CN1263071A - 颗粒状氮钾复合肥料的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种颗粒状氮钾复合肥料制造方法。尿素厂合成中半成品或固体尿素加热熔融液和加热的氯化钾混合,熔融料浆通过振动造粒装置分散为小液滴,藉重力落入油冷槽中,冷却固化,分离后即得到产品。该方法还可加入中、微量元素或塑料制成含中、微量元素复合肥料或彩色复合肥料。该方法将大颗粒尿素成粒技术和氯化钾成粒技术结合在一起,简化了生产流程,成粒率高,操作环境好,无三废排放,投资和操作费用低,可作为掺合肥料的基础肥料或直接施用。

Description

颗粒状氮钾复合肥料的制造方法

本发明涉及一种颗粒状氮钾复合肥料的制造方法，特别是涉及一种熔融油冷造粒的颗粒状氮钾复合肥料的制造方法。

复混肥料是近代化肥工业发展的必然趋势，在化肥工业发达的国家里已占总用肥量的70～80％。掺合肥料是复混肥料发展的一个重要方面，它具有生产工艺简单、操作灵活、生产成本低和普及推广容易等特点。除此之外，它还可以有效地防止肥料的物理损失，节省在肥料准备、运输、施用方面的劳动力，因此，国外发达国家使用掺合肥料已相当普遍。1996年，在美国销售的全部复混肥料中的58.5％和全部肥料的40.1％都是掺合肥料。我国掺合肥料目前尚处于起步阶段。

掺合肥料对其“原料肥”的基本要求之一是：需要掺混的基础肥料全部都是颗粒状，并且颗粒大小要求基本一致。需要掺混的肥料可以是单一肥料或者复合肥料，也可以是两种肥料的某种结合。最普遍的掺合肥料的“原料肥”是磷酸一铵、磷酸二铵、重过磷酸钙、氯化钾、硝酸铵、尿素及硫酸铵等。尿素和氯化钾是掺合肥料的主要氮肥和钾肥。通常尿素产品为小球粒，氯化钾产品为粉状或结晶体。两种肥料各自需要经过特殊加上后才能作为掺合肥料的“原料肥”，如改进尿素生产工艺来生产大颗粒尿素，氯化钾通过挤压造粒成为扁圆形颗粒或无规则片状颗粒。尽管如此，尿素和氯化钾产品的颗粒质量仍难以达到掺合肥料的理想要求，影响了掺合肥料的质量及推广应用。

在已有技术中，《化肥手册》(中国对外翻译出版公司，1984年，联合国工业发展组织编)报道、1968年美国田纳西流域管理局(TVA)论证了有关尿素-多磷酸铵混合物的油浸造粒塔造粒法(Oilprilling)。该方法中多磷酸铵熔融物在一个槽内与尿素熔融物进行预混合后进入旋转的造粒杯，混合料浆的温度约为132℃，从造粒杯中出来的料浆滴珠经冷却并收集在轻质油中，此轻质油借助循环水冷却维持温度在约38℃，肥料颗粒用离心法从油中分离出来，肥料颗粒大小为7～12目。肥料产品的氮磷钾(N-P₂O₅-K₂O)养分的配合式有30-30-0、36-18-0、39-13-0。

《化肥手册》(中国对外翻译出版公司，1984年，联合国工业发展组织编)报道，1972年日本三井造船(Misui Toatsu)报道了以尿素为基础的复混肥料进行油浸造粒塔造粒中间试验的研究结果。尿素熔融物同干燥的并预热的磷酸一铵以及(在某些情况下)氯化钾和磷酸铵混合，混合物料浆在一个“造粒装置(prilling device)”中进行造粒塔造粒，并捕集在一个低粘度油中，肥料颗粒通过离心法从油中分离出来。肥料产品的氮磷钾(N-P₂O₅-K₂O)养分的配合式有18.6-18.6-18.6、18-21-17、28-28-0。中间试验中控制料浆混合物的温度约为125℃，混合时间约4分钟。

上述两种复混肥料制造方法仅限于制造氮磷复合肥料(尿素磷酸铵)或者氮磷钾复合肥料(尿素-磷酸一铵-氯化钾体系)，用于掺合肥料的“原料肥”受到一定限制。

本发明的目的是提供一种颗粒状氮钾复合肥料的制造方法，该方法克服了尿素产品颗粒小和氯化钾挤压造粒后扁圆形颗粒或片状颗粒用于掺合肥料“原料肥”不理想的缺陷，并且肥料氮钾比例在一定范围内可以调整，以适应不同农作物的营养需求。另外，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。本发明还可在加工过程中加入少量颜料制成彩色肥料。

本发明的颗粒状氮钾复合肥料的制造方法的原理是：根据尿素和氯化钾可以形成低共熔物的特点，不同的原料肥料经计量后加热至一定温度，在一混合器中混合，混合后的料浆进入一开有许多小孔的振动造粒装置，通过振动造粒装置的机械振动、肥料料浆通过小孔成为小球滴，藉激振力和重力落入具有一定高度内装油的油冷槽中，小球滴在油中沉降，并冷却固化为肥料小颗粒，集于油冷槽底，经提升输送设备将含油颗粒肥料送到离心机，以分离颗粒表面的油，即得到颗粒状氮钾复合肥料。

本发明是这样实现的。本发明的颗粒状氮钾复合肥料的制造方法的步骤包括：

(1)尿素合成中的半成品，浓度大于98％的尿素浓溶液或熔体，温度为135～150℃，或者固体尿素，加热至135～150℃的尿素熔体。

(2)粒度小于0.5毫米的氯化钾，加热到100～130℃。

(3)将尿素浓溶液或熔体与加热后的氯化钾混合1～3分钟，生成含有氯化钾悬浮物的熔融料浆，尿素和氯化钾的加入比例是1～10∶1(重量比)，料浆温度为120～135℃。

(4)将熔融料浆通过振动造粒装置分散为小液滴，小液滴藉重力落入油温为25～45℃的油冷槽中，冷却并固化为1～4毫米的颗粒，将落入油冷槽底部的肥料颗粒送往离心机分离掉绝大部分油，即得到含油量小于1.5％(重量)的颗粒状氮钾复合肥料。

本发明所述的油冷槽中的冷却油为矿物油，如机械油等。其热量通过水冷却来移走。

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，在尿素浓溶液或熔体与氯化钾混合的同时，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。

少量的微量元素化合物在加入前可以预热或不经预热直接加入到肥料料浆中，混合后造粒。中量元素化合物混合前需加热到100～110℃。

本发明的颗粒状氮钾复合肥料的制造方法，在肥料溶液混合的同时，还可加入一定量的颜料制成彩色颗粒状复合肥料。所述的颜料是酸性颜料，如酸性红、酸性蓝、酸性黑、酸性黄等。颜料的加入量与肥料的比例是(0.0001～0.0003)∶1(重量比)。

彩色复混肥料的色彩可以作为肥料企业的品牌标志或者不同品种、牌号肥料的区分色。但是制造彩色肥料，除要考虑颜料的颜色外，还要考虑加入的氯化钾肥料或者一些微量元素化合物的本身颜色对所需要制造的肥料颜色的影响，如红色氯化钾、硫酸铜等。应通过选择不同的原料来避免对制造复混肥料所需颜色的影响。

本发明的颗粒状氮钾复合肥料的制造方法，通过离心后的含油量小于1.5％(重量)的颗粒状复合肥料还可用细粉状的硅藻土进行扑粉处理。硅藻土的细度为90％小于20微米，50％小于3微米。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、可直接利用尿素厂尿素合成中的半成品——尿素浓溶液或熔体，将大颗粒尿素生产和氯化钾成球技术结合在一起，简化了生产流程，投资费用和操作费用较低，同时能改变尿素厂品种单一的弊病。

2、熔融造粒工艺充分利用原尿素熔体的热能，物料水分含量很低，无需干燥过程，节省了能耗。

3、合格产品颗粒百分含量很高，因此生产过程中几乎无返料。

4、产品颗粒表面圆滑，不易结块，可直接施用或作物掺合肥料的“原料肥”。

5、产品可制成彩色或含有多种中量、微量元素的复合肥料，以适应不同作物、土壤、气候的要求。

6、操作环境好，无三废排放。

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

取尿素厂二段蒸发器出口尿素溶液或熔体200克，浓度大于99％，温度约140℃，加入粒度小于0.5毫米预热至约105℃的白色氯化钾28.6克，同时加入酸性蓝颜料0.08克，搅拌混合约1分钟，料浆温度120～130℃，含有氯化钾悬浮物的料浆通过振动造粒器落入油温为25～45℃的油冷槽中，冷却并固化为1～4毫米的小球粒，含油的颗粒肥料通过离心机分离掉绝大部分油后，得到蓝色颗粒状氮钾复合肥料产品，该产品含N40.2％、K₂O 7.5％、水分0.50％，产品的颗粒强度大于30牛顿/颗。

实施例2

取尿素厂二段蒸发器出口尿素溶液200克，浓度约99％，温度约140℃，加入粒度小于0.5毫米预热至约120℃的红色氯化钾25克，搅拌混合约1分钟，料浆温度120～130℃，料浆通过振动造粒器落入油温为25～45℃的油冷槽中，冷却并固化为1～4毫米的小球粒，含油的颗粒肥料通过离心机分离掉绝大部分油后，得到红色颗粒状氮钾复合肥料产品，该产品含N 38.8％、K₂O 6.7％、水分＜2％，产品的颗粒强度大于12牛顿/颗。

实施例3

固体尿素300克，加热到136℃成为熔融液，粒度小于0.5毫米的氯化钾(红色氯化钾)30克，硼酸3克，七水硫酸镁9克，预热到约105℃后，加入到熔融尿素液中，搅拌混合1～3分钟，料浆温度120～135℃，含有氯化钾悬浮物的料浆通过造粒器落入油温为25～45℃的油冷槽中，冷却并固化为1～4毫米的小球粒，含油的颗粒肥料通过离心机分离掉绝大部分油后，得到含N 40.4％、K₂O 5.3％、水分0.50％的粉红色氮钾复合肥料，该肥料含有镁、硫中量元素和微量元素硼，产品的颗粒强度为51.6牛顿/颗。

实施例4

固体尿素200克，加热到140℃成为熔融液，粒度小于0.5毫米的白色氯化钾200克，硫酸铜4克，钼酸铵4克，预热到约110℃后，一起加入到熔融尿素液中，搅拌混合约1分钟，料浆温度约125℃，该物料通过造粒器落入油温为25～45℃的油冷槽中，冷却并固化为1～4毫米的小球粒，含油的颗粒肥料通过离心机分离掉绝大部分油后，得到深蓝色颗粒状氮钾复合肥料，该产品含N 22.6％、K₂O 29.4％、水分0.50％，同时含有硫中量元素和微量元素铜和钼，产品的颗粒强度为56.4牛顿/颗。

实施例5

固体尿素200克，加热到145℃成为熔融液，粒度小于0.5毫米白色的氯化钾154克，硫酸钙10克，硫酸锌4克，硫酸锰4克，一起预热到约125℃后，加入到熔融尿素液中，搅拌混合约1分钟后，料浆温度120～135℃，含有氯化钾悬浮物的料浆通过造粒器落入油温为25～45℃的油冷槽中，冷却并固化为1～4毫米的小球粒，含油的颗粒肥料通过离心机分离掉绝大部分油后，得到琥珀色颗粒状氮钾复合肥料产品，该产品N∶K₂O＝1∶1，含N 24.7％、K₂O 24.8％、水分0.50％，同时含有钙、硫、锌中量元素和微量元素，产品的颗粒强度为42.7牛顿/颗。

实施例6

固体尿素100克，加热到140℃成为熔融液，加入酸性红0.015克，粒度小于0.5毫米白色的氯化钾38.5克，预热到约100℃后，加入到熔融尿素液中，搅拌混合约1分钟后，料浆温度120～135℃，含有氯化钾悬浮物的料浆通过造粒器落入油温为25～45℃的油冷槽中，冷却并固化为1～4毫米的小球粒，含油的颗粒肥料通过离心机分离掉绝大部分油后，得到大红色颗粒状氮钾复合肥料产品，该产品含N 32.9％、K₂O16.6％、水分0.50％，其颗粒强度为53.2牛顿/颗。

实施例7

固体尿素200克，加热到140℃成为熔融液，粒度小于0.5毫米的白色氯化钾40克，预热到约110℃后，加入到熔融尿素液中，搅拌混合约1分钟，料浆温度120～130℃，含有氯化钾悬浮物的料浆通过振动造粒器落入油温为25～45℃的油冷槽中，冷却并固化为1～4毫米的小球粒，含油的颗粒肥料通过离心机分离掉绝大部分油后，得到白色颗粒状氮钾复合肥料产品，该产品含N 38.3％、K₂O 10.0％，水分0.5％，颗粒强度大于30牛顿/颗。

Claims (6)

1、一种颗粒状氮钾复合肥料的制造方法，其特征在于该复合肥料制造方法的步骤包括：

(1)尿素合成中的半成品，浓度大于98％的尿素浓溶液或熔体，温度为135～150℃，或者固体尿素，加热至135～150℃的尿素熔体，

(2)粒度小于0.5毫米的氯化钾，加热到100～130℃，

(3)将尿素浓溶液或熔体与加热后的氯化钾混合1～3分钟，生成含有氯化钾悬浮物的熔融料浆，尿素和氯化钾的加入比例是1～10∶1(重量比)，料浆温度为120～135℃。

(4)将熔融料浆通过振动造粒装置分散为小液滴，小液滴藉重力落入油温为25～45℃的油冷槽中，冷却并固化为1～4毫米的颗粒，将落入油冷槽底部的肥料颗粒送往离心机分离掉绝大部分油，即得到含油量小于1.5％(重量)的颗粒状氮钾复合肥料。

2、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或熔体与氯化钾混合的同时，还可视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、微量元素的颗粒状氮钾复合肥料。

3、根据权利要求2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。

4、根据权利要求2或3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、硫磺等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、螫合铁、硫酸锌、氧化锌、氯化锌、硫酸锰、氧化锰、氯化锰等化合物中的一种或一种以上的混合物。

5、根据权利要求1或2所述的颗粒状氮钾复合肥料的制造方法，其特征在于在肥料溶液混合的同时，还可加入一定量的颜料制成彩色颗粒状复合肥料，所述的颜料是酸性颜料，如酸性红、酸性蓝、酸性黑、酸性黄等，颜料的加入量与肥料的比例是(0.0001～0.0003)∶1(重量比)。

6、根据权利要求1所述的颗粒状氮钾复合肥料的制造方法，其特征在于离心后的含油量小于1.5％(重量)的颗粒状复合肥料还可用细粉状的硅藻土进行扑粉处理。