CN103483110B - 全过程供养分复合肥料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全过程供养分复合肥料及其制备方法，在物料中加入含有硝态氮、铵态氮、酰胺态氮、控释氮、有机质的原料。该全过程供养分复合肥料的有效配比，产品氮含量按质量百分比计：硝态氮2%-4%，铵态氮5%-8%，酰胺态氮5%-8%，控释氮6%-10%，磷、钾养分含量根据不同的产品配比确定，有机质含量≥6%。生产过程中利用硝铵磷和尿素反应生成硝酸脲的粘性和造粒尾汽洗涤水作为成粒所需的液相量，完成物料造粒过程，为防止造粒过程中产生过多的硝酸脲，将气氨直接通到转鼓造粒机的料层中，完成硝铵磷的氨化处理，控制反应生成硝酸脲的质量。该肥料不仅能提高肥料养分利用率，保证作物全程供养分，使农作物增加产量，提高品质，而且还能避免重金属等有毒物质和及大肠杆菌所带来的危害，改良土壤，降低土壤盐分，肥沃土地。
Description
技术领域
本发明属于化学肥料技术领域，具体涉及一种全过程供养分复合肥料及其制备方法。
背景技术
目前，随着现代农业的发展，国内外复混肥料的发展在化肥工业中已占主导地位，在化肥工业发达国家，复混肥料用量已经占化肥用量的70%-80%，国内复混肥料用量每年也都有较大幅度的增加。国内复混肥料主要分为三大类，一是常规肥料，二是缓（控）释肥料，三是有机肥料。
这三类肥料各有不足，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，利用率最低是氮肥。一般的氮肥施到田间后，有1/3蒸发到空气中，1/3从水土中流失，仅1/3被植物吸收。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，但其薄膜的厚度无法控制，进而导致养分不能根据作物生长需要释放，造成作物前期脱肥，苗期生长缓慢，不能保证作物整个生长期内全程供养分，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。有机肥料多数采用畜禽粪便、屠宰场废弃物、垃圾等物料作有机质原料，其所含有的重金属镉、铅、砷、铬等有毒物质超标，同时活体蝈虫卵及大肠杆菌大量存在。用这种原料生产的有机—无机复混肥料受到严重污染，有毒物质被作物吸收，在体内积累，其收获的产品被食用后必会产生慢性中毒，严重损害人类健康。而且生产过程为保证物料成粒效果，需要加入大量的粘土作为粘合剂。因此，肥料的有机质和氮、磷、钾养分比例只能维持在较低水平，不能满足作物全程生长的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种全过程供养分复合肥料，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产品中提供大量有机质，达到改良土壤，提高肥效，使作物增产，提高作物品质的效果，还能避免重金属镉、铅、砷、铬等有毒物质和活体蝈虫卵及大肠杆菌所带来的污染。
本发明的进一步目的是利用硝铵磷和尿素反应生成硝酸脲的粘性，完成物料造粒过程，不需要另加入促进成粒的粘土就能获得较好的成粒效果，解决大量加入腐植酸成粒困难的问题。制成的产品具有水分含量低、颗粒强度好、成本低的优点。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种全过程供养分复合肥料，在团粒法复合肥生产中，在物料中加入含有硝态氮、铵态氮、酰胺态氮的原料，为防止造粒过程中产生过多的硝酸脲，使生产无法正常进行，将气氨直接通到转鼓造粒机的料层中，完成硝铵磷的氨化处理，与尿素及其它含氮、磷、钾、有机质的粉状基础肥料造粒，造粒过程中利用硝铵磷和尿素反应生成硝酸脲的粘性和造粒尾汽洗涤水作为成粒所需的液相量，完成物料造粒过程，不需要另加入促进成粒的粘土就能获得较好的成粒效果，很好的解决了生产中大量加入腐植酸成粒困难的问题。造粒后经干燥、冷却、筛分，加入控释尿素，经掺混、防结块处理得到全过程供养分复合肥料。
所述的产品氮含量按质量百分比计：硝态氮2%—4%，铵态氮5%—8%，酰胺态氮5%—8%，控释氮6%—10%，磷、钾养分含量根据不同的产品配比确定，有机质含量≥6%。最终产品总氮含量在18%—30%之间，其中速效氮（硝态氮、铵态氮）含量在7%—12%之间，缓释氮（酰胺态氮）的含量在5%—8%，其余为控释氮的含量。
所述含有硝态氮的基础肥料是硝铵磷，含有铵态氮的基础肥料是硝铵磷、磷酸一铵、硫酸铵、液氨中的几种混合物，含有酰胺态氮的基础肥料是尿素，含有控释氮的基础肥料是控释尿素，其它含有磷、钾的粉状基础肥料是磷酸一铵、重过磷酸钙、氯化钾、硫酸钾中的几种混合物，含有有机质的物质是腐植酸，其有机质含量≥6%。加入的基础肥料品种和加入量需视最终产品的养分、水分确定，配料中不加入氯化铵，生产的产品为单氯产品，产品氯离子含量低。
所述的全过程供养分复合肥料，所述控释尿素是采用高分子树脂包膜的大颗粒尿素，分别采用一层包膜、二层包膜和三层包膜制作。一层包膜高分子树脂加入量占大颗粒尿素质量百分比0.5%—0.8%,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1.0%—1.4%,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%—2.2%，分三次进行包膜处理。
所述控释尿素在掺混前加入，通过微机配料系统控制其加入比例，利用包裹机完成掺混过程。不需要另增加设备，减少了设备投入，优化了工艺流程。
细筛筛分的筛孔直径2.0—3.0mm之间，粗筛筛分的筛孔直径4.0—4.5mm之间。
最终产品含有硝态氮、氨态氮、酰胺态氮和控释氮。
本发明全过程供养分复合肥料及其制备方法与现有技术相比有如下优点：
1、所生产的产品中含有硝态氮、铵态氮和酰胺态氮，其中硝态氮、铵态氮为速效氮、酰胺态氮为缓释氮。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—7天开始释放，铵态氮10—15天开始释放，酰胺态氮20—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，不能保证作物整个生长期内全程供养分的问题，养分利用率能达到60%以上。
2、产品含有大量的有机质，有机质来源为腐植酸，能延缓尿素分解，逐渐释放氮素，使肥效延长，并利用腐植酸活性功能团与金属离子发生的络合反应，提高肥料养分利用率、降低土壤盐分含量、改良土壤，保水保墒，防止土壤板结，以达到提高作物品质和产量，增强作物抗病能力的目的。并且腐植酸中不含有重金属镉、铅、砷、铬等有毒物质和活体蝈虫卵及大肠杆菌，无毒无异味，无需发酵，不会造成环境污染和传播人体疾病等公害。
3、本发明的原料适应性强，产品配方调整灵活，生产品种多样，生产的产品为单氯产品，氯离子含量低。作物适用范围更广，不但适用大田作物，还能适用于蔬菜、果木、烟草等经济类作物。
4、本发明的复合肥料产品：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。
5、生产过程中通入气氨，对硝铵磷进行氨化，防止尿素与硝铵磷反应产生过多的硝酸脲，使生产无法进行。充分利用硝铵磷遇热分解时产生的大量热量及气氨和磷酸一铵反应的中和热加热物料和提高造粒温度，利用硝酸脲的粘性和提高磷酸铵盐的溶解度，满足成粒所需的液相量，不需要添加其它粘合剂就有较高的成球率。
6、生产过程中通过对尾气进行洗涤处理，并利用洗涤水作为成粒所需液相量。做到了复合肥生产过程中废气、废水零排放，使复合肥生产过程更友好环境。
附图说明
图1是本发明全过程供养分复合肥料生产方法流程图。
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，本发明全过程供养分复合肥料的有效配比，产品氮含量按质量百分比计：硝态氮2%—4%，铵态氮5%—8%，酰胺态氮5%—8%，控释氮6%—10%，磷、钾养分含量根据不同的产品配比确定，有机质含量≥6%。
所述含有硝态氮的基础肥料是硝铵磷，含有铵态氮的基础肥料是硝铵磷、磷酸一铵、硫酸铵、液氨中的几种混合物，含有酰胺态氮的基础肥料是尿素，含有控释氮的基础肥料是控释尿素，其它含有磷、钾的粉状基础肥料是磷酸一铵、重过磷酸钙、氯化钾、硫酸钾中的几种混合物，含有有机质的物质是腐植酸。
所述控释尿素是采用高分子树脂包膜的大颗粒尿素，分别采用一层包膜、二层包膜和三层包膜制作。
一层包膜高分子树脂加入量占大颗粒尿素质量百分比0.5%—0.8%,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1.0%—1.4%,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%—2.2%，分三次进行包膜处理。
具体制备方法：一层包膜是将尿素经计量加入到搅拌罐中，每次加入量1吨，再按比例加入高分子树脂，搅拌时间5—6min，包装，存放24小时后可以使用。二层包膜是将可以使用的一层包膜尿素经计量加入到搅拌罐中，每次加入量1吨，再按比例加入高分子树脂，搅拌时间7—8min，包装，存放48小时后可以使用。三层包膜是将可以使用的二层包膜尿素经计量加入到搅拌罐中，每次加入量1吨，再按比例加入高分子树脂，搅拌时间10—12min，包装，存放72小时后可以使用。
所述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。
所述的全过程供养分复合肥料的制备方法，在团粒法复合肥生产中，在物料中加入含有硝态氮、铵态氮、酰胺态氮的原料，为防止造粒过程中产生过多的硝酸脲，将气氨直接通到转鼓造粒机的料层中，完成硝铵磷的氨化处理，与尿素及其它含氮、磷、钾、有机质的粉状基础肥料造粒，造粒后经干燥、冷却、筛分、控释尿素加入，防结块处理得到全过程供养分复合肥料。
所述控释尿素在包裹前加入，并利用包裹机完成掺混过程。
利用造粒尾汽洗涤水作为成粒所需的液相量。
本发明的原理是：生产过程中加入硝铵磷和尿素，并在造粒过程中通入气氨，以控制产生过多的硝酸脲使生产过程无法进行，充分利用硝酸脲的粘性和提高磷酸铵盐的溶解度做为成粒所需液相，利用硝铵磷热稳定性差，遇热分解产生的大量热量和气氨与磷酸一铵反应的中和热加热物料，并用造粒尾汽洗涤水作为成粒所需的液相量，与其它含氮、磷、钾、有机质的粉状肥料，在较高的温度下，在转鼓造粒机的作用下团聚成粒。并利用微机配料系统，在包裹前加入控释尿素，利用包裹机完成掺混过程。最终产品中含有硝态氮、铵态氮、酰胺态氮和控释氮，根据不同氮养分释放时间不同，保证作物全程供养分，提高养分利用率。
CO(NH2)2+HNO3=CO(NH2)2·HNO3（硝酸脲）
NH3+（NH4）H2PO4=（NH4）2HPO4+热量
下面通过实例对本发明作进一步的阐述：
实施例1
制备氮、磷、钾含量25—10—10的高氮产品，以1吨产品原料消耗定额为例：
说明：控释尿素1是指一层膜体控释尿素，控释尿素2是指二层膜体控释尿素，控释尿素3是指三层膜体控释尿素。
具体制备方法：将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6min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5公斤，搅拌时间7min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8公斤，搅拌时间11min后包装，制成三层膜体控释尿素。
所述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。
具体生产流程：将气氨（含N82.3%、质量百分比，下同）30公斤，经计量后加入到转鼓造粒机料层中，同时经微机计量加入硝铵磷（含N30%，其中含硝态氮14.5%、铵态氮15.5%，P2O56%）150公斤，尿素（含N46.2%）143公斤，粉状磷酸一铵（含N11%，P2O546%）205公斤，氯化钾（含K2O60%）167公斤，腐植酸（含有机质60%）100公斤，上述粉状物料与气氨在造粒机内混合造粒，造粒过程中充分利用硝酸脲的粘性和提高磷酸铵盐的溶解度做为成粒所需液相，并用造粒尾汽洗涤水作为成粒所需的液相量，转鼓造粒机内物料温度控制在60℃，经过3min造粒后，进入干燥机，干燥机进口气体温度为90℃，干燥20分钟，干燥后进行冷却，冷却后分别经筛孔直径2.0—3.0mm细筛筛分和筛孔直径4.0—4.5mm粗筛筛分，细筛后的粉状物料与粗筛后的大颗粒经破碎一起返回造粒机，合格品进入包裹机，同时经过微机配料加入一层膜体控释尿素90公斤（含控释氮45.8%），二层膜体控释尿素65公斤（含控释氮45.6%），三层膜体控释尿素50公斤（含控释氮45.2%）到包裹机，在包裹机中完成掺混，再进行防结块处理，包装，得到粒度为2—4.5mm的复合肥料。产品含水1.8%，强度18N，含N—P2O5——K2O为25.16%—10.33%—10.02%，颗粒光滑、圆整，其中硝态氮含量2.17%，铵态氮含量7.05%，酰胺态氮含量6.60%，控释氮含量9.34%，有机质含量6.00%。
实施例2：制备氮、磷、钾含量21—10—15高钾产品，以1吨产品原料消耗定额为例：
说明：控释尿素1是指一层膜体控释尿素，控释尿素2是指二层膜体控释尿素，控释尿素3是指三层膜体控释尿素。
具体生产流程：将气氨（含N82.3%、质量百分比，下同）30公斤，经计量后加入到转鼓造粒机料层中，同时经微机计量加入硝铵磷（含N30%，其中含硝态氮14.5%、铵态氮15.5%，P2O56%）160公斤，尿素（含N46.2%）117公斤，粉状磷酸一铵（含N11%，P2O546%）198公斤，氯化钾（含K2O60%）250公斤，腐植酸（含有机质60%）105公斤，上述粉状物料与气氨在造粒机内混合造粒，造粒过程中充分利用硝酸脲的粘性和提高磷酸铵盐的溶解度做为成粒所需液相，并用造粒尾汽洗涤水作为成粒所需的液相量，转鼓造粒机内物料温度控制在70℃，经过4min造粒后，进入干燥机，干燥机进口气体温度为95℃，干燥25分钟，干燥后进行冷却，冷却后分别经筛孔直径2.0—3.0mm细筛筛分和筛孔直径4.0—4.5mm粗筛筛分，细筛后的粉状物料与粗筛后的大颗粒经破碎一起返回造粒机，合格品进入包裹机，同时经过微机配料加入一层膜体控释尿素60公斤（含控释氮45.8%），二层膜体控释尿素50公斤（含控释氮45.6%），三层膜体控释尿素30公斤（含控释氮45.2%）到包裹机，在包裹机中完成掺混，再进行防结块处理，包装，得到粒度为2—4.5mm的复合肥料。产品含水1.7%，强度17N，含N—P2O5——K2O为21.24%—10.07%—15.00%，颗粒光滑、圆整，其中硝态氮含量2.32%，铵态氮含量7.13%，酰胺态氮含量5.40%，控释氮含量6.39%，有机质含量6.30%。
本发明解决了传统团粒法制得的产品氮素单一，作物生长期内不能全程供养分，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等问题。本发明的产品所含有的硝态氮、铵态氮为速效氮、酰胺态氮为缓释氮，并且根据不同作物的生长需求，合理的配置控释氮的含量，有效的提高了氮元素的利用率，保证了作物全程供养分，并利用有机质达到改良土壤，降低土壤盐分，肥沃土地的效果。
通过在生产中加入化工原料氨、硝铵磷和尿素，充分利用硝酸脲的粘性和提高磷酸铵盐的溶解度做为成粒所需液相，利用硝铵磷热稳定性差，遇热分解产生的大量热量和气氨与磷酸一铵反应的中和热加热物料，并用造粒尾汽洗涤水作为成粒所需的液相量，改变传统方式需要加入大量的蒸气做为成粒液相量的做法，并且不用添加粘合剂，产品成本有很大程度的降低。而且还可以根据不同的配方（所用硝铵磷的多少）调整氨用量，增加液相量和反应热，与其它含有氮、磷、钾等元素的肥料加工制作的全过程供养分复合肥料，是化学反应成粒技术。氨化工艺的造粒成球率可以达到60-80%，而常规工艺只有40-60%。
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 (4)
1.一种全过程供养分复合肥料，其特征在于，该全过程供养分复合肥料的有效配比，产品氮含量按质量百分比计：硝态氮2％—4％，铵态氮5％—8％，酰胺态氮5％—8％，控释氮6％—10％，磷、钾养分含量根据不同的产品配比确定，有机质含量≥6％；
所述含有硝态氮的基础肥料是硝铵磷，含有铵态氮的基础肥料是硝铵磷、磷酸一铵、硫酸铵、液氨中的几种混合物，含有酰胺态氮的基础肥料是尿素，含有控释氮的基础肥料是控释尿素，其它含有磷、钾的粉状基础肥料是磷酸一铵、重过磷酸钙、氯化钾、硫酸钾中的几种混合物，含有有机质的物质是腐植酸；
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0.5％—0.8％，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1.0％—1.4％，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％—2.2％，分三次进行包膜处理；
所述高分子树脂是采用大豆油为主要原料改性制作的树脂。
2.一种如权利要求1所述的全过程供养分复合肥料的制备方法，其特征在于，在团粒法复合肥生产中，在物料中加入含有硝态氮、铵态氮、酰胺态氮的原料，为防止造粒过程中产生过多的硝酸脲，将气氨直接通到转鼓造粒机的料层中，完成硝铵磷的氨化处理，与尿素及其它含氮、磷、钾、有机质的粉状基础肥料造粒，造粒后经干燥、冷却、筛分，加入控释尿素，经掺混、防结块处理得到全过程供养分复合肥料。
3.根据权利要求2所述的全过程供养分复合肥料的制备方法，其特征在于，所述掺混在包裹机中完成。
4.根据权利要求2所述的全过程供养分复合肥料的制备方法，其特征在于，利用造粒尾汽洗涤水作为成粒所需的液相量。
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