CN1174940C - 颗粒氮钾复混肥料的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种制造颗粒氮钾复混肥料的方法，将尿素溶液喷淋到预热的钾肥颗粒上，在圆盘造粒机内造粒，造粒后的物料在制光筒中受到机械力作用使肥料颗粒表面光滑，经筛分即为氮钾复混肥料。本发明采用尿素溶液与钾肥高温盘式造粒，避免了熔体塔式造粒喷头易堵塞的缺陷，解决了现有圆盘造粒过程中造粒温度过低，成球率不高的问题，成球率可达80%以上，可为配制掺混肥料提供合格粒径的原料肥。本发明的方法还可生产含微量或中量元素的复混肥料。

Description

颗粒氮钾复混肥料的制造方法
本发明涉及一种复混肥料的制造方法，更确切地说涉及一种颗粒氮钾复混肥料的制造方法。
对基础肥料如尿素、普钙、重钙、磷铵、氯化钾等进行二次加工制成复混肥料是现代肥料工业发展的必然趋势。现有复混肥料的生产主要采用料浆法、团粒法、熔体法、挤压法及掺混法等。采用掺混法生产复混肥料因其具有工艺流程简单，生产成本相对低廉，使用方便，可以根据用户及农作物养分需求进行任意调配氮磷钾比例等特点，在肥料工业发达国家使用量很大，美国利用掺混法生产的复混肥料占到使用量的75％。我国现在掺混肥料的使用量也在逐年递增。该方法要求各混合原料具有接近的颗粒粒度和重度，以防止肥料颗粒在运输和使用过程中的分级，避免施肥时养分不均对农作物造成伤害进而影响农作物的产量和品质。但是，我国现在还没有一个很好的肥料造粒工艺，满足掺混肥料对基础原料肥的要求。
目前，我国复混肥料的造粒工艺常用的是团粒法，采用盘式造粒机造粒也是团粒法造粒的主要方式之一。盘式造粒机造粒有以下优点：(1)良好的分级作用，成粒率高；(2)全部直观操作，可及时按操作进程进行调节；(3)产品有较大的灵活性，粒度控制范围宽；(4)投资省。
在已有技术中，上海化工研究院公开了一种熔体造粒的复混肥料生产工艺。该工艺直接利用尿素生产厂一段或二段蒸发的尿素溶液(浓度为≥95％)与磷铵和氯化钾熔融混合，采用喷淋造粒生产氮磷钾或氮钾复混肥料，该法生产的肥料颗粒圆整，强度大；颗粒的粒径和重度可满足掺混肥料对原料肥的要求，但存在造粒喷头易堵塞，需要经常清理等问题。
挪威N.H.公司在六十年代曾采用高温盘式造粒技术对尿素、硝酸铵、石灰硝酸铵进行造粒试验。造粒过程在接近固体熔点处进行，尿素造粒所得产品粒径分别为1.4～4mm、2～4mm、4～8mm，颗粒强度可达到20～30牛顿。
美国TVA也于同期采用盘式造粒对尿素、硝酸铵、硝磷铵、硝硫铵、尿磷铵进行造粒试验，与N.H.公司稍有不同的是造粒过程在低于熔点10℃或更低的温度下操作，所得产品粒度圆整，强度高。
但在上述两种盘式造粒过程中，所用介质均为全熔体，无其它固体原料参与造粒。
本发明的目的是提供一种颗粒氮钾复混肥料的制造方法。该方法将大颗粒尿素生产和钾肥成球技术有机地结合起来，可为掺混法生产氮磷钾复混肥料提供合格粒径的颗粒氮钾肥料，并且能避免熔体塔式或油冷造粒中存在的缺陷。本发明的复合肥料制造方法还可视作物的养分需求加入一定量的中量元素化合物或微量元素化合物，制成含多营养元素的颗粒状氮钾复合肥料。
为实现上述发明目的，本发明的颗粒氮钾复混肥料制造方法包括如下步骤：
(1)粒度小于1mm的氯化钾或硫酸钾加热至80～110℃，送入运转着的圆盘造粒机，
(2)将浓度≥95％(重量)的尿素溶液喷淋到圆盘造粒机内的运动着的细颗粒肥料表面上，造粒，
(3)达到规定粒径的颗粒肥料离开造粒机进入制光筒，离开造粒机的颗粒肥料的温度不低于80℃，肥料颗粒在制光筒内受到机械力的作用使肥料颗粒表面光滑，
(4)从制光筒出来的颗粒肥料经筛分，一定粒径范围的颗粒肥料经冷却后即为合格的颗粒氮钾复混肥料，而较大粒径的颗粒肥料经破碎后和细粉一起返回到圆盘造粒机中继续造粒。
本发明的颗粒氮钾复混肥料制造方法，尿素与氯化钾的加入比例为尿素∶氯化钾＝(0.8～4)∶1(重量)。
本发明的复混肥料的制造方法，所述的圆盘造粒机的圆盘倾角是45°～55°，径高比是(8～12)∶1。
本发明的复混肥料的制造方法，所述的制光筒是倾角为2°～4°，操作区域光滑的转鼓。
农作物需要的微量元素虽然很少，但对提高作物产量和改善作物的品质有一定的作用。本发明的颗粒状氮钾复合肥料的制造方法，在尿素浓溶液与氯化钾(或硫酸钾)造粒的同时，还可根据作物或土壤的需要加入一定量的中量元素化合物或者微量元素化合物，得到含有中、微量元素养分的颗粒状氮钾复合肥料。
本发明所述的中量元素化合物是钙化合物、镁化合物、硫化合物中的一种或一种以上的混合物，如硫酸钙、硝酸钙、硫酸镁、硫酸钾镁、硫磺等化合物；所述的微量元素化合物是硼化合物、铜化合物、铁化合物、锰化合物、钼化合物、锌化合物等化合物中的一种或一种以上的混合物，如硫酸铜、氧化铜、钼酸铵、钼酸钠、硼酸、硼砂、硫酸亚铁、螯合铁、硫酸锌、氧化锌、氯化锌、硫酸锰、氧化锰、氯化锰等化合物。
本发明的颗粒状氮钾复合肥料的制造方法的原理是：依据尿素和氯化钾可形成共溶体的特点，使造粒过程如单一熔体进行。同时尿素在造粒过程中凝结，放出结晶热，使系统能维持较高的温度，造粒以涂布和附聚的方式进行，得到合格粒径的颗粒。
本发明的颗粒状氮钾复合肥料的制造方法的造粒方式是热熔体高温盘式造粒，解决了现有圆盘造粒过程中造粒温度过低，成球率不高的问题。采用尿素浓溶液与预热过的钾肥在较高温度下圆盘造粒，成球率可达80％以上，单位生产能力得到极大的提高。
本发明的颗粒状氮钾复合肥料的制造方法由于系统所用原料水分含量很低，盘式造粒后的肥料颗粒基本不含水，因此无需干燥，整个生产工艺省去了投资和运作费用均很高的干燥系统。
本发明的颗粒状氮钾复合肥料的制造方法，设备简单，投资省，操作直观方便，避免熔体塔式或油冷造粒中存在的缺陷，适用于中小氮肥厂复混肥料生产的需要。
本发明的颗粒状氮钾复合肥料的制造方法，氮钾比例可以在1∶2至3∶1之间调整，具有很大的灵活性。肥料产品的粒径可在很宽的范围内调整，可以得到1.4～4mm、4～6mm、6～8mm粒径的产品。生产出的产品可以单独施用，也可满足掺混肥料对原料肥的要求，同其它含氮磷钾的原料肥进行掺混，就地制成各种比例的氮磷钾掺混肥料施用。
为了更好地实施本发明，现举出如下实施例对本发明作进一步的说明，但实施例不是对本发明的限制。
实施例1：
将预先制备的氮钾肥以返料形式按13.0kg/h加入至转动着的圆盘造粒机中。圆盘造粒机的直径为300mm，盘高为30mm，倾角为50°。然后按4.0kg/h的量加入经加热至温度约90℃的氯化钾，同时95％(重量)的熔融尿素溶液通过带压缩空气的喷嘴按5.0kg/h的量喷洒至肥料料层上。控制料层温度为90～100℃。圆盘造粒机连续运转，成球状的肥料颗粒不断离开造粒机进入制光筒，在制光筒内受到柔和机械力的作用使肥料颗粒表面光滑，制光筒的倾角为2°。出制光筒的肥料经筛分，一定粒径范围的颗粒肥料经冷却后即为合格的颗粒氮钾复混肥料，而较大粒径的颗粒肥料经破碎后和细粉一起返回到圆盘造粒机中继续造粒。筛分结果：1.4～4mm颗粒占到85％以上。分析合格肥料产品结果表明颗粒成品中含N：26.12％，K2O：28.68％。颗粒强度约为30牛顿。
实施例2：
除氮钾肥返料加量为12.0kg/h，加热至约80℃的氯化钾加量为2.0kg/h，熔融尿素溶液加量为5.0kg/h，控制料层温度90～105℃，制光筒的倾角为4°外，其它生产步骤同实施例1。筛分结果：4～6mm颗粒占到70％以上。分析合格肥料产品结果表明颗粒成品中含N：29.89％，K2O：18.25％。颗粒强度为约为35牛顿。
实施例3：
除氮钾肥返料加量为12.0kg/h，加热至约110℃的氯化钾加量为2.0kg/h，熔融尿素溶液加量为8.0kg/h，控制料层温度90～105℃外，其它生产步骤同实施例1。筛分结果：4～6mm颗粒占到75％以上。分析合格肥料产品结果表明颗粒成品中含N：34.15％，K2O：12.74％。颗粒强度为50牛顿。
实施例4：
除氮钾肥返料加量为12.0kg/h，加热至约100℃的氯化钾加量为6.0kg/h，熔融尿素溶液加量为5.0kg/h，控制料层温度90～105℃外，其它生产步骤同实施例1。筛分结果：1.4～4mm颗粒占到80％以上。分析合格肥料产品结果表明颗粒成品中含N：19.65％，K2O：32.96％。颗粒强度为25牛顿。
实施例5：
将预先制备的氮钾肥以返料形式按13.0kg/h加入至转动着的圆盘造粒机中。圆盘造粒机的直径为300mm，盘高为25mm，倾角为45°。然后按2.0kg/h的量加入经加热至温度约95℃的氯化钾，按1.0kg/h的量加入经加热至温度约95℃的白云石粉，同时99％(重量)的熔融尿素溶液通过带压缩空气的喷嘴按5.0kg/h的量喷洒至肥料料层上。控制料层温度为95～105℃。圆盘造粒机连续运转，成球状的肥料颗粒不断离开造粒机进入制光筒，在制光筒内受到柔和机械力的作用使肥料颗粒表面光滑，制光筒的倾角为3°。出制光筒的肥料经筛分，一定粒径范围的颗粒肥料经冷却后即为合格的颗粒氮钾复混肥料，而较大粒径的颗粒肥料经破碎后和细粉一起返回到圆盘造粒机中继续造粒。筛分结果：4～6mm颗粒占到70％以上。增加返料量至18.0kg/h，离开造粒机的颗粒粒径变小，筛分析结果1.4～4mm颗粒占到80％以上。分析合格肥料产品结果表明颗粒成品中含N：28.12％，K2O：15.35％。
实施例6：
将预先制备的氮钾肥以返料形式按8.0kg/h加入至转动着的圆盘造粒机中。圆盘造粒机的直径为300mm，盘高为37.5mm，倾角为55°。然后按3.0kg/h的量加入经加热至温度约95℃的氯化钾，按2.0kg/h的量加入经加热至温度约95℃的白云石粉，同时99％(重量)的熔融尿素溶液通过带压缩空气的喷嘴按7.0kg/h的量喷洒至肥料料层上。控制料层温度为95～105℃。圆盘造粒机连续运转，成球状的肥料颗粒不断离开造粒机进入制光筒，在制光筒内受到柔和机械力的作用使肥料颗粒表面光滑，制光筒的倾角为3°。出制光筒的肥料经筛分，一定粒径范围的颗粒肥料经冷却后即为合格的颗粒氮钾复混肥料，而较大粒径的颗粒肥料经破碎后和细粉一起返回到圆盘造粒机中继续造粒。筛分结果：6～8mm颗粒占到65％以上。增加返料量至14.0kg/h，离开造粒机的颗粒粒径变小，筛分析结果1.4～4mm颗粒占到80％以上。分析合格肥料产品结果表明颗粒成品中含N：26.12％，K2O：15.35％。6～8mm颗粒的颗粒强度为38牛顿，1.4～4mm颗粒的颗粒强度为27牛顿。
实施例7：
除氮钾(硫酸钾)肥返料加量为12.0kg/h，加热至约100℃的硫酸钾加量为6.0kg/h，熔融尿素溶液加量为5.0kg/h，控制料层温度90～105℃外，其它生产步骤同实施例1。筛分结果：1.4～4mm颗粒占到80％以上。分析合格肥料产品结果表明颗粒成品中含N：19.87％，K2O：26.96％。颗粒强度为约为35牛顿。
实施例8：
按每kg氯化钾中加入七水硫酸镁0.02kg，硫酸铜0.01kg，钼酸铵0.01kg，硫酸锌0.01kg，硼酸0.01kg，硫酸锰0.01kg，混合并加热至温度为80～90℃，氮钾肥返料加量为10.0kg/h，加热至约100℃的氯化钾钾加量为5.0kg/h，熔融尿素溶液加量为4.0kg/h，控制料层温度90～100℃，其它生产步骤同实施例1。筛分结果：1.4～6mm颗粒占到75％以上。分析合格肥料产品结果表明颗粒成品中含N：19.84％，K2O：32.56％。同时产品中含有中量元素硫、镁和微量元素铜、钼、锌、硼、锰等。

Claims (7)

1、一种颗粒氮钾复混肥料的制造方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
(1)粒度小于1mm的氯化钾或硫酸钾加热至80～110℃，送入运转着的圆盘造粒机，
(2)将浓度≥95％(重量)的尿素溶液喷淋到圆盘造粒机内的运动着的细颗粒肥料表面上，造粒，
(3)步骤(2)造粒得到的颗粒肥料离开造粒机进入制光筒，离开造粒机的颗粒肥料的温度不低于80℃，肥料颗粒在制光筒内受到机械力的作用使肥料颗粒表面光滑，
(4)从制光筒出来的颗粒肥料经筛分、冷却后即为颗粒氮钾复混肥料，而较大粒径的颗粒肥料经破碎后和细粉一起返回到圆盘造粒机中继续造粒。
2、如权利要求1所述的复混肥料的制造方法，其特征在于所述的尿素与氯化钾的加入比例为尿素∶氯化钾＝(0.8～4)∶1(重量)。
3、如权利要求1所述的复混肥料的制造方法，其特征在于所述的圆盘造粒机的圆盘倾角是45°～55°，径高比是(8～12)∶1。
4、如权利要求1所述的复混肥料的制造方法，其特征在于所述的制光筒是倾角为2°～4°，操作区域光滑的转鼓。
5、根据权利要求1所述的颗粒状氮钾复合肥料的制造方法，其特征在于在尿素浓溶液与氯化钾或硫酸钾造粒的同时，向氯化钾或硫酸钾中加入中量元素化合物或者微量元素化合物，得到含有中、微量元素的颗粒状氮钾复合肥料。
6、根据权利要求5所述的颗粒状氮钾复合肥料的制造方法，其特征在于所述的中量元素化合物是钙化合物、镁化合物、硫化合物中的一种或一种以上的混合物；所述的微量元素化合物是硼化合物、铜化合物、铁化合物、锰化合物、钼化合物、锌化合物中的一种或一种以上的混合物。
7、根据权利要求5或6所述的颗粒状氮钾复合肥料的制造方法，其特征在于所述的中量元素化合物是硫酸钙、硝酸钙、硫酸镁、硫酸钾镁、硫磺化合物中的一种或一种以上的混合物；所述的微量元素化合物是硫酸铜、氧化铜、钼酸铵、钼酸钠、硼酸、硼砂、硫酸亚铁、螯合铁、硫酸锌、氧化锌、氯化锌、硫酸锰、氧化锰、氯化锰化合物中的一种或一种以上的混合物。
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