CN116710418A - 富含钙、镁、硫和钾的追肥用尿素 - Google Patents

富含钙、镁、硫和钾的追肥用尿素 Download PDF

Info

Publication number
CN116710418A
CN116710418A CN202180090785.4A CN202180090785A CN116710418A CN 116710418 A CN116710418 A CN 116710418A CN 202180090785 A CN202180090785 A CN 202180090785A CN 116710418 A CN116710418 A CN 116710418A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mixture
urea
fertilizer
aspects
homogeneous mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180090785.4A
Other languages
English (en)
Inventor
尼尔卡迈勒·巴格
阿尔温德·库马尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SABIC Global Technologies BV
Original Assignee
SABIC Global Technologies BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SABIC Global Technologies BV filed Critical SABIC Global Technologies BV
Publication of CN116710418A publication Critical patent/CN116710418A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00—Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/10—Solid or semi-solid fertilisers, e.g. powders
    • C05G5/12—Granules or flakes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05C—NITROGENOUS FERTILISERS
    • C05C9/00—Fertilisers containing urea or urea compounds
    • C05C9/005—Post-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D1/00—Fertilisers containing potassium
    • C05D1/005—Fertilisers containing potassium post-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G1/00—Mixtures of fertilisers belonging individually to different subclasses of C05
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00—Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/30—Layered or coated, e.g. dust-preventing coatings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
    • Y02P60/21—Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

公开了含有均质混合物的肥料颗粒，所述均质混合物含有提供3重量％至45重量％的氮的尿素、提供2重量％至25重量％的硫的硫酸根、0.1重量％至15重量％的镁和0.1重量％至25重量％的钾。还公开了制备和使用肥料颗粒的方法。

Description

富含钙、镁、硫和钾的追肥用尿素
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年12月22日提交的美国临时专利申请第63/128,906号的优先权和优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。
发明背景
A.发明领域
本发明通常涉及含有尿素的肥料。特别地，本发明涉及含有尿素、硫酸根、镁、钾和任选的钙的肥料颗粒。
B.相关技术描述
为了提高农作物产量和满足不断增长的人口的需求，农业上使用了更多的肥料。然而，连续施肥会导致养分失衡，土壤肥力丧失。
尿素是常用的氮肥。然而，尿素氮是挥发性的，由于其在土壤中的快速水解和硝化作用，尿素中的氮会很快流失。为了抵消这种影响，尿素，例如作为追肥施用时，以相对较大的过量施用，为植物提供持续的氮供应。
而且取决于作物和土壤类型，还可能需要额外的营养素来提高作物产量。然而，在含有其他土壤营养素的肥料混合物中使用尿素是困难的，因为尿素会与肥料中的其他成分，如有机肥料发生不希望的反应。这些反应可以产生使固体颗粒或干燥混合物产品液化的水，导致产品结块和损失，并增加发生这些不希望的反应的速率。参见Biskupski等人(EP2774907)；还参见Achard等人(US5409516)。此外，水的产生增加了在生产含尿素肥料过程中必须去除的水量，使这些混合肥料的制备变得困难和更昂贵。参见Schwob(FR2684372)。
发明内容
已经发现至少一些问题的解决方案。在一个方面，该解决方案包括提供一种肥料颗粒，其中包含尿素和其他的营养物质，如，来源为金属硫酸盐的硫(S)、镁(Mg)、钾(K)和任选的钙(Ca)。研究发现，颗粒中金属硫酸盐的存在减少了尿素氮的挥发。通过使用本文所述的肥料颗粒，可以通过单次施用提供多种营养素。此外，由于减少了尿素氮的挥发，使用本文所述的肥料颗粒还可以提高施肥过程的氮利用效率。
本发明的一个方面涉及肥料颗粒。肥料颗粒可以包含含有尿素、硫酸根、镁和钾的均质混合物。基于均质混合物总重量，均质混合物可以含有i)提供3重量％至45重量％的氮(N)的尿素，ii)提供2重量％至25重量％的硫(S)的硫酸根，iii)0.1重量％至15重量％的镁(Mg)和iv)0.1重量％至25重量％的钾(K)。在一些方面，均质混合物还可以包含钙(Ca)。在一些特定的方面，均质混合物可以包含0.1重量％至15重量％的Ca。肥料颗粒可以基本上不含式为CaSO4.4CO(NH2)2的加合物。肥料颗粒可以基本上不含式为CaSO4.4CO(NH2)2的结晶加合物。肥料颗粒可以含有小于0.1重量％的式为CaSO4.4CO(NH2)2的结晶加合物。肥料颗粒可以含有小于0.1重量％的式为CaSO4.4CO(NH2)2的结晶加合物。在一些情况下，肥料颗粒不含淀粉、多糖和/或其他黏合剂。在一些情况下，肥料颗粒可以含有小于5重量％、4重量％、3重量％、2重量％、1重量％、0.5重量％或0.1重量％的淀粉、多糖、黏合剂、或其组合。
在一些方面，均质混合物可以是含有尿素、硫酸根、K、Mg和任选的Ca的无定形或非结晶混合物。在一些方面，尿素、硫酸根、钾、镁和任选的钙可以存在于肥料颗粒内的同一层或核内。在一些方面，基于混合物的总重量，均质混合物可以包含0.4重量％至10重量％的Mg、0.5重量％至20重量％的K、1重量％至11重量％的Ca、提供5重量％至41重量％的N的尿素和提供5重量％至20重量％的S的硫酸根。
在一些方面，均质混合物中的i)硫酸根和ii)Mg、K和/或Ca可以来源于一种或多于一种硫酸盐。硫酸盐的非限制性实例可以包括K2SO4、CaSO4、MgSO4、K2Ca2Mg(SO4)4、和/或K2Mg2(SO4)3。在一些方面，均质混合物可以含有a摩尔的K、b摩尔的Ca、c摩尔的Mg和d摩尔的S，其中d≥0.9×((a/2)+b+c)，其中a、c和d是正实数；b是零或正实数；并且a、b和/或c相同或不同。在一些情况下，d为≥0.95×((a/2)+b+c)。在一些情况下d为≥0.98×((a/2)+b+c)。在一些情况下，d为≥0.99×((a/2)+b+c)。在一些情况下，d等于((a/2)+b+c)。在一些方面，硫酸盐可含有硫酸根和Ca、Mg、K中的至少两种。均质混合物可任选地含有氯(Cl)。均质混合物可以任选地含有Ca、Mg和/或K的非硫酸盐。
在一些方面，均质混合物可以含有尿素和K2Ca2Mg(SO4)4。在一些方面，均质混合物可以含有结晶K2Ca2Mg(SO4)4。在一些方面，均质混合物可以由尿素和K2Ca2Mg(SO4)4制备。在一些特定的方面，均质混合物可以由重量比为5:95至95:5的尿素和K2Ca2Mg(SO4)4制备。在一些特定的方面，均质混合物可以由重量比为约5:95、10:90、20:80、30:70、32:68、40:60、48:52、50:50、58:42、60:40、70:30、72:28、80:20、87:13、90:10或95:5的尿素和K2Ca2Mg(SO4)4制备。在一些情况下，K2Ca2Mg(SO4)4为杂卤石和/或多矿物。
在一些方面，均质混合物可以含有尿素和K2Mg2(SO4)3。在一些方面，均质混合物可以含有结晶K2Mg2(SO4)3。在一些特定的方面，均质混合物可以由尿素和K2Mg2(SO4)3制备。在一些特定的方面，均质混合物可以由重量比为5:95至95:5的尿素和K2Mg2(SO4)3制备。在一些特定的方面，均质混合物可以由重量为5:95、10:90、20:80、30:70、32:68、40:60、48:52、50:50、58:42、60:40、70:30、72:28、80:20、87:13、90:10或95:5的尿素和K2Mg2(SO4)3制备。在一些情况下，K2Mg2(SO4)3为无水钾镁矾。
在一些方面，均质混合物可以含有尿素、K2Ca2Mg(SO4)4和K2Mg2(SO4)3。在一些方面，均质混合物可以含有结晶K2Ca2Mg(SO4)4和/或结晶K2Mg2(SO4)3。在一些特定的方面，均质混合物可以由尿素、K2Ca2Mg(SO4)4和K2Mg2(SO4)3制备。在一些特定的方面，均质混合物可以由重量比为5:45至95:5的尿素和K2Ca2Mg(SO4)4制备。在一些特定的方面，均质混合物可以由重量比为5:45至95:5的尿素和K2Mg2(SO4)3制备。在一些特定的方面，均质混合物可以由重量比为8:10至10:8的K2Mg2(SO4)3和K2Ca2Mg(SO4)4制备。在一些特定的方面，均质混合物可以由以下两种或三种制备：i)重量比为5:45至95:5的尿素和K2Ca2Mg(SO4)4；ii)重量比为5:45至95:5的尿素和K2Mg2(SO4)3；和iii)重量比为8:10至10:8的K2Mg2(SO4)3和K2Ca2Mg(SO4)4。在一些特定的方面，均质混合物可以由重量比为5:47.5:47.5至95:2.5:2.5的尿素、K2Ca2Mg(SO4)4和K2Mg2(SO4)3制备。在一些特定的方面，均质混合物可以由重量比为5:47.5:47.5、10:45:45、20:40:40、30:35:35、40:30:30、50:25:25、60:20:20、70:15:15、80:10:10、90:5:5或95:2.5:2.5的尿素和K2Ca2Mg(SO4)4和K2Mg2(SO4)3制备。
均质混合物可包含85重量％或大于85重量％、90重量％或大于90重量％、95重量％或大于95重量％、97重量％或大于97重量％、98重量％或大于98重量％、或99重量％或大于99重量％、或99.5重量％或大于99.5重量％、或约100重量％的肥料颗粒。均质混合物中的尿素、硫酸根、K、Mg和Ca的总重量％可以为80重量％或大于80重量％、85重量％或大于85重量％、90重量％或大于90重量％、95重量％或大于95重量％、或97重量％或大于97重量％、或98重量％或大于98重量％、或99重量％或大于99重量％。
肥料颗粒可以具有比不含金属硫酸盐的含尿素的参考颗粒更高的尿素稳定性和破碎强度。在一些方面，肥料颗粒可以具有大于2千克/颗粒、或等于2.3千克/颗粒或大于2.3千克/颗粒、或2.5千克/颗粒至3.5千克/颗粒的破碎强度。在一些方面，肥料颗粒在其最宽尺寸处可以是0.5mm至6mm，优选1mm至5mm，更优选1mm至4mm。
肥料颗粒可以任选地含有包覆膜。在某些方面，均质混合物可以形成肥料颗粒的核，并且任选的包覆膜可以在核的外表面上形成包覆膜。包覆膜可以覆盖核的全部或部分。包覆膜可以含有一种或多于一种抑制剂、一种或多于一种微量营养素、腐植酸、造粒助剂、或其任何组合。一种或多于一种抑制剂可以包括脲酶抑制剂和/或硝化抑制剂。在一些情况下，脲酶抑制剂可以是硫代磷酸三酰胺衍生物或苯基磷二酰胺(PPDA)。在一些特定的情况下，硫代磷酸三酰胺衍生物可以为N-正丁基硫代磷酸三酰胺(NBPT)。在一些情况下，硝化抑制剂可以为3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)、硫脲(TU)、双氰胺(DCD)、2-氯-6-(三氯甲基)-吡啶(三氯甲基吡啶)、5-乙氧基-3-三氯甲基-1,2,4-噻二唑(氯唑灵)、2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶(AM)、2-巯基-苯并噻唑(MBT)或2-磺胺噻唑(ST)、或其任意组合。在一些情况下，硝化抑制剂可以为DCD。
某些方面涉及含有肥料颗粒的组合物。在一些方面，肥料颗粒可以包含在共混肥和/或复合肥料中。除肥料颗粒外，共混肥或复合肥料可以包含第二肥料。在一些方面，第二肥料可以包含尿素、磷酸一铵(MAP)、磷酸二铵(DAP)、氯化钾(MOP)、磷酸一钾(MKP)、重过磷酸钙(TSP)、磷矿粉、普通过磷酸钙(SSP)等。
一个方面涉及本文所述的制造肥料颗粒的方法。方法可以包括步骤(i)、步骤(ii)、步骤(iii)和步骤(iv)的任意一个、任意组合或全部。在步骤(i)中，可以提供和/或形成含有尿素、Mg、K、硫酸根和任选的Ca的进料混合物。在步骤(ii)中，进料混合物可以与水接触。在一些情况下，至少一部分水是蒸汽。在一些情况下，至少一部分蒸汽是低压蒸汽。进料混合物可以在水存在下造粒以形成湿的颗粒状混合物。在一些情况下，进料混合物在蒸汽存在下造粒以形成湿的颗粒状混合物。步骤(i)和步骤(ii)可以同时进行。在步骤(iii)中，可以将湿的颗粒状混合物干燥以形成经加热的颗粒状混合物。在一些情况下，用热空气流干燥湿的颗粒状混合物。在步骤(iv)中，经加热的颗粒状混合物可以被冷却以形成含有肥料颗粒的经冷却的颗粒状混合物。在一些情况下，用空气流冷却经加热的颗粒状混合物。
进料混合物可以包含i)尿素和ii)一种或多于一种硫酸盐。硫酸盐可以包含i)硫酸根和ii)Mg、K和/或任选的Ca。在一些方面，硫酸盐可以包含Ca、Mg和K中的至少两种。在一些方面，一种或多于一种硫酸盐可以选自CaSO4、MgSO4、K2SO4、K2Mg2(SO4)3和/或K2Ca2Mg(SO4)4。盐可以独立地以水合形式或非水合形式加入。进料混合物可以任选地含有来自硫酸盐或者不来自硫酸盐的K、Mg、和/或Ca。进料混合物可以任选地包含KCl。在一些方面，进料混合物可以包含尿素、CaSO4、MgSO4和/或K2SO4。在一些方面，进料混合物可以含有和/或可以通过加入尿素和K2Ca2Mg(SO4)4来制备。在一些特定的方面，进料混合物可以含有和/或可以通过加入重量比为5:95至95:5的尿素和K2Ca2Mg(SO4)4来制备。在一些方面，K2Ca2Mg(SO4)4可以作为杂卤石和/或多矿物加入。在一些方面，进料混合物可以含有和/或可以通过加入尿素和K2Mg2(SO4)3来制备。在一些特定的方面，进料混合物可以含有和/或可以通过加入重量比为5:95至95:5的尿素和K2Mg2(SO4)3来制备。在一些方面，K2Mg2(SO4)3可以作为无水钾镁矾加入。在一些方面，进料混合物可以含有和/或可以通过加入尿素、K2Ca2Mg(SO4)4和K2Mg2(SO4)3来制备。在一些特定的方面，进料混合物可以含有和/或可以通过加入尿素、K2Ca2Mg(SO4)4和K2Mg2(SO4)3来制备，其中i)尿素与K2Ca2Mg(SO4)4的重量比为5:45至95:5，ii)尿素与K2Mg2(SO4)3的重量比为5:45至95:5和iii)K2Mg2(SO4)3和K2Ca2Mg(SO4)4的重量比为约8:10、9:10、10:10、10:9或10:8、或在8:10、9:10、10:10、10:9或10:8中任意两个之间。
进料混合物可以为微粒形式。在一些方面，在造粒前，可以研磨进料混合物。在一些方面，进料混合物可以通过一个或多于一个尺寸筛。在一些方面，可以将进料混合物共混以获得均质的进料混合物。在一些方面，均质的进料混合物可以具有10μm至100μm的平均粒度。在一些方面，被一个或多于一个尺寸筛拒绝的粒子的至少一部分可以再循环并与进料混合物(例如不同批次的进料混合物)混合。
在一些方面，进料混合物通过团聚过程造粒。在造粒步骤中，进料混合物可以在包含在低压蒸汽中的水的存在下造粒。在一些方面，低压蒸汽可以具有3.5巴至4.5巴的压力和/或150℃至200℃的温度。在一些方面，颗粒状混合物可以通过接触热空气流干燥。热空气流可以具有120℃至130℃的温度。在一些方面，湿的颗粒状混合物可以用环境温度(例如15℃至35℃、或20℃至30℃)的气流干燥。在一些方面，在湿的颗粒状混合物的干燥过程中，热空气流/环境空气流和湿颗粒状混合物可以具有并向流。在一些方面中，在经加热的颗粒状混合物的冷却期间，可以使用空气流冷却经加热的颗粒状混合物。在一些情况下，冷却空气流和经加热的颗粒状混合物可以具有逆向流。
在一些方面，在造粒步骤(例如步骤ii)和/或干燥步骤(例如步骤iii)期间产生的灰尘可以使用第一干式分离器从造粒步骤或干燥步骤的气氛中分离。在一些方面，在冷却步骤(例如步骤iv)期间产生的灰尘可以使用第二干式分离器从冷却步骤的气氛中分离。在一些情况下，方法使用第一干式分离器和/或第二干式分离器中的一个或两个。在一些方面，第一干式分离器可以包括旋风分离器和/或袋式过滤器。在一些方面，第二干式分离器可以包括旋风分离器和/或袋式过滤器。
本发明的一个方面涉及施肥方法，方法包括将肥料颗粒和/或含有肥料颗粒的共混肥施用于土壤、作物或土壤和作物的至少一部分。还公开了增强植物生长的方法，包括向土壤、植物或土壤和植物施用有效量的包含本发明的肥料颗粒和/或共混肥的组合物。在某些方面，肥料颗粒和/或含有肥料颗粒的共混肥可以作为追肥施用于土壤、作物或土壤和作物。
还公开了本发明的以下方面1至方面20。
方面1是包含均质混合物的肥料颗粒，其包含：提供3重量％至45重量％的氮(N)的尿素；提供2重量％至25重量％的硫(S)的硫酸根；0.1重量％至15重量％的镁(Mg)和0.1重量％至25重量％的钾(K)，其中肥料颗粒基本上不含式CaSO4.4CO(NH2)2的结晶加合物，并且其中重量百分比基于均质混合物的总重量。
方面2是方面1所述的肥料颗粒，其中均质混合物还包含0.1重量％至15重量％的钙(Ca)。
方面3是方面1至方面2中任一项所述的肥料颗粒，其中均质混合物包含0.4重量％至10重量％的Mg、0.5重量％至20重量％的K、1重量％至11重量％的Ca、提供5重量％至41重量％的N的尿素和提供5重量％至20重量％的S的硫酸根。
方面4是方面1至方面3中任一项所述的肥料颗粒，其中均质混合物包含a摩尔K、b摩尔Ca、c摩尔Mg和d摩尔S，其中d≥0.9×((a/2)+b+c)，并且a、b、c和d为正实数。
方面5是方面1至方面4中任一项所述的肥料颗粒，其中均质混合物包含盐，所述盐包含：硫酸根；以及Ca、Mg和K中的至少两种。
方面6是方面1至方面5中任一项所述的肥料颗粒，其中均质混合物包含尿素和K2Ca2Mg(SO4)4，并且由重量比为5:95至95:5的尿素和K2Ca2Mg(SO4)4制备。
方面7是方面1至方面6中任一项所述的肥料颗粒，其中均质混合物包含尿素和K2Mg2(SO4)3，并且由重量比为5:95至95:5的尿素和K2Mg2(SO4)3制备。
方面8是方面1至方面7中任一项所述的肥料颗粒，其中均质混合物包含尿素、K2Ca2Mg(SO4)4和K2Mg2(SO4)3，并且由尿素、K2Mg2(SO4)3和K2Ca2Mg(SO4)4制备，并且K2Mg2(SO4)3和K2Ca2Mg(SO4)4的重量比为8:10至10:8。
方面9是方面1至方面8中任一项所述的肥料颗粒，其具有比不含金属硫酸盐的含尿素的参考颗粒更高的尿素稳定性和破碎强度。
方面10是方面1至方面9中任一项所述的肥料颗粒，其包含含有脲酶抑制剂、硝化抑制剂、微量营养素、腐植酸和/或造粒助剂的包覆膜。
方面11是制备方面1至方面10中任一项所述的肥料颗粒的方法，所述方法包括：将含有Mg、K、硫酸根、尿素和任选的Ca的进料混合物与水接触，并在低压蒸汽存在下将进料混合物造粒，以形成湿的颗粒状混合物；干燥湿的颗粒状混合物，形成经加热的颗粒状混合物；并冷却经加热的颗粒状混合物，以形成包含肥料颗粒的经冷却的颗粒状混合物。
方面12是方面11所述的方法，其中使用第一干式分离器将造粒步骤和/或干燥步骤期间产生的灰尘从热空气流中分离，和/或其中使用第二干式分离器将冷却步骤期间产生的灰尘从空气流中分离。
方面13是方面11至12中任一项所述的方法，其中进料混合物为微粒形式。
方面14是方面11至13中任一项所述的方法，其中：在造粒之前，将进料混合物研磨，通过一个或多于一个尺寸筛，并共混以获得均质的进料混合物；并且在造粒步骤中将均质的进料混合物造粒。
方面15是方面14所述的方法，其中均质的进料混合物可以具有10μm至100μm的平均粒度。
方面16是方面11至方面15中任一项所述的方法，其中进料混合物与低压蒸汽形式的水接触，低压蒸汽具有3.5巴至4.5巴的压力和/或150℃至200℃的温度。
方面17是方面11至16中任一项所述的方法，其中湿的颗粒状混合物用温度为120℃至130℃的热空气流干燥，和/或其中经加热的颗粒状混合物用空气流冷却。
方面18是方面11至17中任一项所述的方法，其中在湿的颗粒状混合物的干燥过程中，热空气流和湿的颗粒状混合物具有并向流，和/或在经加热的颗粒状混合物的冷却过程中，空气流和经加热的颗粒状混合物具有逆向流。
方面19是方面12至18中任一项所述的方法，其中第一干式分离器为第一旋风分离器和/或第二干式分离器为第二旋风分离器。
方面20是施肥方法，方法包括将根据方面1至19中任一项所述的肥料颗粒施用于土壤、作物或土壤和作物的至少一部分。
如本文所用，“不含金属硫酸盐的含尿素的参考颗粒”是包括与示例组合物相同的组分和相同量的组分的颗粒，只是参考组合物不包含金属硫酸盐。当金属硫酸盐被去除时，所去除的金属硫酸盐的重量％作为尿素加入到参比颗粒中。因此，如果示例肥料颗粒包含85重量％的CaSO4、4重量％的MgSO4、4重量％的K2SO4、2.5重量％的KCl和0.5重量％的水分，参考颗粒包含97重量％的尿素、2.5重量％的KCl和0.5重量％的水分。
在本发明的上下文中，肥料颗粒和/或肥料共混颗粒还可以被称为粒子、颗粒、肥料粒子、小球或肥料小球。
术语“肥料”定义为施用至土壤或者植物组织以提供一种或多于一种对植物生长必需或有益的植物营养素和/或刺激剂或增强剂以增加或促进植物生长的材料。
术语“颗粒”可以包括固体材料。颗粒可具有各种不同的形状，其非限制性实例包括球形、圆盘形、椭圆形、棒形、长方形或随机形状。
术语“粒子”可以包括最大尺寸小于一毫米的固体材料。
术语“微粒”或“粉末”可以包括多个粒子。
术语“基于水的”被定义为含有水或在干燥前预先包含在水中。
本文使用的术语“约”或“大约”定义为本领域普通技术人员所理解的接近于。在一个非限制性的实施方案中，这些术语被定义为偏差在10％内，优选地在5％以内，更优选地在1％以内，且最优选地在0.5％以内。
术语“重量％、“体积％或“摩尔％分别指基于包括组分的物质的总重量、总体积或总摩尔量，组分的重量百分比、组分的体积百分比或组分的摩尔百分比。在非限制性实例中，100克材料中的10克组分是10重量％的组分。
术语“基本上”及其变体定义为包含偏差在10％以内、5％以内、1％以内、或0.5％以内的范围。
术语“抑制”或“减少”或“防止”或“避免”或这些术语的任何变体，在权利要求书和/或说明书中使用时，包含任何可测量的减少或完全抑制，以实现预期的结果。
术语“有效”在说明书和/或权利要求书中使用时，指的是足以实现希望的，期望的或预期的结果。
在权利要求或说明书中，当与术语“包含”、“包括”、“含有”或“具有”的任一个组合使用时，不使用数量词可以表示“一个”，但是它也与“一个或更多”、“至少一个”和“一个或多于一个”的含义一致。
术语“和/或”是指“和”或“或”。举例来说，A、B和/或C包括：单独的A、单独的B、单独的C、A与B的组合、A与C的组合、B与C的组合或A、B和C的组合。
词语“包含”、“具有”、“包括”或“含有”是包含性的或开放式的，并且不排除其它的、未列举的元素或方法步骤。
本发明的其他目的、特征和优点将从以下附图、具体实施方式和实施例中变得明显。然而，应该理解的是，附图、具体实施方式和实施例虽然表明了本发明的具体实施方案，但仅通过说明的方式给出，并不意味着是限制性的。此外，在本发明的精神和范围内的变化和修改将从具体实施方式中变得明显。在其他实施方案中，来自特定实施方案的特征可以与来自其他实施方案的特征组合。例如，来自特定实施方案的特征可以与来自任何其他实施方案的特征组合。在其他实施方案中，可以将附加特征添加到本文描述的特定实施方案中。
附图的简要说明
受益于以下具体实施方式和参考附图本发明的优点对本领域技术人员将变得明显。虽然本发明可以有各种修改和替代形式，但在附图中以实例的方式示出了本发明的具体实施方式。附图可能不是按比例绘制的。
图1A)根据本发明的一个实施例的肥料颗粒。图1B)根据本发明的另一个实施例的肥料颗粒。图1A和图1B示出了横截面视图，例如，沿着垂直于长轴的平面放置肥料颗粒。
图2A和图2B是根据本发明的两个实施例的用于制备肥料颗粒的系统和方法的非限制性原理图。
具体实施方式
本发明的肥料颗粒可以含有尿素、硫酸根、镁(Mg)、钾(K)和任选的钙(Ca)。如在实施例中以非限制性方式所示，发现与不含金属硫酸盐的含尿素的参考颗粒相比，本发明的肥料颗粒可以具有更高的尿素稳定性和破碎强度。
本发明的这些和其他非限制性方面将在以下部分中进一步详细讨论。
A.肥料颗粒
肥料颗粒可以包含含有尿素、硫酸根、镁(Mg)、钾(K)和任选的钙(Ca)的均质混合物。在一些方面，均质混合物可以是含有尿素、硫酸根、Mg、K和任选的Ca的无定形混合物。分别基于均质混合物和/或肥料颗粒的总重量，均质混合物和/或肥料颗粒可以包含i)提供3重量％至45重量％或5重量％至41重量％、或至少为以下数值中的任意一个、等于以下数值任意一个、或在任意两个以下数值之间：3重量％、5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、41重量％和45重量％的氮(N)的尿素，ii)提供2重量％至25重量％或5重量％至20重量％、或至少为以下数值中的任意一个、等于以下数值任意一个、或在任意两个以下数值之间：2重量％、4重量％、6重量％、8重量％、10重量％、12重量％、14重量％、16重量％、18重量％、20重量％、22重量％、24重量％和25重量％的硫(S)的硫酸根，iii)0.1重量％至15重量％或0.4重量％至10重量％、或至少为以下数值中的任意一个、等于以下数值任意一个、或在任意两个以下数值之间：0.1重量％、0.3重量％、0.4重量％、0.5重量％、1重量％、2重量％、4重量％、6重量％、8重量％、10重量％、12重量％、14重量％和15重量％的Mg；iv)0.1重量％至25重量％、0.5重量％至20重量％或至少为以下数值中的任意一个、等于以下数值任意一个、或在任意两个以下数值之间：0.1重量％、0.5重量％、1重量％、2重量％、4重量％、6重量％、8重量％、10重量％、12重量％、14重量％、16重量％、18重量％、20重量％、22重量％、24重量％和25重量％的K，和v)任选的0.1重量％至15重量％、或1重量％至11重量％、或至少为以下数值中的任意一个、等于以下数值任意一个、或在任意两个以下数值之间：0.1重量％、0.5重量％、1重量％、2重量％、4重量％、6重量％、8重量％、10重量％、11重量％、12重量％、14重量％和15重量％的Ca。分别基于均质混合物和/或肥料颗粒的总重量，均质混合物和/或肥料颗粒中组合的硫酸根、尿素、Mg、K和任选的还包括钙的总重量％可以为85重量％至100重量％、或至少为以下数值中的任意一个、等于以下数值任意一个、或在任意两个以下数值之间：85重量％、86重量％、87重量％、88重量％、89重量％、90重量％、91重量％、92重量％、93重量％、94重量％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％、99重量％、99.5重量％和100重量％。分别基于均质混合物和/或肥料颗粒的总重量，均质混合物和/或肥料颗粒的水分含量可以为小于1重量％，优选0.7重量％或小于0.7重量％，例如0.7重量％至0.5重量％。
肥料颗粒可以基本上不含、不含、或含有小于5重量％、或小于3重量％、或小于1重量％、或小于0.5重量％或小于0.1重量％的式CaSO4.4CO(NH2)2的结晶加合物。在一些情况下，肥料颗粒可以基本上不含、不含、或含有小于5重量％、或小于3重量％、或小于1重量％、或小于0.5重量％或小于0.1重量％的淀粉、多糖和/或其他黏合剂。
在一些方面。均质混合物可以包含i)a摩尔K，ii)b摩尔Ca，iii)c摩尔Mg，iv)d摩尔S，其中d为≥0.9×((a/2)+b+c)、或≥0.95×((a/2)+b+c)、或≥0.98×((a/2)+b+c)、或≥0.99×((a/2)+b+c)、或(a/2)+b+c)。其中a、c和d为正实数；b是零或正实数；a、b和/或c是相同或不同的。在一些方面，80重量％至100重量％、或至少为以下数值中的任意一个、等于以下数值任意一个、或在任意两个以下数值之间：80重量％、81重量％、82重量％、83重量％、84重量％、85重量％、86重量％、87重量％、88重量％、89重量％、90重量％、91重量％、92重量％、93重量％、94重量％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％、99重量％、99.5重量％和100重量％的肥料颗粒可以包含在均质混合物中。
在一些方面，均质混合物中的Mg、K和Ca可以来源于硫酸盐。在一些方面，均质混合物可以包含一种或多于一种选自CaSO4、MgSO4、K2SO4、K2Mg2(SO4)3和/或K2Ca2Mg(SO4)4的硫酸盐。均质混合物可以任选地包含Cl。均质混合物可以任选地包含Ca、Mg和/或K的非硫酸盐。均质混合物可以任选地包含KCl。在一些方面，均质混合物可以含有和/或可以由尿素和K2Ca2Mg(SO4)4制备。在一些特定的方面，均质混合物可以由重量比为5:95至95:5、或至少为以下数值中的任意一个、等于以下数值任意一个、或在任意两个以下数值之间：5:95、10:90、20:80、30:70、32:68、40:60、48:52、50:50、58:42、60:40、70:30、72:28、80:20、87:13、90:10或95:5的尿素和K2Ca2Mg(SO4)4制备。在一些方面，均质混合物可以含有和/或可以由尿素和K2Mg2(SO4)3制备。在一些特定的方面，均质混合物可以由重量比为5:95至95:5、或至少为以下数值中的任意一个、等于以下数值任意一个、或在任意两个以下数值之间：5:95、10:90、20:80、30:70、32:68、40:60、48:52、50:50、58:42、60:40、70:30、72:28、80:20、87:13、90:10或95:5的尿素和K2Mg2(SO4)3制备。在一些方面，均质混合物可以含有和/或可以由尿素、K2Ca2Mg(SO4)4和K2Mg2(SO4)3制备。在一些方面，均质混合物可以由尿素、K2Ca2Mg(SO4)4,和K2Mg2(SO4)3制备，其中i)尿素与K2Ca2Mg(SO4)4的重量比为5:45至95:5、或至少为以下数值中的任意一个、等于以下数值任意一个、或在任意两个以下数值之间：5:45、10:45、20:40、30:35、40:30、50:25、60:20、70:15、80:10、90:5和95:5，ii)尿素与K2Mg2(SO4)3的重量比为5:45至95:5、或至少为以下数值中的任意一个、等于以下数值任意一个、或在任意两个以下数值之间：5:45、10:45、20:40、30:35、40:30、50:25、60:20、70:15、80:10、90:5和95:5，和iii)K2Mg2(SO4)3和K2Ca2Mg(SO4)4的重量比为8:10至10:8、或至少为以下数值中的任意一个、等于以下数值任意一个、或在任意两个以下数值之间：8:10、9:10、10:10、10:9和10:8。在一些特定的方面，均质混合物可以由重量比等于以下数值中的任意一个、或在任意两个以下数值之间：5:47.5:47.5、10:45:45、20:40:40、30:35:35、40:30:30、50:25:25、60:20:20、70:15:15、80:10:10、90:5:5或95:2.5:2.5的尿素和K2Ca2Mg(SO4)4和K2Mg2(SO4)3制备。
肥料颗粒可以任选地含有包覆膜。在某些方面，均质混合物可以形成肥料颗粒的核，并且任选的包覆膜可以在核的外表面上形成包覆膜。包覆膜可以含有一种或多于一种抑制剂、一种或多于一种微量营养素、腐殖酸、造粒助剂或其任何组合。一种或多于一种抑制剂可以包括脲酶抑制剂和/或硝化抑制剂。在一些方面，脲酶抑制剂可以含有硫代磷酸三酰胺衍生物或苯基磷二酰胺(PPDA)。在一些特定方面，硫代磷酸三酰胺衍生物可以为N-正丁基硫代磷酸三酰胺(NBPT)。在一些方面，硝化抑制剂可以为3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)、硫脲(TU)、双氰胺(DCD)、2-氯-6-(三氯甲基)-吡啶(三氯甲基吡啶)、5-乙氧基-3-三氯甲基-1,2,4-噻二唑(氯唑灵)、2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶(AM)、2-巯基-苯并噻唑(MBT)或2-磺胺噻唑(ST)、或其任意组合，优选DCD。微量营养素可以是植物上可接受的无机化合物或有机金属化合物形式，如硼、铜、铁、氯化物、锰、钼、镍或锌。可使用的造粒助剂的非限制性实例包括木素磺酸钙，例如占肥料颗粒的0.3重量％至0.5重量％的木素磺酸钙。包覆膜可以包含一种或多于一种包覆层。包覆膜整体可以覆盖核外表面的5％至100％或至少为以下数值中的任意一个、等于以下数值任意一个、或在任意两个以下数值之间：5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、99％和100％。
肥料颗粒可以为任何合适的形状。形状的非限制性实例包括球形、立方体、圆柱形、冰球形、椭圆形和长方形。在一些方面，肥料颗粒可以是具有圆形、椭圆形、卵形、三角形、正方形、矩形、五边形或六边形横截面的圆柱形形状，但是也可以制造具有其他形状横截面的圆柱形核。在一些方面，肥料颗粒在其最宽的尺寸处为0.5mm至6mm、或0.5mm至5mm、优选1mm至4mm、或至少为以下数值中的任意一个、等于以下数值任意一个、或在任意两个以下数值之间：0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm和6mm。在一些特定的方面，肥料颗粒可以具有平均直径为0.5mm至6mm、或0.5mm至5mm、优选1mm至4mm、或至少为以下数值中的任意一个、等于以下数值任意一个、或在任意两个以下数值之间：0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm和6mm的基本球形。
均质混合物可以具有基本上均质的成分组成。在一些情况下，混合物中任何位置的0.5mm×0.5mm×0.5mm立方体的成分组成与混合物中任何其他位置的0.5mm×0.5mm×0.5mm立方体的成分组成相似(偏差在±10％、或±5％、或±3％、±2％、或±1％、或±0.5％范围内)。
参考图1A，示出了根据本发明的一个实施例的肥料颗粒100。肥料颗粒100可以包含均质混合物101。
参考图1B，示出了根据本发明的第二实施例的肥料颗粒200。肥料颗粒200可以包含核202和包覆膜204。核202可以包含均质混合物201。尽管可以容易地制备具有覆盖核202外表面的一部分的包覆膜204的肥料颗粒，包覆膜204表示为覆盖核202的整个外表面。
均质混合物101、201和/或包覆膜202可具有如上所述的组成。
在一些方面，肥料颗粒可以包括或排除其他的肥料物质。如果包括，可以根据某些类型的土壤、气候或其他生长条件的特殊需要选择附加的肥料，以最大限度地发挥肥料颗粒在促进植物生长和作物产量方面的功效。肥料颗粒中也可以包括或排除其他的添加剂。可以从本发明的肥料颗粒中包括或排除的添加剂的非限制性实例包括微量营养素的氮营养素和/或其他的次要营养素。微量营养素可以是硼、铜、铁、氯化物、锰、钼、镍或锌、或其任何组合。其他的氮营养素可以是除了尿素以外的营养素，它可以向植物输送氮。在一些方面，其他的氮营养素可以包括硝酸铵、硫酸铵、磷酸二铵、磷酸一铵、脲醛、氯化铵和硝酸钾。在一些方面，其他的次要营养素可以包括石灰和/或过磷酸钙。
肥料颗粒可以具有所需的物理性质，例如所需水平的耐磨性、颗粒强度、可制粒性、吸湿性、颗粒形状和尺寸分布。
本文所述的肥料颗粒可以包含在可用于施用于土壤的组合物中。在一些方面，除了肥料颗粒之外，组合物还可以包括其他肥料化合物、微量营养素、主要营养素、其他的尿素、其他的氮营养素、杀虫剂、除草剂或杀真菌剂，或其组合。
本文所述的肥料颗粒也可包含在包含其它肥料的共混组合物中。其他的肥料可以是磷酸一铵(MAP)、磷酸二铵(DAP)、氯化钾(MOP)、磷酸一钾(MKP)、重过磷酸钙(TSP)、磷矿粉、普通过磷酸钙(SSP)、硫酸铵等。
B.制备肥料颗粒的方法
本发明的一方面涉及制备肥料颗粒、例如本文描述的肥料颗粒的方法。
参照图2A和图2B，描述了根据两个实施例制备肥料颗粒的系统和方法。系统300可以包括造粒机302、干燥器304和冷却器306。可以将含有尿素、硫酸根、Mg、K和任选的Ca的进料308和低压蒸汽310送入造粒机302。在造粒机中，进料308可以与低压蒸汽310接触并且可以被造粒以形成湿的颗粒状混合物312。可将来自造粒机302的湿的颗粒状混合物312和热空气流314进料至干燥器304。在干燥器304中，湿的颗粒状混合物312可以在热空气流314的存在下干燥以形成经加热的颗粒状混合物316。在某些方面，湿的颗粒状混合物312和热空气流314可以在干燥器304中具有并向流。来自干燥器304的经加热的颗粒状混合物316和空气流318可进料至冷却器306。在冷却器306中，经加热的颗粒状混合物316可以在空气318的存在下被冷却以形成包含肥料颗粒的经冷却的颗粒状混合物320。
在某些方面，尺寸大于或小于期望尺寸的粒子可以从经加热的颗粒状混合物316和/或经冷却的颗粒状混合物320中分离。在一些情况下，至少一部分分离的粒子可以再循环回到造粒机302。尺寸大于所需尺寸的粒子可以在进料至造粒机之前被破碎和/或研磨。经加热的颗粒状混合物的所需尺寸可以与经冷却的颗粒状混合物相同或不同。
参照图2B，在某些方面，系统还可以包含混合和研磨单元322、第一干式分离器328和第二干式分离器330。尿素324和一种或多于一种硫酸盐326可以进料至混合和研磨单元322。一种或多于一种硫酸盐可以(例如独立地)含有K、Mg和/或Ca。在单元322中，尿素和一种或多于一种硫酸盐可以被研磨，通过一个或多于一个尺寸筛，并混合以形成均质的进料混合物308。来自混合和研磨单元322的均质的进料混合物308可以进料至造粒机302。在某些方面，在造粒步骤(例如在造粒机302中)和/或在干燥步骤(例如，在干燥器304中)中产生的灰尘可以使用第一干式分离器328除去。来自干燥器304的含尘流332可以通过第一干式分离器328。在第一干式分离器328中，可以捕获来自流332的灰尘。在一些方面中，来自第一干式分离器328的含有残余灰尘材料的流334可以通过洗涤溶液以捕获至少一部分残余灰尘(未示出)。在一些方面，第一干式分离器328可以包括旋风分离器和/或袋式过滤器。在某些方面，在冷却步骤期间(例如在冷却器306中)产生的灰尘可以用第二干式分离器330除去。来自冷却器306的含尘流336可以通过第二干式分离器330。在第二干式分离器330中，可以捕获来自流336的灰尘。在一些方面中，来自第二干式分离器330的包含残余灰尘材料的流338可以通过洗涤器溶液以捕获残余灰尘的至少一部分(未示出)。在一些方面，第二干式分离器可以包括旋风分离器和/或袋式过滤器。
在某些方面，均质的进料混合物、湿的颗粒状混合物、经加热的颗粒状混合物和/或经冷却的颗粒状混合物可以用含有一种或多于一种抑制剂、一种或多于一种微量营养素、腐植酸、造粒助剂、或其任何组合的包覆膜包覆。
均质的进料混合物308可以包含i)尿素和ii)一种或多于一种硫酸盐。在一些方面，硫酸盐可以为包含硫酸根和包含Ca、Mg和K中至少两种的混合盐。在一些方面，一种或多于一种硫酸盐可以选自CaSO4、MgSO4、K2SO4、K2Mg2(SO4)3和/或K2Ca2Mg(SO4)4。盐可以作为水合物或非水合物单独加入。进料混合物308可以任选地包含K、Mg和/或Ca的非硫酸盐。进料混合物308可以任选地包含KCl。在一些方面，进料混合物可以包含尿素、CaSO4、MgSO4和/或K2SO4。在一些方面，进料混合物可以含有和/或可以通过加入尿素和K2Ca2Mg(SO4)4来制备。在一些特定的方面，进料混合物可以包含和/或可以通过加入重量比为5:95至95:5、或至少为以下数值中的任意一个、等于以下数值任意一个、或在任意两个以下数值之间：5:95、10:90、15:85、20:80、25:75、30:70、32:68、35:65、40:60、45:55、50:50、55:45、58:42、60:40、65:35、70:30、72:28、75:25、80:20、85:15、87:13、90:10和95:5的尿素和K2Ca2Mg(SO4)4制备。在一些方面，K2Ca2Mg(SO4)4可以作为杂卤石和/或多矿物加入。在一些方面，进料混合物308可以含有和/或可以通过加入尿素和K2Mg2(SO4)3来制备。在一些特定的方面，进料混合物可以包含和/或可以通过加入重量比为5:95至95:5、或至少为以下数值中的任意一个、等于以下数值任意一个、或在任意两个以下数值之间5:95、10:90、15:85、20:80、25:75、30:70、32:68、35:65、40:60、45:55、48:52、50:50、55:45、58:42、60:40、65:35、70:30、72:28、75:25、80:20、85:15、87:13、90:10和95:5的尿素和K2Mg2(SO4)3制备。在一些方面，K2Mg2(SO4)3可以作为无水钾镁矾加入。在一些方面，进料混合物可以含有和/或可以通过加入尿素、K2Ca2Mg(SO4)4和K2Mg2(SO4)3来制备。在一些特定的方面，均质混合物可以包含和/或可以通过加入尿素、K2Ca2Mg(SO4)4和K2Mg2(SO4)3制备，其中i)尿素与K2Ca2Mg(SO4)4的重量比为5:45至95:5、或至少为以下数值中的任意一个、等于以下数值任意一个、或在任意两个以下数值之间：5:45、10:45、20:40、30:35、40:30、50:25、60:20、70:15、80:10、90:5和95:5，ii)尿素与K2Mg2(SO4)3的重量比为5:45至95:5、或至少为以下数值中的任意一个、等于以下数值任意一个、或在任意两个以下数值之间：5:45、10:45、20:40、30:35、40:30、50:25、60:20、70:15、80:10、90:5和95:5，和iii)K2Mg2(SO4)3和K2Ca2Mg(SO4)4的重量比为8:10至10:8、或至少为以下数值中的任意一个、等于以下数值任意一个、或在任意两个以下数值之间：8:10、9:10、10:10、10:9和10:8。在一些特定的方面，均质混合物可以由重量比等于以下数值中的任意一个、或在任意两个以下数值之间：5:47.5:47.5、10:45:45、20:40:40、30:35:35、40:30:30、50:25:25、60:20:20、70:15:15、80:10:10、90:5:5或95:2.5:2.5的尿素和K2Ca2Mg(SO4)4和K2Mg2(SO4)3制备。均质的进料混合物308可以具有10μm至100μm、或至少为以下数值中的任意一个、等于以下数值任意一个、或在任意两个以下数值之间：10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm和100μm的平均粒度。
均质混合物可以具有基本均质的成分组成，并且混合物中任何位置的0.5mm×0.5mm×0.5mm立方体的成分组成与混合物中任何其他位置的0.5mm×0.5mm×0.5mm立方体的成分组成相似(例如，偏差在±10％、或±5％、或±3％、±2％、或±1％、或±0.5％范围内)。
在一些方面，造粒机302可以是滚筒造粒机、搅拌机或盘式造粒机。在一些特定的方面，造粒机302可以是转鼓造粒机。在造粒机302中，均质的进料混合物可以在70℃至100℃、例如80℃至85℃的温度和/或0.75倍至1.15倍大气压、例如大气压的压力下造粒。在一些方面，均质的进料混合物通过团聚过程造粒。低压蒸汽310可以具有150℃至200℃、或至少为以下数值中的任意一个、等于以下数值任意一个、或在任意两个以下数值之间：150℃、160℃、170℃、180℃、190℃和200℃的温度，和/或3.5巴至4.5巴、或至少为以下数值中的任意一个、等于以下数值任意一个、或在任意两个以下数值之间：3.5巴、3.7巴、3.9巴、4巴、4.1巴、4.3巴和4.5巴的压力。在一些方面，在湿的颗粒状混合物的干燥过程中，热空气流和湿的颗粒状混合物可以具有并向流。干燥器中的并向热空气流可以将水分与干燥颗粒一起向同一方向排出，并可以降低干燥器内的水分浓度。
在一些方面，干燥器304中可以是旋转干燥器。热空气流314可以具有120℃至130℃、或至少为以下数值中的任意一个、等于以下数值任意一个、或在任意两个以下数值之间：120℃、121℃、122℃、123℃、124℃、125℃、126℃、127℃、128℃、129℃和130℃的温度。
在一些方面，冷却器306可以是回转式冷却器。空气流318可以为环境温度(例如15℃至40℃、或20℃至30℃)的空气流。在一些方面，在经加热的颗粒状混合物的冷却期间，空气流和经加热的颗粒状混合物可以具有逆向流。
通常，在肥料造粒过程中产生的灰尘是通过使用酸化水来除去的。除尘后的酸化水含有植物营养素。为了回收有价值的营养素，将酸化后的营养素循环并加入造粒步骤中。然而，只有一部分用过的酸化水可以回收，大部分水被浪费或作为低价产品出售。使用旋风分离器和/或袋式过滤器，例如第一干式分离器和/或者第二干式分离器，允许本发明的方法任选地消除或者减少使用酸性水来去除灰尘。
C.使用肥料颗粒的方法
肥料颗粒、包含肥料颗粒的肥料组合物、和/或本文所述的包含肥料颗粒的共混肥可用于增加土壤中氮、硫、Mg、K和任选的Ca的含量和促进植物生长的方法。这种方法可以包括向土壤施用有效量的包含本文所述的肥料颗粒的组合物。方法可以包括增加作物、树木、观赏植物等，例如，棕榈、椰子、水稻、小麦、玉米、大麦、燕麦和大豆的生长和产量。方法可以包括将本发明的共混肥施用于土壤、生物体、液体载体、液体溶剂等中的至少一种。在某些方面，含有肥料颗粒的组合物和/或共混肥可以作为追肥施用。
可受益于本发明肥料的植物的非限制性实施例包括藤本植物、树木、灌木、茎类植物、蕨类植物等。植物可以包括果园作物、藤本植物、观赏植物、粮食作物、木材和收获的植物。所述植物可以包括裸子植物、被子植物和/或蕨类植物。裸子植物包括南洋杉科、柏科、松科、罗汉松科、金松科、红豆杉科、苏铁科和银杏科的植物。被子植物可包括来自槭树科、龙舌兰科、漆树科、番荔枝科、夹竹桃科、冬青科、五加科、棕榈科、阿福花科、菊科、小檗科、桦木科、紫葳科、木棉科、紫草科、橄榄科、黄杨科、白樟科、大麻科、白花菜科、忍冬科、番木瓜科、木麻黄科、卫矛科、连香树科、可可李科、藤黄科、使君子科、山茱萸科、鞣木科、澳楸科、柿科、胡颓子科、杜鹃花科、大戟科、豆科、壳斗科、茶藨子科、金缕梅科、七叶树科、八角科、胡桃科、樟科、玉蕊科、千屈菜科、木兰科、金虎尾科、锦葵科、野牡丹科、楝科、桑科、辣木科、文定果科、苦槛蓝科、杨梅科、紫金牛科、桃金娘科、南青冈科、紫茉莉科、珙桐科、铁青树科、木犀科、酢浆草科、露兜树科、罂粟科、叶下珠科、海桐花科、悬铃木科、禾本科、蓼科、山龙眼科、安石榴科、鼠李科、红树科、蔷薇科、茜草科、芸香科、杨柳科、无患子科、山榄科、苦木科、茄科、省沽油科、梧桐科、鹤望兰科、安息香科、海人樹科、山矾科、柽柳科、山茶科、假轮叶科、瑞香科、椴树科、榆科、马鞭草科和/或葡萄科。
包含本发明肥料颗粒的组合物的有效性可以通过在将肥料组合物施用到土壤后的不同时间测量土壤中的氮来确定。据了解，不同的土壤具有不同的特性，这会影响土壤中氮的稳定性。肥料组合物的有效性也可以通过在相同条件下在相同土壤中进行并排比较来直接与其他肥料组合物进行比较。
实施例
本发明将通过具体实施例进行更详细的描述。以下的实施例只是为了说明问题，并不打算以任何方式限制本发明。本领域的技术人员将很容易认识到各种非关键参数这些参数可以被改变或修改以产生基本相同的结果。
实施例1
包含尿素和杂卤石的肥料颗粒
方法：根据表1中提供的重量比，将单个料斗中的尿素和杂卤石进行配料，形成进料混合物。形成了第1组至第10组的十组进料混合物。对于每组，产生的进料混合物和颗粒状肥料颗粒组合物(例如包含肥料颗粒)中的N、Mg、K、和Ca的重量％如表1所示。对于每组，进料混合物由破碎机破碎并通过筛网，以获得均匀尺寸的进料混合物。将进料混合物充分混合以形成均质的进料混合物，然后进料至转鼓蒸汽造粒机。在转鼓蒸汽造粒机中，颗粒通过团聚过程形成。将低压蒸汽加入到造粒机中，并与被造粒的混合物接触。将材料从造粒机送入旋转干燥器。在干燥器中使用并向流热空气流进行干燥。用于干燥的热空气是在热空气发生器中产生的。从干燥器将材料送入振动进料机以分离结块，然后将材料送入第一筛网。来自干燥器的空气通过旋风分离器和袋式过滤器以除去灰尘材料。将来自第一筛网的所需产物材料送入旋转冷却器。旋转冷却器中的材料用具有逆向流的环境空气冷却。来自冷却器的空气通过旋风分离器和袋式过滤器以除去灰尘材料。在冷却器之后，将材料送入一系列筛网，在那里将细料从产物混合物中分离出来，并将分离出的细料再循环回造粒机。平均回收率约为50％。
第1组至第10组中每一组的肥料颗粒的平均破碎强度大于2.5千克/颗粒，平均为2.8千克/颗粒。使用与上述类似的方法步骤生产的不含金属硫酸盐的含尿素的参考颗粒，例如对于第1组至第10组，其破碎强度约为2千克/颗粒。颗粒为球形，5％的产生的颗粒的平均产物尺寸>4mm，94.3％的产生的颗粒为1mm至4mm，0.7％的产生的颗粒小于1mm。
表1：由尿素和杂卤石制备的肥料。
实施例2
包含尿素和无水钾镁矾的肥料颗粒
方法：根据表2中提供的重量比，将单个料斗中的尿素和无水钾镁矾进行配料，形成进料混合物。形成了第11组至第20组的十组进料混合物。对于每组，产生的进料混合物和颗粒状肥料颗粒组合物(例如包含肥料颗粒)中的N、S、Mg和K的重量％如表2所示。对于每一组，根据类似于实施例1的方法从进料混合物中制备颗粒肥料组合物。第11组至第20组中每一组的肥料颗粒的平均破碎强度大于2.5千克/颗粒，平均为2.8千克/颗粒。使用与上述类似的方法步骤生产的不含金属硫酸盐的含尿素的参考颗粒，例如对于第1组至第10组，其破碎强度约为2千克/颗粒。颗粒为球形，5％的产生的颗粒的平均产物尺寸>4mm，94.3％的产生的颗粒为1mm至4mm，0.7％的产生的颗粒小于1mm。
表2：由尿素和无水钾镁矾制备的肥料。
实施例3
包含尿素、杂卤石和无水钾镁矾的肥料颗粒
方法：根据表3中提供的重量比，将单个料斗中的尿素、杂卤石和无水钾镁矾进行配料，形成进料混合物。形成了第21组至第29组的九组进料混合物。对于每组，产生的进料混合物和颗粒状肥料颗粒组合物(例如包含肥料颗粒)中的N、S、Mg、K和Ca的重量％如表3所示。对于每一组，根据类似于实施例1的方法从进料混合物中制备颗粒肥料组合物。第21组至第29组中每一组的肥料颗粒的平均破碎强度大于2.5千克/颗粒，平均为2.8千克/颗粒。使用与上述类似的方法步骤生产的不含金属硫酸盐的含尿素的参考颗粒，例如对于第1组至第10组，其破碎强度约为2千克/颗粒。颗粒为球形，5％的产生的颗粒的平均产物尺寸>4mm，94.3％的产生的颗粒为1mm至4mm，0.7％的产生的颗粒小于1mm。
表3：由尿素、杂卤石和无水钾镁矾制备的肥料。
实施例4
肥料颗粒的表征
肥料颗粒的化学含量的化学分析可以通过本领域已知的方法来确定。作为非限制性实例，氮含量可通过AOAC官方方法993.13.1996(AOAC International)中描述的燃烧技术测定肥料中的总氮。钙含量可以通过ISO 100841992(国际标准化组织)中描述的原子吸收光谱法测定钙。硫含量可以通过ISO 100841992(国际标准化组织)中描述的硫酸钡重量法测定硫。
组分的纯度可以通过NMR、HPLC和LCMS分析进行交叉检查。
颗粒尺寸可以使用标准筛试验方法测定。预计能够以肥料应用所需的任何尺寸制备颗粒，例如直径为5mm至5cm的球形颗粒。
破碎强度可以通过商用压缩测试仪(Chatillon Compression Tester)来确定。直径为2mm至4mm的单个颗粒可以放置在安装的平面(不锈钢)表面上，并通过连接到压缩测试仪的平端杆(不锈钢)施加压力。安装在压缩测试仪上的压力表可以测量破碎颗粒所需的压力(以千克为单位)。可以测试至少25个颗粒，并且这些测量值的平均值可以作为破碎强度。(参考方法#IFDCS-115肥料物理特性测定手册IFDC1993)。预计该配方将具有可接受的破碎强度(>2千克力/颗粒)。
土壤和/或水中的稳定性、释放速率、氮挥发和氮转化(硝化作用)可以在不同的土壤和/水中进行测量，并与其他肥料和市场上的产品进行比较。代表更广泛土壤类型的土壤可用于测量肥料的特性。Greenville土壤和Crowley土壤是两种具有代表性的土壤。其他土壤也可用于本文所述的实验。
氮挥发可以通过氨挥发损失的氮与施用的氮相比的百分比，或者通过氮挥发损失的绝对质量来确定。
可以确定作物的效益，并将其与其他肥料和市场上的产品进行比较。可以测试的作物的非限制性特性包括生长速率、根系、头部大小、果实大小、粒径和质量、植物数量、果实或谷物数量、成熟日期、耐旱性、耐热性和耐寒性、产量等。
可以使用扫描电子显微镜(SEM)进行本发明肥料颗粒的表面和横截面形态研究。这些形态研究可用于确定本发明的经包覆的或未包覆的肥料的性质。

Claims (20)

1.一种包含均质混合物的肥料颗粒，所述均质混合物包含：
提供3重量％至45重量％的氮(N)的尿素；
提供2重量％至25重量％的硫(S)的硫酸根；
0.1重量％至15重量％的镁(Mg)；和
0.1重量％至25重量％的钾(K)，
其中肥料颗粒基本上不含式CaSO4.4CO(NH2)2的结晶加合物，并且其中重量百分比基于均质混合物的总重量。
2.根据权利要求1所述的肥料颗粒，其中均质混合物还包含0.1重量％至15重量％的钙(Ca)。
3.根据权利要求1所述的肥料颗粒，其中均质混合物包含0.4重量％至10重量％的Mg、0.5重量％至20重量％的K、1重量％至11重量％的Ca、提供5重量％至41重量％的N的尿素和提供5重量％至20重量％的S的硫酸根。
4.根据权利要求1所述的肥料颗粒，其中均质混合物包含a摩尔K、b摩尔Ca、c摩尔Mg和d摩尔S，其中d≥0.9×((a/2)+b+c)，并且a、b、c和d为正实数。
5.根据权利要求1所述的肥料颗粒，其中均质混合物包含盐，所述盐包含：
硫酸根；和
Ca、Mg和K中的至少两种。
6.根据权利要求1所述的肥料颗粒，其中均质混合物包含尿素和K2Ca2Mg(SO4)4，并且由重量比为5:95至95:5的尿素和K2Ca2Mg(SO4)4制备。
7.根据权利要求1所述的肥料颗粒，其中均质混合物包含尿素和K2Mg2(SO4)3，并且由重量比为5:95至95:5的尿素和K2Mg2(SO4)3制备。
8.根据权利要求1所述的肥料颗粒，其中均质混合物包含尿素、K2Ca2Mg(SO4)4和K2Mg2(SO4)3，并且由尿素、K2Mg2(SO4)3和K2Ca2Mg(SO4)4制备，并且K2Mg2(SO4)3和K2Ca2Mg(SO4)4的重量比为8:10至10:8。
9.根据权利要求1所述的肥料颗粒，其具有比不含金属硫酸盐的含尿素的参考颗粒更高的尿素稳定性和破碎强度。
10.根据权利要求1所述的肥料颗粒，其包含含有脲酶抑制剂、硝化抑制剂、微量营养素、腐植酸和/或造粒助剂的包覆膜。
11.一种用于制备权利要求1所述的肥料颗粒的方法，所述方法包括：
将含有Mg、K、硫酸根、尿素和任选的Ca的进料混合物与水接触，并在低压蒸汽存在下将进料混合物造粒，以形成湿的颗粒状混合物；
干燥湿的颗粒状混合物，以形成经加热的颗粒状混合物；和
冷却经加热的颗粒状混合物，以形成包含肥料颗粒的经冷却的颗粒状混合物。
12.根据权利要求11所述的方法，其中使用第一干式分离器将造粒步骤和/或干燥步骤期间产生的灰尘从热空气流中分离，和/或其中使用第二干式分离器将冷却步骤期间产生的灰尘从空气流中分离。
13.根据权利要求11所述的方法，其中进料混合物为微粒形式。
14.根据权利要求11所述的方法，其中：
在造粒之前，将进料混合物研磨，通过一个或多于一个尺寸筛，并共混以获得均质的进料混合物；和
在造粒步骤中将均质的进料混合物造粒。
15.根据权利要求14所述的方法，其中均质的进料混合物具有10μm至100μm的平均粒度。
16.根据权利要求11所述的方法，其中进料混合物与低压蒸汽形式的水接触，低压蒸汽具有3.5巴至4.5巴的压力和/或150℃至200℃的温度。
17.根据权利要求11所述的方法，其中湿的颗粒状混合物用温度为120℃至130℃的热空气流干燥，和/或其中经加热的颗粒状混合物用空气流冷却。
18.根据权利要求11所述的方法，其中在湿的颗粒状混合物的干燥过程中，热空气流和湿的颗粒状混合物具有并向流，和/或在经加热的颗粒状混合物的冷却过程中，空气流和经加热的颗粒状混合物具有逆向流。
19.根据权利要求12所述的方法，其中第一干式分离器为第一旋风分离器和/或第二干式分离器为第二旋风分离器。
20.一种施肥方法，所述方法包括将权利要求1所述的肥料颗粒施用于土壤、作物或土壤和作物的至少一部分。
CN202180090785.4A 2020-12-22 2021-12-13 富含钙、镁、硫和钾的追肥用尿素 Pending CN116710418A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063128906P 2020-12-22 2020-12-22
US63/128,906 2020-12-22
PCT/IB2021/061652 WO2022137010A1 (en) 2020-12-22 2021-12-13 Urea for top dressing enriched with calcium, magnesium, sulfur, and potassium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116710418A true CN116710418A (zh) 2023-09-05

Family

ID=78957924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180090785.4A Pending CN116710418A (zh) 2020-12-22 2021-12-13 富含钙、镁、硫和钾的追肥用尿素

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220194874A1 (zh)
EP (1) EP4267533A1 (zh)
CN (1) CN116710418A (zh)
WO (1) WO2022137010A1 (zh)

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1263719A (en) * 1968-09-14 1972-02-16 Fisons Ltd Granular fertilizers
FR2670202B1 (fr) 1990-12-05 1994-06-10 Schwob Yvan Procede pour la fabrication d'engrais phosphates.
FR2684372A1 (fr) 1991-12-03 1993-06-04 Schwob Yvan Procede pour la fabrication d'engrais phospho-azotes.
PL235904B1 (pl) 2013-03-06 2020-11-16 Grupa Azoty Zakl Azotowe Pulawy Spolka Akcyjna Sposób ciągłego wytwarzania granulowanego nawozu azotowo- fosforowego typu USP
CN103130580B (zh) * 2013-03-22 2014-04-02 郑州大学 一种脲硫酸多营养功能性复肥的生产方法
GB2544340B (en) * 2015-11-13 2022-04-20 York Potash Ltd Composite fertiliser systems
DE102018007539A1 (de) * 2018-09-25 2020-03-26 K+S Aktiengesellschaft Granulate auf Basis von Harnstoff und kalziniertem Polyhalit
EP4034513A4 (en) * 2019-09-24 2023-10-04 ICL Europe Cooperatief U.A. GRANULES MADE OF POLYHALITE AND UREA
EP4097067A4 (en) * 2020-01-27 2024-01-24 ICL Europe Cooperatief U.A. POLYHALITE AND UREA GRANULES AND COMPACTION METHOD FOR THEIR PRODUCTION
IL297989A (en) * 2020-05-24 2023-01-01 ICL Europe Cooperatief UA Fertilizer granule of polyhalite and molten urea and a process to create it

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022137010A1 (en) 2022-06-30
EP4267533A1 (en) 2023-11-01
US20220194874A1 (en) 2022-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11802096B2 (en) Calcium sulfate urea granules and methods for producing and using the same
CN109704863A (zh) 一种大颗粒含硫氮肥及其制备方法
WO2020104914A1 (en) Methods and fertilizer compositions for treating a plant and plant growth medium
US20230147183A1 (en) Zinc coated urea fertilizer
US20220402832A1 (en) Urea calcium sulfate granules and methods for producing and using the same
US20220119320A1 (en) Fertilizers containing calcium sulfate urea and methods for producing and using the same
WO2017206744A1 (zh) 一种具有速效和长效硫和锌的颗粒磷铵及制备方法
CN116710418A (zh) 富含钙、镁、硫和钾的追肥用尿素
US20230271895A1 (en) Acidified fertilizer granules
WO2022144683A1 (en) Phosphogypsum containing fertilizer granules
WO2020110000A1 (en) Methods and fertilizer compositions for treating a plant and plant growth medium
US20230227379A1 (en) Stabilized urea calcium sulphate adduct coated with a base an urease inhibitor
US20220259116A1 (en) Urea phosphate calcium sulfate granules and methods for producing and using the same
US20240051894A1 (en) Acidified npkscl fertilizer granules for fertigation
WO2020109998A1 (en) Methods and fertilizer compositions for treating a plant and plant growth medium
KR20230128501A (ko) 복합 비료 펠릿의 제조
CN116848075A (zh) 尿素硫酸钙包覆的尿素肥料及其共混物
PL65934B1 (zh)

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination