专利名称：一种无干燥工序的复混肥料生产方法
技术领域：
本发明涉及一种复混肥料的生产方法，具体地说，是涉及一种革除了干燥工序的颗粒状复混肥料的生产方法。
背景技术：
现有复混肥料的生产大多采用固体原料生产，就是将含有氮磷钾的基础肥料原料经混合后，送入转鼓造粒机造粒，造粒后的物料直接送到干燥窑内干燥，经过干燥的物料经冷却、筛分即得合格产品。该生产技术具有生产过程简单、操作易于掌握的优点。但是，该方法由于在物料成粒时所需水分高，使得后续干燥工序负荷比较大，粉尘逸出量大，生产环境不好，对操作人员的身心健康有一定影响，并且由于造粒温度低，该方法不适于含氮量高(如含N20％以上)的复混肥料的生产。
中国专利CN1307550A公开了一种复混肥颗粒的生产方法，该方法虽然省去了传统方法中的造粒后干燥流程，但造粒时原料引入热气温度高达200～300℃，而固体尿素的熔融温度是135℃，在如此高的造粒温度下，物料停留时间稍长，缩二脲的生成量就会显著增加，缩二脲在肥料施用时会引起农作物的伤害。
中国专利CN1138728C公开了一种二步法生产脲醛复合肥的方法，该方法是将尿素和浓甲醛溶液反应，再加入硫酸溶液调解pH至4，干燥为脲醛肥白色固体，然后再与其它固体氮磷钾化肥混合造粒制成复混肥料。该生产方法流程过长，并且工艺过程的设置不尽合理，在第一步脲醛肥的制备时，经过了加热、冷却、烘干等过程，使热能损失很大，增大了肥料生产成本，经济效益不明显。
发明内容
本发明的目的是提供一种无干燥工序的复混肥料生产方法，该方法是利用尿素和甲醛反应时生成的反应热，物料成粒后自干燥，得到颗粒状复混肥料。
本发明的原理是尿素与甲醛在一定温度条件下，能生成羟甲基脲，进一步，羟甲基脲在酸性条件下缩合，生成一亚甲基脲。缩合反应是放热反应，每摩尔能放出8千卡的热量，利用此反应的放热即能达到肥料的自干燥目的。同时，又由于部分尿素和甲醛发生了缩合反应，既减少了缩二脲生成的机率，又使产品能维持较长时间的肥效。
本发明是这样实现的。本发明的一种无干燥工序的复混肥料生产方法包括以下步骤(1)固体尿素或者尿素溶液与甲醛溶液加热混合形成混合料浆，所述尿素和甲醛的摩尔比是5～9∶1，混合料浆的温度是90～100℃，(2)固体物料预热后引入造粒装置，所述的固体物料是磷肥和氮肥、钾肥或固体填充物中的一种或一种以上的混合物，固体物料的预热温度是60～90℃，(3)混合料浆喷洒在造粒装置内的固体物料上造粒，即制得颗粒复混肥料。
本方明方法中所用的尿素可以是固体尿素，也可以是尿素厂生产过程中的中间产品尿素溶液，尿素溶液的浓度必须≥95重量％。所用的甲醛溶液是浓度为30～50重量％的浓甲醛溶液。所述的尿素和甲醛的摩尔比是5～9∶1，优选的摩尔比是6～8∶1。所述的混合料浆的温度是90～100℃，优选的温度是70～80℃。
本发明的方法中，造粒时，喷洒在固体物料上的混合料浆的加入量占总物料重量的10～50重量％，优选加入量是30～40重量％。
加入的固体物料需要进行预热处理，固体物料的预热温度是60～90℃，优选70～80℃。具有较大颗粒度的固体物料在加入前也需要进行破碎处理，固体物料的粒度应小于2mm，优选小于1mm。
本发明的方法中，所述的固体物料氮肥是尿素、硝酸铵、氯化铵或硫酸铵，磷肥是普通过磷酸钙、重过磷酸钙、磷酸一铵或磷酸二铵，钾肥是氯化钾或硫酸钾，固体填充物是高岭土、石膏粉、粘土、膨润土、白云石粉、碳酸钙粉或方解石粉。
本发明的方法中，在加入固体物料的同时，还可加入中量元素肥料和微量元素肥料一起造粒，所述的中量元素肥料是含有钙、镁、硫的化合物，可以是硫酸钙、普通过磷酸钙、白云石、碳酸镁、磷酸镁等，微量元素肥料是含有硼、铁、锌、铜、锰的化合物，可以是硫酸铜、硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、硼砂、硼酸等。
本发明方法与现有技术相比具有以下优点1.本发明的方法，利用尿素与甲醛反应生成羟甲基脲，羟甲基脲在酸性条件下缩合反应，每摩尔能放出8千卡的热量，达到造粒肥料颗粒自干燥的目的，革除了投资和操作费用都很高的干燥系统，节约了能耗，降低了肥料生产成本，减少了粉尘废气的排放。
2.本发明的方法造粒成球率高，成球率可在原有传统工艺成球率60％的基础上提高到95％，大大减少了造粒返料。
3.本发明的方法，在尿素和甲醛反应生成脲醛，是一种缓释高效复合肥，使肥料施入土壤后，持续释放，满足作物生长的需要，减少了氮素流失，提高了肥料利用率。
4.本发明的方法，由于尿素和甲醛反应在先，还减少了尿素和磷铵、氯化钾等基础肥料反应生成复盐的可能性，从而可降低肥料的结块。
具体实施例方式
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，实施例中的百分比均为重量百分比。
实施例1取固体尿素240千克，40％浓度的甲醛溶液50千克，搅拌混合加热到100℃，形成的混合料浆通过泵输送到双轴造粒机中，与预先加热到70℃的磷酸一铵340千克、氯化钾250千克、石膏粉(CaSO4)160千克、硫酸钙2千克挤压成粒，成粒后的肥料物料经过冷却、筛分，即得到高浓度的颗粒氮磷钾复混肥料，产品含N15.00％，P2O515.00％，K2O15.00％。
实施例2取尿素厂二段蒸发器出口的尿素溶液400千克，浓度为99.7重量％，与60千克、浓度为50％的甲醛溶液在管道内混合，混合后的料浆直接喷洒在转鼓造粒机内已预先加热到60℃的固体物料上，固体物料应预先破碎至粒度小于2mm，固体物料包括磷酸二铵200千克，硫酸钾300千克，碳酸钙粉80千克，浓硫酸1千克，硫酸锌1.5千克，造粒后的物料经冷却、筛分，即得到高浓度的氮磷钾复混肥料，该复混肥料规格为N-P2O5-K2O＝22-9-15，该复混肥料可作为烟草专用肥，施用效果明显。
实施例3取尿素厂二段蒸发器出口尿素溶液200千克，浓度为95.0重量％，与40千克、浓度为45％的甲醛溶液在管道内混合，混合后的料浆直接喷洒在圆盘造粒机内已预先加热到70℃的磷酸一铵100千克、普钙400千克、硫酸钾200千克、白云石100千克及硼砂3千克的混合物料上，固体物料应预先破碎至粒度小于1mm，造粒，造粒后的物料经过冷却，筛分，即得到中浓度的颗粒氮磷钾复混肥料，产品规格为N-P2O5-K2O＝10-10-10。
实施例4取固体尿素100千克，加入浓度为30％的甲醛溶液30千克，在90℃下搅拌混合，形成的混合料浆通过泵输送到转鼓造粒机内，直接喷洒到已预先加热到约80℃的磷酸一铵300千克、氯化钾200千克、粘土400千克及硫酸亚铁2千克的混合物料上，固体物料应预先破碎至粒度小于2mm，造粒后的物料经冷却、筛分即得到中浓度颗粒氮磷钾复混肥料，产品规格为N-P2O5-K2O＝10-13-12。
实施例5取固体尿素370千克，加入浓度为45％的甲醛溶液50千克，在90℃下搅拌混合，形成的混合料浆通过泵输送到转鼓造粒机内，直接喷洒到已预先加热到约80℃的重过磷酸钙130千克、氯化钾200千克、硫酸镁270千克及硫酸锰1千克的混合物料上，固体物料应预先破碎至粒度小于2mm，造粒后的物料经冷却、筛分即得到颗粒氮磷钾复混肥料，产品规格为N-P2O5-K2O＝17-6-12。
实施例6取固体尿素420千克，加入浓度为50％的甲醛溶液50千克，在100℃下搅拌混合，形成的混合料浆通过泵输送到转鼓造粒机内，直接喷洒到已预先加热到约90℃的普通过磷酸钙200千克、磷酸二铵150千克、氯化钾170千克及高岭土60千克的混合物料上，固体物料应预先破碎至粒度小于2mm，造粒后的物料经冷却、筛分即得到颗粒氮磷钾复混肥料，产品规格为N-P2O5-K2O＝20-10-10。
实施例7取尿素厂二段蒸发器出口尿素溶液235千克，浓度为93.0重量％，加入浓度为48％的甲醛溶液30千克，在90℃下搅拌混合，形成的混合料浆通过泵输送到转鼓造粒机内，直接喷洒到已预先加热到约70℃的重过磷酸钙220千克、硫酸钾100千克及方解石粉410千克的混合物料上，造粒后的物料经冷却、筛分即得到颗粒氮磷钾复混肥料，产品规格为N-P2O5-K2O＝10-10-5。
实施例8取尿素厂二段蒸发器出口尿素溶液290千克，浓度为90.0重量％，加入浓度为30％的甲醛溶液50千克，在90℃下搅拌混合，形成的混合料浆通过泵输送到转鼓造粒机内，直接喷洒到已预先加热到约80℃的重过磷酸钙150千克、氯化钾100千克及膨润土460千克的混合物料上，造粒后的物料经冷却、筛分即得到颗粒氮磷钾复混肥料，产品规格为N-P2O5-K2O＝12-7-6。
权利要求
1.一种无干燥工序的复混肥料生产方法，其特征在于该生产方法包括以下步骤(1)固体尿素或者尿素溶液与甲醛溶液加热混合形成混合料浆，所述尿素和甲醛的摩尔比是5～9∶1，混合料浆的温度是90～100℃，(2)固体物料预热后引入造粒装置，所述的固体物料是磷肥和氮肥、钾肥或固体填充物中的一种或一种以上的混合物，固体物料的预热温度是60～90℃，(3)混合料浆喷洒在造粒装置内的固体物料上造粒，即制得颗粒复混肥料。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的尿素和甲醛的摩尔比是6～8∶1。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的混合料浆的温度是70～80℃。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的固体物料中的氮肥是尿素、硝酸铵、氯化铵或硫酸铵，磷肥是普通过磷酸钙、重过磷酸钙、磷酸一铵或磷酸二铵，钾肥是氯化钾或硫酸钾，固体填充物是高岭土、石膏粉、粘土、膨润土、白云石粉、碳酸钙粉或方解石粉。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的固体物料的预热温度是70～80℃。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的固体物料的粒度小于1mm。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于造粒时，混合料浆的加入量占总物料重量的10～50重量％。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于造粒时，混合料浆的加入量占总物料重量的30～40重量％。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于在加入固体物料的同时，还可加入中量元素肥料和微量元素肥料一起造粒，所述的中量元素肥料是含有钙、镁、硫的化合物，微量元素肥料是含有硼、铁、锌、铜、锰的化合物。
全文摘要
一种无干燥工序的复混肥料生产方法。先将固体尿素或者尿素溶液与甲醛溶液加热混合形成混合料浆，尿素和甲醛的摩尔比是5～9∶1，混合料浆温度是90～100℃；预热到60～90℃的磷肥和选自氮肥、钾肥或固体填充物中的一种或其混合物的固体物料引入造粒装置；混合料浆喷洒在固体物料上造粒，即制得颗粒复混肥料。本发明方法利用反应热达到肥料自干燥目的，革除了干燥系统，节约了能耗，降低了成本；本发明成球率高，还可降低肥料的结块；生产的肥料是一种缓释肥料，提高了肥料利用率。
文档编号C05G5/00GK1880286SQ20051002673
公开日2006年12月20日 申请日期2005年6月14日 优先权日2005年6月14日
发明者杨焕银, 朱东明, 吴爱国, 段立松, 李冰, 陈杲 申请人:上海化工研究院