CN114804959A - 一种具有保水保肥功能的复合肥料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有保水保肥功能的复合肥料的制备方法，该复合肥料包括化肥原料、填充料和增效剂，所述的增效剂为粒径200‑400目的蛭石粉，占复合肥料重量比例为5‑10％，填充料为膨润土；本发明采用蛭石粉、膨润土与化肥原料复配后，输送至转鼓造粒机中，同时通入饱和蒸汽进行造粒，得到吸水保水性能强，肥效长久的复合肥料，并且容重小、透气性好、材料成本低，易推广和使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有保水保肥功能的复合肥料的制备方法，属于肥料技术领域。
背景技术
化肥是农业生产中重要的物质投入之一，根据联合国粮农组织(FAO)统计，化肥在对农作物增产的贡献占到一半以上。化肥的施用对于保障农产品有效供给起着举足轻重的作用。我国人口多，耕地面积相对缺乏，必须依靠提高单位面积的产量和效率来保障粮食安全，施用化肥在过去、现在和将来都是最有效的农产品增产措施之一。由于化肥容易分解流失，不能及时被作物吸收利用，利用率低，如何降低肥料养分流失，提高肥料利用率成为当前亟需解决的问题。同时我国面临着严重的水资源问题，水资源的时空分布极不均衡，水资源极为短缺，如何使有限的水资源得到最经济、最合理的利用，提高农业用水效率，亦成为当前农业生产中需要迫切解决的问题。
具有保水保肥功能的肥料是解决水资源利用率低和肥料利用率低问题的一个有效途径。目前多是采用高分子树脂等有机化合物作为保水或保肥剂添加到肥料中来实现保水保肥功能，生产工艺相对较为复杂，稳定性较差，大大增加肥料的生产成本，很大程度上限制了生产中的应用。中国专利文献CN 104098381A公开了一种保水增产缓释复合肥料，该肥料由以下重量份的原料制成：1250-2000目硅藻土10-15、氯化钙5-6、硼酸钠4-5、柠檬酸钾18-20、尿素23-25、磷酸二铵20-25、农作物下脚料发酵液15-18、禽畜血浆4-5、醋糟10-12、鸡蛋壳粉1-3、猪殃殃2-3、川楝子粉1-2、大豆肽粉2-3、蚯蚓粪便6-8、干玉米穗4-5、对羟基苯甲酸甲酯钠1-2、交联聚乙烯吡咯烷酮10-12、甲基丙烯酸甲酯3-4、丙烯酸丁酯4-5、十二烷基苯磺酸钠1-2、过硫酸铵0.1-0.2、麦饭石粉2-4、聚硅酸硫酸铁6-8、助剂4-5，该发明制备的复合肥利用硅藻土和缓释包膜剂对养分形成双重包覆，养分不易流失，肥效更为持久，兼具保水抗旱能力，能满足作物各阶段生长所需营养，且不破坏土壤生态环境。中国专利文献CN101113119A公开了一种保水肥料及其制备方法，所述保水肥料由90-99wt％阳离子型高吸水性树脂和1-10wt％螯合态营养液复配制成，高吸水性树脂是阳离子型聚丙烯酸-丙烯酰胺形成共聚物，所述阳离子型高吸水性树脂中，由丙烯酸、丙烯酰胺、阳离子化合物形成共聚物，各单体所占质量百分比分别为丙烯酸5-40wt％，丙烯酰胺5-40wt％，阳离子单体0.01-5wt％，去离子水为余量。该发明在吸水性树脂的制作上引入了一种新的阳离子型单体，提高了保水材料的吸水性。中国专利文献CN103589436A公开了一种土壤保水保肥剂，含以下重量配比的原料：15-35wt％的羧甲基纤维素、35-55wt％的支链淀粉、10-25wt％的沙蒿籽胶和5-20wt％的红糖。该发明引入了羧甲基纤维素(CMC)，具强吸水性，在泥浆中具有长效保湿的稳定性。CN 106045669A公开了一种复合肥及其制备方法，包括化肥和增效剂，所述的增效剂为氨基酸改性的有机基聚硅氧烷乳液。
因此，亟需一种摒弃高分子树脂等有机化合物的保水性能强，肥效长久的复合肥料。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种具有保水保肥功能的复合肥料的制备方法。本发明得到的复合肥料吸水保水性能强，肥效长久。
为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：
一种具有保水保肥功能的复合肥料的制备方法，该复合肥料包括化肥原料、填充料和增效剂，所述的增效剂为粒径200-400目的蛭石粉，占复合肥料重量的5-10％，填充料为膨润土；
具有保水保肥功能的复合肥料的制备方法，包括如下步骤：
1)按照配比称取原料，粉碎，混合均匀后备用；
2)粉状混合物输送至转鼓造粒机中，同时通入饱和蒸汽，提高物料的温度和物料的粘性，增大造粒物料盐类溶解度，实现低水分含量条件下获得满足物料成粒需要的液相数量，降低干燥过程中的热能耗；饱和蒸汽的温度140℃-160℃，压力0.35Mpa-0.6Mpa；
3)造粒初成品输送至回转式烘干机中进行烘干；
4)烘干后的造粒初成品输送至热筛分机中进行分选，细小颗粒直接返回转鼓造粒机中，继续造粒；
5)筛选后的半成品颗粒输送至回转式冷却机中，通过自然冷风或强制冷风冷却，大颗粒经粉碎机粉碎后返回转鼓造粒机中继续参与造粒。
根据本发明优选的，蛭石粉的粒径为200-400目。
进一步优选的，蛭石粉的粒径为300-400目。
根据本发明优选的，增效剂占复合肥料重量的8-10％。
根据本发明优选的，填充料占复合肥料重量的5-20％。
根据本发明优选的，膨润土的粒径为100-200目。
根据本发明优选的，化肥原料为尿素、硫酸铵、氯化铵、磷酸一铵、过磷酸钙、硫酸钾或氯化钾中的一种或两种以上混合。
蛭石是一种板块状天然黏土矿物，由超基性杂岩经热液蚀变及后期风化作用形成，具有可再生特性。蛭石的化学组成大致可以用[Mg3(Si3Al)O10(OH)2][Mg0.5(H2O)y]表示,是一种层状的含镁铝硅酸盐，其基本结构单元由两层硅酸盐(少量铝酸盐)四面体夹着一层含镁八面体组成，形成“三明治”结构的硅酸盐骨架，并在骨架与骨架间存在着水合镁离子层。这些可交换性阳离子和水分子的存在，使其具有很强的离子交换能力，本发明粒径为200-400目的蛭石粉具有很高的离子交换性、吸水性、可塑性及粘性等，便于肥料成球造粒；施用到土壤中具有保持水分和肥料养分的作用。
膨润土以蒙脱石为主要矿物成分，其结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2:1型晶体结构，主要化学成分是二氧化硅、三氧化二铝和水，具有较强的吸湿性和膨胀性，在水介质中能分散成胶凝状和悬浮状，具有一定的黏滞性、触变性和润滑性，便于肥料成球造粒。由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，易被其它阳离子交换，具有较好的离子交换性。施用到土壤中具有保持水分和肥料养分的作用。
本发明采用蛭石粉、膨润土与化肥原料复配后，输送至转鼓造粒机中，同时通入饱和蒸汽进行造粒，得到吸水保水性能强，肥效长久的复合肥料，并且容重小、透气性好、材料成本低，易推广和使用。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明。
实施例1：
一种具有保水保肥功能的复合肥料，所述复合肥料包括化肥原料、填充料和增效剂；化肥原料包括尿素(含N 46％)、磷酸一铵(含N11％，P2O5 44％)、氯化钾(含K2O 60％)，所述填充料为膨润土，所述增效剂为蛭石粉。各组分按重量计分别为：
制备方法，如下步骤：
1)按照配比称取原料，粉碎，混合均匀后备用；
2)粉状混合物输送至转鼓造粒机中，同时通入饱和蒸汽，提高物料的温度和物料的粘性，增大造粒物料盐类溶解度，实现低水分含量条件下获得满足物料成粒需要的液相数量，降低干燥过程中的热能耗；饱和蒸汽的温度150℃，压力0.5Mpa；
3)造粒初成品输送至回转式烘干机中进行烘干；
4)烘干后的造粒初成品输送至热筛分机中进行分选，细小颗粒直接返回转鼓造粒机中，继续造粒；
5)筛选后的半成品颗粒输送至回转式冷却机中，通过自然冷风或强制冷风冷却，大颗粒经粉碎机粉碎后返回转鼓造粒机中继续参与造粒；得到具有保水保肥功能的复合肥料，氮磷钾质量百分含量比例为15:15:15，适合多种作物的养分均衡型具有保水保肥功能的复合肥料。
实施例2：
一种具有保水保肥功能的复合肥料，所述复合肥料包括化肥原料、填充料和增效剂；化肥原料包括尿素(含N 46％)、磷酸一铵(含N11％，P2O5 44％)、氯化钾(含K2O 60％)，所述填充料为膨润土，所述增效剂为蛭石粉。各组分按重量计分别为：
制备方法，如下步骤：
1)按照配比称取原料，粉碎，混合均匀后备用；
2)粉状混合物输送至转鼓造粒机中，同时通入饱和蒸汽，提高物料的温度和物料的粘性，增大造粒物料盐类溶解度，实现低水分含量条件下获得满足物料成粒需要的液相数量，降低干燥过程中的热能耗；饱和蒸汽的温度160℃，压力0.6Mpa；
3)造粒初成品输送至回转式烘干机中进行烘干；
4)烘干后的造粒初成品输送至热筛分机中进行分选，细小颗粒直接返回转鼓造粒机中，继续造粒；
5)筛选后的半成品颗粒输送至回转式冷却机中，通过自然冷风或强制冷风冷却，大颗粒经粉碎机粉碎后返回转鼓造粒机中继续参与造粒；得到具有保水保肥功能的复合肥料，氮磷钾质量百分含量比例为26:8:6，是适合喜氮作物(比如玉米)的高氮型具有保水保肥功能的复合肥料。
应用实验例：
为验证本发明技术的产品效果，将本发明实施例肥料与普通市售肥料进行了室内盆栽试验和野外田间试验。
盆栽试验于2021年6月在山东济南室内进行。设置3个处理，分别为CK处理(不施肥)，为对照。JP处理(普通市售复合肥40kg/亩，养分含量26-8-6)，XP处理(本发明实施例2具有保水保肥功能的复合肥40kg/亩)。设置3次重复，共9盆。试验盆为直径20cm、高25cm的陶瓷盆，每盆装风干土13kg，装土时按处理设计加入对应的肥料混合均匀，然后轻压实，每盆浇水1L。除肥料施用外，其他处理措施均一致。浇水后第7天、14天、21天、28天测定土壤含水率。结果如下：
表1不同施肥处理土壤含水率变化情况
从结果可以看出，采用本发明技术制备的具有保水保肥功能的复合肥相比普通复合肥有着明显的保水效果。
田间试验于2021年6-10月在山东省乐陵市胡家街道王程站村进行。该地区属暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，年平均气温为12.4℃，年平均降水量527.1毫米。试验地块土壤类型为潮土，耕层有机质含量11.4g/kg、速效氮58.7mg/kg、有效磷18.2mg/kg、速效钾116.1mg/kg。前茬作物为小麦，供试作物为玉米，品种为登海605。
试验采用随机区组设计，设置3个处理，分别为CK处理(不施肥)，为对照。JP处理(普通市售复合肥40kg/亩，养分含量26-8-6)，XP处理(本发明实施例具有保水保肥功能的复合肥40kg/亩，养分含量26-8-6)，设置3次重复。小区面积40m2。试验于6月12日播种，播种行距70cm，株距25cm，播种时种肥同播，肥料一次性施入，后期不再追肥，除肥料施用外，其他管理措施均一致。10月2日玉米成熟收获，对产量及产量构成指标进行考查，结果如下：
表2不同处理玉米穗行数、行粒数、千粒重及产量情况
从玉米产量结果看，施用本发明实施例具有保水保肥功能的复合肥处理玉米产量明显提高，相比同等养分投入的普通复合肥增产5.4％。具有保水保肥功能的复合肥提高了水分和肥料养分的利用效率，协调了玉米产量构成因素之间的相互关系，提高了玉米产量。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (7)
1.一种具有保水保肥功能的复合肥料的制备方法，该复合肥料包括化肥原料、填充料和增效剂，所述的增效剂为粒径200-400目的蛭石粉，占复合肥料重量比例为5-10％，填充料为膨润土；
具有保水保肥功能的复合肥料的制备方法，包括如下步骤：
1)按照配比称取原料，粉碎，混合均匀后备用；
2)粉状混合物输送至转鼓造粒机中，同时通入饱和蒸汽，提高物料的温度和物料的粘性，增大造粒物料盐类溶解度，实现低水分含量条件下获得满足物料成粒需要的液相数量，降低干燥过程中的热能耗；饱和蒸汽的温度140℃-160℃，压力0.35Mpa-0.6Mpa；
3)造粒初成品输送至回转式烘干机中进行烘干；
4)烘干后的造粒初成品输送至热筛分机中进行分选，细小颗粒直接返回转鼓造粒机中，继续造粒；
5)筛选后的半成品颗粒输送至回转式冷却机中，通过自然冷风或强制冷风冷却，大颗粒经粉碎机粉碎后返回转鼓造粒机中继续参与造粒。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，蛭石粉的粒径为200-400目。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，蛭石粉的粒径为300-400目。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，增效剂占复合肥料重量比例为8-10％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，填充料占复合肥料重量比例为5-20％。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，膨润土的粒径100-200目。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，化肥原料为尿素、硫酸铵、氯化铵、磷酸一铵、过磷酸钙、硫酸钾或氯化钾中的一种或两种以上混合。
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