专利名称：一种控释化肥及其制造方法
技术领域：
本发明涉及肥料和肥料加工领域，特别是一种利用工农业废弃物的控释化肥及其制造方法。
背景技术：
我国化肥的当季利用率，氮肥仅有30-35％，磷肥为10-25％，钾肥为35-50％，远低于世界发达国家水平。调查统计表明我国每年流入十大水系中的COD(化学耗氧量)有1445万t，其中50％源自农用氮肥，近一半湖泊处于严重富营养状态；进入长江、黄河的氮素有92％和88％来自农业。
目前国内外控释化肥普遍存在的两个主要问题①污染环境。作为缓/控释材料的无机物(如硅、沸石、金属盐等)、有机高分子聚合物(如聚丙烯酰胺、橡胶等)长期使用，损害农田土壤正常结构，造成严重的环境污染；②价格昂贵。国际市场上控释化肥是普通尿素的5-6倍，限制了在粮食生产中的推广应用。
发明内容本发明的目的旨在为克服现有技术的不足，而提供一种控释化肥及其制造方法，该控释化肥采用不同包封材料复配使用，对化肥有效成分的释放具有选择性，且变质陈化粮、秸秆、油脚等包封材料在土壤中微生物的作用下，变成有机的腐殖质，有利于改善土壤结构。
本发明为实现上述目的，公开了一种控释化肥，其特征在于它是按重量百分比由变质陈化粮15-25％，秸秆10-20％，油脚2-5％，其余化肥组成。
本发明为实现上述目的，还公开了一种控释化肥的制造方法，其特征在于所说的具体步骤如下(1)将除去杂质的变质陈化粮粉碎，过2-3mm筛，取筛下物粉料；(2)将(1)项筛下物粉料送入调质装置进行调质处理；(3)将除去杂质的秸秆粉碎，过3-4mm筛，取筛下物粉料；(4)将化肥溶入水中，成为化肥水溶液；(5)将(3)项秸秆筛下物粉料放入(4)项化肥水溶液中；
(6)将(2)项调质处理的变质陈化粮、(5)项浸入化肥水溶液的秸秆粉料和油脚按比例混匀后，送入膨化机进行膨化处理；(7)通过冷却器降温、降湿，制成控释化肥。
本发明的有益效果是(1)秸秆由于具有优良的吸附性，特别是通过膨化形成三维骨架结构，作为包封材料可显著提高化肥的缓释效果，而且在土壤中微生物的作用下，变成有机的腐殖质，解决长期施用化肥造成土地板结的问题，成为长效肥料的补充成分；(2)通过不同包封材料(变质陈化粮、秸秆、油脚)复配使用，对化肥有效成分的释放具有选择性，包封膜的孔隙率、厚度都会影响化肥中小分子的传质阻力，进而改变扩散的动力学行为，达到控制释放的目的；(3)在中国推广应用后，能使1392万t/a化肥不再通过渗移进入地下水资源、江河湖海，可利用变质陈化粮700万t/a、秸秆300万t/a、油脚60万t/a。
此外，本发明控释化肥价格仅为美国、日本同类控释化肥的1/3-1/5，生物降解率＞95％。不仅能够填补廉价、优质控释化肥的空白，为农业增效、农民增收创造条件，而且具有国际市场竞争力。
具体实施方式本发明将变质陈化粮粉碎、调质，秸秆粉碎、喷洒化肥水溶液，混入油脚，通过膨化机制成控释化肥。具体步骤如下(1)将变质陈化粮除去金属渣、砂石等杂质，送入粉碎机粉碎，过网眼＜3mm筛，取筛下物粉料；(2)将(1)项筛下物粉料送入调质装置，进行调质处理；(3)将秸秆除去金属渣、砂石等杂质，送入粉碎机粉碎，过网眼＜4mm筛，取筛下物粉料；(4)将化肥溶入1-2倍(重量)的水中，成为化肥水溶液；(5)将(3)项秸秆筛下物粉料放入(4)项化肥水溶液中，按重量比投料，化肥水溶液(按化肥重量计)∶秸秆＝(80-65)∶(20-35)，浸透秸秆粉料后备用；(6)将(2)项调质处理的变质陈化粮、(5)项浸入化肥水溶液的秸秆粉料和油脚按(15-25)∶(83-70)∶(2-5)重量比例混匀，其中(5)项浸入化肥水溶液的秸秆粉料计重时需减去(4)项操作中加入的水量，送入膨化机进行膨化处理；(7)通过冷却器降温、降湿，制成控释化肥。
所述变质陈化粮指贮存过程中受到霉菌毒素污染或虫、鼠、螨害侵蚀的玉米、小麦、高粱或稻米等中的一种或几种。
所述秸秆为稻草、小麦秸、燕麦秸、玉米秸、豆秸或谷草等中的一种或几种。
所述油脚为大豆、花生、葵花籽或菜籽等制油时，水洗和精制工序的副产物。
所述化肥为尿素、磷酸铵、硫酸钾、钙镁磷肥、硝酸钾或过磷酸钙等中的一种或几种。
所述粉碎变质陈化粮和秸秆的粉碎机为对辊式粉碎机或锤片式粉碎机。
所述使用的调质装置为调质轴转速200-400r/min，通入压力0.2-0.4MPa、温度130-150℃过饱和蒸汽的筒式调质装置。
所述使用的膨化机为双螺杆膨化机或膨胀器。
所述使用的冷却器为逆流式冷却器或圆形干燥冷却器。
实施例1(1)除去杂质的变质高粱经锤片式粉碎机粉碎，过筛取粒度＜3mm的筛下粉料；(2)将(1)项筛下粉料150kg送入筒式调质装置，调质轴转速200r/min，通入压力0.4MPa、温度150℃过饱和蒸汽，调质处理20s；(3)除去杂质的玉米秸经对辊式粉碎机粉碎，过筛取粒度＜4mm的筛下粉料；(4)将尿素730kg溶解于1000kg水中，制成化肥水溶液；(5)将100kg(3)项秸秆筛下物粉料浸入1730kg化肥水溶液中备用；(6)将(2)项调质处理粉料150kg、(5)项浸过化肥水溶液的秸秆粉料1830kg(其中1000kg为水)和油脚20kg混匀，进入膨胀器膨化处理；(7)通过逆流式冷却器降温、降湿，制成控释化肥。
产品主要指标总氮(N)含量≥35.0％，缩二脲含量≤1.0％，产品质量达到欧洲标准化委员会的缓释肥料特别工作组检验的指标。
实施例2
(1)除去杂质的变质玉米经锤片式粉碎机粉碎，过筛取粒度＜3mm的筛下粉料；(2)将(1)项筛下粉料160kg送入筒式调质装置，通入压力0.3MPa、温度140℃过饱和蒸汽，调质处理15s；(3)除去杂质的稻草经对辊式粉碎机粉碎，过筛取粒度＜4mm的筛下粉料；(4)将过磷酸钙700kg溶解于1000kg水中，制成化肥水溶液；(5)将120kg(3)项秸秆筛下物粉料浸入1700kg化肥水溶液中备用；(6)将(2)项调质处理粉料160kg、(5)项浸过化肥水溶液的秸秆粉料1820kg(其中1000kg为水)和油脚20kg混匀，送入双螺杆膨化机进行膨化处理；(7)通过圆形干燥冷却器降温、降湿，制成控释化肥。
产品主要指标有效五氧化二磷(P2O5)≥10.0％，游离酸(以P2O5计)≤5.0％，产品质量达到欧洲标准化委员会的缓释肥料特别工作组检验的指标。
权利要求
1 一种控释化肥，其特征在于它是按重量百分比由变质陈化粮15-25％，秸秆10-20％，油脚2-5％，其余化肥组成。
2 一种权利要求1所述的控释化肥的制造方法，其特征在于所说的具体步骤如下(1)将除去杂质的变质陈化粮粉碎，过2-3mm筛，取筛下物粉料；(2)将步骤(1)的筛下物粉料送入调质装置进行调质处理；(3)将除去杂质的秸秆粉碎，过3-4mm筛，取筛下物粉料；(4)将化肥溶入水中，成为化肥水溶液；(5)将步骤(3)的秸秆筛下物粉料放入步骤(4)的化肥水溶液中；(6)将步骤(2)的经调质处理的变质陈化粮，与步骤(5)的浸入化肥水溶液的秸秆粉料和油脚按比例混匀后，送入膨化机进行膨化处理；(7)通过冷却器降温、降湿，制成控释化肥。
3 按照权利要求2所述的方法，其特征在于所说的变质陈化粮是贮存过程中受到霉菌毒素污染或虫、鼠、螨害侵蚀的玉米、小麦、高粱或稻米中的一种或几种。
4 按照权利要求2所述的方法，其特征在于所说的秸秆为稻草、小麦秸、燕麦秸、玉米秸、豆秸或谷草中的一种或几种。
5 按照权利要求2所述的方法，其特征在于所说的油脚为大豆、花生、葵花籽或菜籽制油时，水洗和精制工序的副产物。
6 按照权利要求2所述的方法，其特征在于所说的化肥为尿素、磷酸铵、硫酸钾、钙镁磷肥、硝酸钾或过磷酸钙中的一种或几种。
7 按照权利要求2所述的方法，其特征在于所说的粉碎机为对辊式粉碎机或锤片式粉碎机。
8 按照权利要求2所述的方法，其特征在于所说的调质装置为调质轴转速200-400r/min，通入压力0.2-0.4MPa、温度130-150℃过饱和蒸汽的筒式调质装置。
9 按照权利要求2所述的方法，其特征在于所说的膨化机为双螺杆膨化机或膨胀器。
10 按照权利要求2所述的方法，其特征在于所说的冷却器为逆流式冷却器或圆形干燥冷却器。
全文摘要
本发明公开了一种控释化肥及其制造方法。本发明将变质陈化粮废弃物经粉碎、调质处理，秸秆粉碎浸入化肥水溶液，将它们与油脚按规定比例混匀后，通过膨化机、冷却器制备控释化肥。本发明的效果(1)通过不同包封材料复配使用，对化肥有效成分的释放具有选择性，包封膜的孔隙率、厚度都会影响化肥中小分子的传质阻力，进而改变扩散的动力学行为，达到控制释放的目的；(2)变质陈化粮、秸秆、油脚等包封材料在土壤中微生物的作用下，变成有机的腐殖质，不仅解决长期施用化肥造成土地板结的问题，而且成为长效肥料的补充成分。
文档编号C05G5/00GK101058518SQ200710057359
公开日2007年10月24日 申请日期2007年5月18日 优先权日2007年5月18日
发明者孙有光, 马建, 孙光远 申请人:天津理工大学