专利名称：水溶性树脂流化包膜控释肥料制备方法
技术领域：
本发明涉及一种肥料制备方法，尤其是包膜型控释肥料的制造方法。
背景技术：
迄今为止控释肥料中的包膜型控释肥料分为两大类，一类是以美国Scotts公司的Osmocote为代表的树脂包膜型控释肥料；另一类是日本等国以聚乙烯类塑料包裹尿素或复合肥生产的包膜型控释肥料。根据现有资料报道，这两类控释肥料的使用现状和不足之处表现如下树脂包膜型控释肥料树脂包膜型控释肥料相对于聚乙烯类塑料包裹型控释肥料而言是质量较高，控制养分释放速度效果好的一种控释肥料。通常这种肥料的优点表现在，肥料供肥的速度只取决于包膜的厚度和环境的温度。当环境的温度一定时，包膜越厚肥料释放养分的速度越小，包膜越薄肥料的供肥速度越快。在包膜后度一定时，环境的温度升高，肥料的供肥速度增加。肥料释放养分的速度和除温度以外的其他环境因素，如酸碱度、水分、微生物活性等无关。正是由于树脂包膜型控释肥料的养分释放与环境温度有关，所以一般认为这类肥料使用后，随着作物生长期的延长和气温的升高，作物需肥量增大，恰巧肥料的养分释放量随温度的升高而增大，所以树脂包膜肥料属于真正的控释肥料。
存在问题虽然树脂包膜型控释肥料的控释效果较好，但是该肥料的制造工艺复杂，设备投资大，包裹树脂的过程需要长时间高温处理。因此制造树脂包膜控释肥料的设备复杂，能耗大，导致肥料的制造成本高，销售价格高，肥料的价格可高达包膜前的8倍～几十倍。另外，一旦包膜的厚度一定，该肥料中养分的释放速度就一定，事实上造成养分的供应速度与作物的需求不一致。因此树脂包膜控释肥料的应用范围非常有限，主要施用于花卉、家庭栽培植物、高经济价值植物、高尔夫球场草坪、大规模油棕种植场、沙漠栽培等。即使在这类植物上应用，也存在成本高的问题。因此其总消费量有限。控释肥料的大规模制造和大面积应用有待于发明同质量低成本的控释肥料的制造技术。
聚乙烯类包膜控释肥料聚乙烯类包膜控释肥料是将回收的聚乙烯类塑料溶解后包裹于尿素表面制成的长效尿素。该方法和肥料最早在20世纪用于日本，20世纪90年代我国北京农业科学院从日本进该技术并建厂制造聚乙烯包膜尿素。该包膜尿素能延长尿素在土壤中的保留时间，避免了尿素迅速水解或随水流失，因此可以提高尿素的氮肥利用率。在日本包膜尿素已普遍应用于水稻生产中。
存在问题虽然聚乙烯尿素能抑制尿素的水解和延长尿素的供肥时间，但是这类控释肥料也存在以下几个问题。第一，聚乙烯的溶剂大多为有机溶剂，因此增加了肥料的制造成本，聚乙烯包膜尿素的市面价格是普通尿素的的5～6倍。第二，有机溶剂易燃易爆，使聚乙烯包膜尿素的制造过程存在安全隐患。第三，该类肥料大多以包裹尿素为主，因此控释肥料控制的养分种类比较单调，施用不便。第四，该类控释肥料有污染环境的问题。一方面是包膜尿素的外壳残留于土壤，久而久之造成土壤内部的白色污染，即把面原白色污染转变成土壤内部的白色污染。另一方面，肥料制造过程有机溶剂的挥发造成大气污染。
综上所述，树脂包膜控释肥料的主要问题是包膜材料贵，包膜的工艺复杂，从而造成肥料的价格高；聚乙烯包膜控释肥料的问题不仅是包膜材料贵而造成肥料的价格高，而且该肥料从制造到应用还都存在环境污染问题。由此可见，相对而言前者可取。只要能改进其工艺和降低其制造成本，那么树脂包膜控释肥料就是一个理想的控释肥料。
技术内容本发明的目的提供应用水溶性树脂在低温常压下采用流化工艺包膜制造控释肥料的方法，利用该方法可在常压和既节约能源，又无需有机溶剂的条件下制造树脂包膜型复合肥料，并制成养分供应数量和氮磷钾比例可因作物而异的控释肥料。
本发明的技术方案1)树脂溶解于醋酸水溶液中，调配成质量比40％的树脂溶液。此溶液就是包膜的原材料。
2)包膜的工艺。
包膜的流程首先将肥料进行筛分，去除粉尘，并根据应用对象的要求对颗粒进行分级，使其90％以上的颗粒在1～5mm的粒级内。大田作物和果树，如水稻、荔枝、香蕉等的粒级介于3～5mm，草坪的介于1～2mm。
包膜前预热在包膜前将肥料置于流化包膜床，在50～60.C的温度下将肥料在流化床内烘干20～30分钟。
包膜的参数(1)包膜的温度流化床包膜室内温度为40～46.C。
(2)流化压力将流化压力调至原料在流化床内可以升高至流化室2/3高处。
(3)雾化压力雾化压力为0.2Mpa。
(4)包膜材料供料速度蠕动泵转速为3～5rpm。
3)包膜设备小型中试设备为5kg的流化床，大规模生产设备为容量125～250kg的流化床。
4)包膜后处理在上述条件下，将树脂溶液完全、均匀包裹在肥料表面。包裹结束后，在流化床内继续烘干20～30分钟。然后如下所述对包膜后的肥料表面进行防结块处理在流化状态下在包膜肥料的表面包裹一层防潮防结块固体粉剂。用量为肥料重量的5％。防结块剂粉剂为500目的膨润石粉。
本发明可用于以水溶性树脂包裹任何氮磷钾比例的颗粒状复合肥而制造包膜型控释肥料，包膜的厚度可以通过包膜材料(树脂溶液)的多少任意调节。
与现有技术相比，本发明的优点如下(1)材料方面选用水溶性树脂，降低了溶剂的费用。然而由于包膜材料仍然为树脂，故此肥料的性质等同于Scotts的Osmocote控释肥料。
(2)包膜的温度在40～46.C范围内，与美国Scotts公司同为树脂包膜的Osmocote控释肥料工艺相比，能耗小，成本低。
(3)包膜工艺和设备简单。
(4)与聚乙烯塑料包膜控释肥料相比，具有可控制养分释放而包膜材料可最终降解(水溶性树脂)，对环境无污染的优点。
现结合实列说明该方法的应用过程
实施项目利用流化包膜法制造水溶性树脂包膜型控释肥料制备过程和步骤1.将400g水溶性树脂溶解于1000ml醋酸水溶液中制成40％的树脂水溶液。
2.根据荔枝生长期各营养阶段的营养需求选择氮磷钾分析式分别是20-10-10，10-20-20和13-10-21的三种星王氮磷钾复合肥。
3.确定包膜厚度，根据荔枝秋梢发育期所施用的复合肥(20-10-10)的供肥期为0～5个月，花芽分化和开花期的为1～9个月(复合肥选用10-20-20)，果实发育期的为1～11个月(复合肥选用13-10-21)的要求。20-10-10复合肥的包膜厚度，按照膜材(干树脂计算)占肥料总量的百分比计算，为4％，10-20-20的为6％，13-10-21的为8～10％。
4.包膜前准备。将肥料按照要求计量后置于流化室，并将计量后的包膜材料溶液置于盛液罐中。
5.开机后先将流化室的温度调至50～60.C，并在流化的情况下工作20～30分钟。在包膜前使肥料完全干燥。
6.待肥料烘干后，把流化室的温度降至42.C，把流化压力调至肥料在流化床内可以升高至流化室2/3高处，把雾化压力阀打开使雾化压力达到0.2Mpa，开动蠕动泵，并调节泵的转速为3～5rpm。
7.在上述条件下进行流化包膜，直至将树脂溶液包完。包膜过程随时观察流化室内的肥料有无结块。如有结块现象表明流化压力不足，应增加流化压力。包完后继续在流化室内烘干20～30分钟。
8.烘干后用肥料重5％的膨润石粉在流化状态下处理包膜肥的表面以防结块。
9.把肥料置于密封袋内包装。
10.取少量包膜肥料样品检测肥料包膜的完整性、保肥供肥性能。当检验合格后即可出厂。
权利要求
1.水溶性树脂流化包膜控释肥料制备方法其特征在于(1)将肥料进行筛分，去除粉尘，使其90％以上的颗粒的粒级在1～5mm，(2)将肥料置于流化包膜床，在50～60℃下进行干燥，调整流化床包膜室内温度为40～46℃，流化压力使原料在流化床内升高至流化室2/3处，雾化压力0.2Mpa，用蠕动泵转速3～5rpm，将质量为40％的树脂溶液均匀地喷涂于肥料表面形成包膜，包膜完成后，包膜肥料在流化床内继续烘干20～30分钟，然后在流化状态下，按照肥料用量的5％加入500目的膨润石粉进行包膜控释肥的防结块处理，得包膜控释肥料。
2.根据权利要求所述的包膜控释肥料的制备方法，其特征在于质量为40％的树脂溶液是用醋酸水溶液制备而成。
全文摘要
本发明涉及肥料制造领域，尤其是包膜控释肥料的制备方法。是一种以水溶性树脂包裹任意氮磷钾比例的颗粒状复合肥而制造包膜型控释肥料的方法。该方法根据保肥供肥期的要求，在低温常压下采用流化床将一定量的水溶性树脂溶液包裹在颗粒状复合肥料表明而将其制备成包膜型控释肥料。本发明能有效地解决以往树脂包膜需要高温、特殊装备和工艺的问题，从而以简单的工艺和设备并在低能耗下制造出树脂包膜型控释肥料。
文档编号C05G5/00GK1473806SQ0314009
公开日2004年2月11日 申请日期2003年8月7日 优先权日2003年8月7日
发明者樊小林 申请人:华南农业大学