚合物表面活性剂，对肥料有分散及吸附作用，能改善肥料料浆的流动性，可生物降解，不污染土壤。
所述产品中含有的速效氮是硝态氮、铵态氮，缓释氮是酰胺态氮，控释氮是包膜尿素。
所述的一种具有速效和缓控释功能的高塔肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)硝酸钾的氨化(备用)
1.1物料混合：将经计量的氨水、硝酸钾加入混合搅拌机，均匀搅拌时间4-5min，在高塔造粒过程中如果尿液与硝酸钾直接混配，在100℃左右的工况条件下，反应生成硝酸脲，使物料粘稠度大幅度增加，生产不能正常进行，通过对硝酸钾进行氨化处理，控制反应生成硝酸脲的质量，解决了尿液与含硝态氮物料不能直接混配的工艺难题；
1.2烘干氨化：混合物料进入烘干氨化机，利用烘干温度完成硝酸钾的氨化和干燥处理，烘干机出口气体温度控制在45℃-50℃，烘干氨化时间30-35min，物料含水量控制在1％以下，这个过程中的温度和时间特别重要，如果温度过高和时间过长会造成氨水分解过快，达不到氨化效果，如果温度低和时间过短会造成氨化反应不充分，即影响氨化效果，又造成物料含水量高，影响产品质量；
(2)将经计量的尿素加入到熔融槽中，熔融槽温度控制在120℃-125℃，熔融后的尿素溶液溢流到一级混合槽；
(3)将经计量的硫酸铵和磷酸一铵加入到一级混合槽中，并与尿素溶液均匀混合，一级混合槽温度控制在110℃-115℃，混合后的熔融物料溢流到二级混合槽；
(4)通过计量加入氯化钾、步骤(1)氨化的硝酸钾和降粘剂到二级混合槽中，与熔融物料混合时间小于4.5min，得到混合熔融料浆，二级混合槽温度控制在100℃-105℃，利用降粘剂增加料浆的流动性和通过氨化处理硝酸钾减少料浆的粘稠度，确保料浆具有良好的流动性，保证生产正常进行；
(5)混合熔融料浆通过乳化机乳化后，利用差动造粒机在造粒塔内完成喷淋造粒，在造粒塔内自然冷却，塔下的物料颗粒温度＜70℃；
(6)塔下的物料颗粒进入冷却机，冷却时间30-35min；
(7)冷却后的物料颗粒分别进行粗筛筛分和细筛筛分，粗筛筛孔直径4.5mm，细筛筛孔直径2.0mm，筛分后的4.5mm以上颗粒和2.0mm以下颗粒返回一级混合槽，合格品进入包裹机做防结块处理，同时将经计量的控释尿素加入到包裹机中，掺混均匀后包装。
本发明的一种具有速效和缓控释功能的高塔肥料及其制备方法与现有技术相比有如下优点：
1、利用氨水分解产生的氨气对硝酸钾进行氨化，以控制反应生成硝酸脲的质量，降低料浆的粘稠度，并利用降粘剂增加料浆的流动性，保证生产正常进行。
2、产品中含有的速效氮是硝态氮、铵态氮，缓释氮是酰胺态氮，并通过对大颗粒尿素采用不同的包膜处理，得到控释氮。肥料施入土壤后，硝态氮5天后开始释放，铵态氮10天开始释放，酰胺态氮25天后开始释放，一层膜体控释尿素40天后养分始释放，二层膜体控释尿素60天后养分开始释入，三层膜体控释尿素80天后养分开始释放，即克服了常规肥料养分释放过于集中，作物不能吸收造成的养分损失和环境污染，又解决了缓控释肥料由于养分释放慢造成的作物前期脱肥，苗期生长缓慢的问题，养分利用率能达到60％以上。
3、本发明的肥料产品：是根据作物前、中、后期的生长过程对不同形态氮素的需求，合理科学的配备了氮元素，保证了作物整个生长期的全程供养分。
附图说明
图1是本发明的一种具有速效和缓控释功能的高塔肥料制备方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明：
如图1所示，本发明的一种具有速效和缓控释功能的高塔肥料，尿素占总投入原料量的质量百分比35％-45％、控释尿素占总投入原料量的质量百分比10％-18％、硫酸铵占总投入原料量的质量百分比2％-6％、磷酸一铵占总投入原料量的质量百分比13％-28％、氨水占总投入原料量的质量百分比1.2％-2％、氯化钾占总投入原料量的质量百分比5％-10％、硝酸钾占总投入原料量的质量百分比12％-20％、降粘剂占总投入原料量的质量百分比1％-2％。
所述控释尿素是采用高分子树脂包膜的大颗粒尿素，包括一层包膜、二层包膜和三层包膜，所述一层包膜：高分子树脂加入量占大颗粒尿素质量百分比0.6％，一次完成包膜处理；二层包膜：高分子树脂加入量占大颗粒尿素质量百分比1.2％，分两次进行包膜处理；三层包膜：高分子树脂加入量占大颗粒尿素质量百分比1.8％，分三次进行包膜处理。
所述氨水/硝酸钾的质量比为1∶10。
所述降粘剂是木质素磺酸钠。
所述产品中含有的速效氮是硝态氮、铵态氮，缓释氮是酰胺态氮，控释氮是包膜尿素。
所述的一种具有速效和缓控释功能的高塔肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)硝酸钾的氨化(备用)
1.1物料混合：将经计量的氨水、硝酸钾加入混合搅拌机，均匀搅拌时间4-5min；
1.2烘干氨化：混合物料进入烘干氨化机，利用烘干温度完成硝酸钾的氨化和干燥处理，烘干机出口气体温度控制在45℃-50℃，烘干氨化时间30-35min，物料含水量控制在1％以下；
(2)将经计量的尿素加入到熔融槽中，熔融槽温度控制在120℃-125℃，熔融后的尿素溶液溢流到一级混合槽；
(3)将经计量的硫酸铵和磷酸一铵加入到一级混合槽中，并与尿素溶液均匀混合，一级混合槽温度控制在110℃-115℃，混合后的熔融物料溢流到二级混合槽；
(4)通过计量加入氯化钾、步骤(1)氨化的硝酸钾和降粘剂到二级混合槽中，与熔融物料混合时间小于4.5min，得到混合熔融料浆，二级混合槽温度控制在100℃-105℃；
(5)混合熔融料浆通过乳化机乳化后，利用差动造粒机在造粒塔内完成喷淋造粒，在造粒塔内自然冷却，塔下的物料颗粒温度＜70℃；
(6)塔下的物料颗粒进入冷却机，冷却时间30-35min；
(7)冷却后的物料颗粒分别进行粗筛筛分和细筛筛分，粗筛筛孔直径4.5mm，细筛筛孔直径2.0mm，筛分后的4.5mm以上颗粒和2.0mm以下颗粒返回一级混合槽，合格品进入包裹机做防结块处理，同时将经计量的控释尿素加入到包裹机中，掺混均匀后包装。
下面通过实例对本发明作进一步的阐述：
实施例1：产品配比30-8-12，以1吨产品原料消耗定额为例：
Figure BSA0000207191050000051
具体生产流程：
(1)包膜尿素的制备(备用)
将大颗粒尿素经计量加入到搅拌罐中，加入量1吨，加入高分子树脂6公斤，搅拌8min后包装，制成一层膜体控释尿素；将存放时间超过24小时的一层膜体控释尿素经计量加入到搅拌罐中，加入量1吨，加入高分子树脂6公斤，搅拌时间10min后包装，制成二层膜体控释尿素；将存放时间超过48小时的二层膜体控释尿素经计量加入到搅拌罐中，加入量1吨，加入高分子树脂6公斤，搅拌时间15min后包装，制成三层膜体控释尿素。
(2)硝酸钾的氨化(备用)
将经计量的氨水(含N 25，质量百分比，下同)15公斤，硝酸钾(含N13.5，K2O 46％)150公斤加入混合搅拌机，均匀搅拌时间4.5min。搅拌后的混合物料进入烘干氨化机，烘干机出口气体温度控制在45℃，烘干氨化时间30min，物料含水量控制在1％以下；
(3)将经计量的尿素(含N46.2％)410公斤加入到熔融槽中，熔融槽温度控制在125℃，熔融后的尿素溶液溢流到一级混合槽；
(4)将经计量的硫酸铵(含N 20.5％)40公斤和磷酸一铵(含N 11％，P2O5 54％)149公斤，加入到一级混合槽中，通过搅拌与尿素溶液均匀混合，一级混合槽温度控制在115℃，混合后的熔融物料溢流到二级混合槽；
(5)将经计量的氯化钾(含K2O 62％)83公斤、步骤(2)氨化的硝酸钾和木质素磺酸钠13公斤加入到二级混合槽中，通过搅拌与熔融物料均匀混合，二级混合槽温度控制在105℃，与熔融物料混合时间4min，得到混合熔融料浆；
(6)混合熔融料浆通过乳化机乳化，制得流动性能良好的料浆，利用差动造粒机在造粒塔内完成喷淋造粒，在造粒塔内自然冷却，塔下的物料颗粒温度控制在65℃；
(7)塔下的物料颗粒进入冷却机，冷却时间30min；
(8)冷却后的物料颗粒分别进行粗筛筛分和细筛筛分，筛分后的4.5mm以上颗粒和2.0mm以下颗粒返回一级混合槽，合格品进入包裹机做防结块处理，同时将步骤(1)制备的控释尿素1(含N 45.9％)50公斤、控释尿素2(含N 45.6％)50公斤、控释尿素3(含N 45.3％)40公斤加入到包裹机中，掺混均匀后包装，得到粒度为2-4.5mm的一种具有速效和缓控释功能的高塔肥料。产品含N-P2O5％-K2O为30.20％-8.05％-12.05％，其中硝态氮含量2.03％，铵态氮含量2.84％，酰胺态氮含量18.94％，控释氮含量6.39％，含水0.6％，强度40N，颗粒光滑、圆整。
实施例2：产品配比28-14-10，以1吨产品原料消耗定额为例：
Figure BSA0000207191050000061
具体生产流程：
(1)包膜尿素的制备(备用)
将大颗粒尿素经计量加入到搅拌罐中，加入量1吨，加入高分子树脂6公斤，搅拌8min后包装，制成一层膜体控释尿素；将存放时间超过24小时的一层膜体控释尿素经计量加入到搅拌罐中，加入量1吨，加入高分子树脂6公斤，搅拌时间10min后包装，制成二层膜体控释尿素；将存放时间超过48小时的二层膜体控释尿素经计量加入到搅拌罐中，加入量1吨，加入高分子树脂6公斤，搅拌时间15min后包装，制成三层膜体控释尿素。
(2)硝酸钾的氨化(备用)
将经计量的氨水(含N 25，质量百分比，下同)13公斤，硝酸钾(含N13.5，K2O 46％)130公斤加入混合搅拌机，均匀搅拌时间4.5min。搅拌后的混合物料进入烘干氨化机，烘干机出口气体温度控制在40℃，烘干氨化时间35min，物料含水量控制在1％以下；
(3)将经计量的尿素(含N46.2％)372公斤加入到熔融槽中，熔融槽温度控制在120℃，熔融后的尿素溶液溢流到一级混合槽；
(4)将经计量的硫酸铵(含N 20.5％)30公斤和磷酸一铵(含N 11％，P2O5 54％)260公斤，加入到一级混合槽中，通过搅拌与尿素溶液均匀混合，一级混合槽温度控制在110℃，混合后的熔融物料溢流到二级混合槽；
(5)将经计量的氯化钾(含K2O 62％)65公斤、步骤(2)氨化的硝酸钾和木质素磺酸钠10公斤加入到二级混合槽中，通过搅拌与熔融物料均匀混合，二级混合槽温度控制在100℃，与熔融物料混合时间4min，得到混合熔融料浆；
(6)混合熔融料浆通过乳化机乳化，制得流动性能良好的料浆，利用差动造粒机在造粒塔内完成喷淋造粒，在造粒塔内自然冷却，塔下的物料颗粒温度控制在65℃；
(7)塔下的物料颗粒进入冷却机，冷却时间30min；
(8)冷却后的物料颗粒分别进行粗筛筛分和细筛筛分，筛分后的4.5mm以上颗粒和2.0mm以下颗粒返回一级混合槽，合格品进入包裹机做防结块处理，同时将步骤(1)制备的控释尿素1(含N 45.9％)50公斤、控释尿素2(含N 45.6％)40公斤、控释尿素3(含N 45.3％)30公斤加入到包裹机中，掺混均匀后包装，得到粒度为2-4.5mm的一种具有速效和缓控释功能的高塔肥料。产品含N-P2O5％-K2O为28.24％-14.04％-10.01％，其中硝态氮含量1.76％，铵态氮含量3.81％，酰胺态氮含量17.19％，控释氮含量5.48％，含水0.7％，强度38N，颗粒光滑、圆整。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种具有速效和缓控释功能的高塔肥料，其特征在于，尿素占总投入原料量的质量百分比35％-45％、控释尿素占总投入原料量的质量百分比10％-18％、硫酸铵占总投入原料量的质量百分比2％-6％、磷酸一铵占总投入原料量的质量百分比13％-28％、氨水占总投入原料量的质量百分比1.2％-2％、氯化钾占总投入原料量的质量百分比5％-10％、硝酸钾占总投入原料量的质量百分比12％-20％、降粘剂占总投入原料量的质量百分比1％-2％。
2.根据权利要求1所述的一种具有速效和缓控释功能的高塔肥料，其特征在于，所述控释尿素是采用高分子树脂包膜的大颗粒尿素，包括一层包膜、二层包膜和三层包膜，所述一层包膜：高分子树脂加入量占大颗粒尿素质量百分比0.6％，一次完成包膜处理；二层包膜：高分子树脂加入量占大颗粒尿素质量百分比1.2％，分两次进行包膜处理；三层包膜：高分子树脂加入量占大颗粒尿素质量百分比1.8％，分三次进行包膜处理。
3.根据权利要求1所述的一种具有速效和缓控释功能的高塔肥料，其特征在于，所述氨水/硝酸钾的质量比为1∶10。
4.根据权利要求1所述的一种具有速效和缓控释功能的高塔肥料，其特征在于，所述降粘剂是木质素磺酸钠。
5.根据权利要求1所述的一种具有速效和缓控释功能的高塔肥料，其特征在于，所述产品中含有的速效氮是硝态氮、铵态氮，缓释氮是酰胺态氮，控释氮是包膜尿素。
6.根据权利要求1所述的一种具有速效和缓控释功能的高塔肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)硝酸钾的氨化(备用)
1.1物料混合：将经计量的氨水、硝酸钾加入混合搅拌机，均匀搅拌时间4-5min；
1.2烘干氨化：混合物料进入烘干氨化机，利用烘干温度完成硝酸钾的氨化和干燥处理，烘干机出口气体温度控制在45℃-50℃，烘干氨化时间30-35min，物料含水量控制在1％以下；
(2)将经计量的尿素加入到熔融槽中，熔融槽温度控制在120℃-125℃，熔融后的尿素溶液溢流到一级混合槽；
(3)将经计量的硫酸铵和磷酸一铵加入到一级混合槽中，并与尿素溶液均匀混合，一级混合槽温度控制在110℃-115℃，混合后的熔融物料溢流到二级混合槽；
(4)通过计量加入氯化钾、步骤(1)氨化的硝酸钾和降粘剂到二级混合槽中，与熔融物料混合时间小于4.5min，得到混合熔融料浆，二级混合槽温度控制在100℃-105℃；
(5)混合熔融料浆通过乳化机乳化后，利用差动造粒机在造粒塔内完成喷淋造粒，在造粒塔内自然冷却，塔下的物料颗粒温度＜70℃；
(6)塔下的物料颗粒进入冷却机，冷却时间30-35min；
(7)冷却后的物料颗粒分别进行粗筛筛分和细筛筛分，粗筛筛孔直径4.5mm，细筛筛孔直径2.0mm，筛分后的4.5mm以上颗粒和2.0mm以下颗粒返回一级混合槽，合格品进入包裹机做防结块处理，同时将经计量的控释尿素加入到包裹机中，掺混均匀后包装。
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