专利名称：一种利用联碱法生产长效氯化铵为氮源的长效缓释复混肥料及制备方法
技术领域：
本发明涉及长效缓释复混肥料，具体地说是一种利用联碱法生产纯碱工艺中所得副产品氯化铵为氮源的长效缓释复混肥料及制备方法。
背景技术：
联碱法(又称侯氏制碱法)，是我国著名化学家侯德榜1942年提出的完整的工业制碱(Na2CO3)方法。1961年在大连建成了我国第一座联碱车间，后来经过完善和发展，现在仍然是制碱工业的主要方法。侯氏制碱法的原理是依据离子反应发生的原理进行的，离子反应会向着离子浓度减小的方向进行。制纯碱(Na2CO3),首先利用NaHCO3在溶液中溶液中溶解度较小制得NaHC03。再利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱。在饱和食盐水中通入氨气，形成饱和氨盐水，再向其中通入二氧化碳，第一步是氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵；第二步是碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀，碳酸氢钠溶解度较小而沉淀析出。根据NH4Cl在常温时的溶解度比NaCl大，而在低温下却比NaCl溶解度小的原理，在278K 283K(5°C 10°C )时，向母液中加入食盐细粉，而使NH4Cl单独结晶析出。因此联碱法生产的另一产品就是NH4Cl，为白色晶体，理论含N2量为26.2 %，可做氮肥。NH4Cl比重1.532，溶解热为16.73kJ/mol，在密闭条件加热至400°C熔化，在空气中加热至100°C时开始升华，337.8°C时分解为NH3和HCl。NH4Cl易吸潮结块，给贮存运输带来一定困难。利用联碱装置生产的粉状氯化铵(产品含氮在25%左右，水份含量小于1% ;NH4C1是一种良好的农用氮肥，特别适用生产复混肥料。氯化铵是铵态氮肥，氯化铵作为普通氮肥氮素不稳定，施入土壤以后，易产生氨挥发和转化为硝态氮而流失，发生强烈的硝化和反硝化作用，造成大量的氮素营养流失，肥效期短，氮素利用率低，市场前景不容乐观。目前我国氯化铵产 量呈稳定增长态势:2005年603万吨，2006年624万吨，2007年725万吨，2008年860万吨，2009年918万吨。2010年氯化铵产量已接近1000万吨。氯化铵在我国氮肥产量中的比重已由2005年的4%提高到现在的6%以上。我国的氯化铵几乎全部来自联碱生产，所以，氯化铵的开发利用又直接影响到我国联碱企业的健康发展。纯碱广泛用于建材、轻工、化工、冶金、纺织等工业部门和人们的日常生活中，纯碱工业堪称为“化工之母”。因此，开发长效氯化铵，再利用长效氯化铵为原料生产长效缓释复混肥料，提高氯化铵的氮素利用率和扩大氯化铵的应用范围，对于稳定我国联碱工业、促进农业生产发展、保护生态环境都十分重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用联碱法生产长效氯化铵为氮源的长效缓释复混肥料及制备方法。为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
—种利用联碱法生产长效氯化铵为氮源的长效缓释复混肥料:复混肥中有效含量按重量份数计，氮(N):磷(P2O5):钾(K2O) = 10-15: 8-12: 8_15，总养分含量为30-42 ;所述氮素为氯化铵和铵稳定剂混合而成；按重量份数计，其中氯化铵:铵稳定剂=I: 0.001-0.1 ;其中氯化铵为利用在联碱法生产纯碱工艺中的副产物氯化铵。所述铵稳定剂为双氰胺、3，4-二甲基吡唑磷酸盐、3，5-二甲基吡唑、3，5-二甲基吡唑磷酸盐、1-甲胺酰基-3-甲基吡唑、1-甲基吡唑-1羧酰胺、3-甲基吡唑、氮-吡啶(2-氯-6-(三氯甲基)-吡啶)或4-氯-3-甲基吡唑中的一种或几种。利用联碱法生产长效氯化铵为氮源的长效缓释复混肥料的制备方法，:按重量比例在联碱法生产纯碱工艺中的副产物氯化铵中添加铵稳定剂和/或增效剂溶于水、有机溶剂或载体中，通过搅拌泵机械混拌均匀或人工搅拌后，与粉状原料磷、钾肥以及辅料混合，通过团粒法，利用圆盘造粒或转鼓造粒机的滚动床，通过增湿、加热进行团聚造粒，得到复混肥。所述载体为甲醛、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、二氯甲烷或四氯化碳。在联碱法生产纯碱工艺中冷析和盐析结晶出来的氯化铵进入分离干燥前与添加铵稳定剂混合。所述磷肥原料为磷酸一铵、磷酸二铵、重过磷酸钙或过磷酸钙；钾肥原料为氯化钾或硫酸钾，辅料为稀土、腐植酸、珍珠盐或粘结剂。本发明原理:在原联碱法生产纯碱工艺中的氯化铵生产工艺基础上，添加铵稳定剂的配料装置、储料装置和定量给料装置系统，在原联碱法生产纯碱工艺中冷析和盐析结晶出来的氯化铵进入分离干燥装置之前加入铵稳定剂，使已加入的抑制剂与氯化铵在干燥过程中实现充分的混均，而后与粉状原料磷、钾肥以及辅料混合，通过团粒法，利用圆盘造粒或转鼓造粒机的滚动床，通过增湿、加热进行团聚造粒，得到复混肥。本发明所具有如下优点:1.长效/缓释 剂靶标精准，提高长效缓释复合肥的有效性。本发明是在联碱法生产纯碱在纯碱析出后的工艺中，在氯化铵产品生产干燥前工序中添加铵稳定剂制成长效或稳定的氯化铵氮素肥料。在以此为主要氮源制成长效/缓释复混肥料，使有限的长效/缓释剂发挥最大作用；2.实现复合肥中氮素缓急相济，短效与长效互补的高效复混肥料产品生产。本发明中既有氮素长效或稳定的氯化铵，效果稳定，又有氮素迅速的磷酸一铵、磷酸二铵，克服了长效复合肥通常在前期肥效不明显的缺点；3.提高氯化铵中氮素的利用率。提高氯化铵中氮素利用率10-20个百分点，减少氯化铵使用量20-50%以上；4.延长肥效期。实现以普通氯化铵为主要氮源的复混肥料中氯化铵肥效期从20-30天延长到80-100天，可以一次施肥免追肥；5.增加作物产量。在作物增产潜力范围内，与以普通氯化铵为主要氮源的复混肥料等氮量施肥，可提高作物产量在8-10%以上；6.实现联碱法装置生产企业可持续发展。本发明技术的应用，使联碱法生产纯碱的企业，同时生产长效缓释复混肥料，降低生产成本，增加经济效益。使以氯化铵为主要氮源的复混肥料产品成本降低、性能提高。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明。以原联碱法生产纯碱工艺中生产副产品氯化铵生产工艺基础上，利用联碱法生产纯碱工艺装置系统进行生产长效氯化铵，再以长效氯化铵为氮源生产长效缓释复混肥。实施例1:制备I吨长效缓释复混肥料，其中氮、磷、钾肥中有效含量按重量份数计，氮(N):磷(P2O5):钾(K2O)为 10: 8: 8。将327kg长效缓释氯化铵(含N25% )、182kg磷酸一铵(P2O5 44%,N10% ) U34kg氯化钾(含K2O 60% )和辅料稀土 357kg混合。将上述比例物料通过圆盘造粒或转鼓造粒机的滚动床进行团粒法造粒，即得长效缓释复混肥料。其中长效缓释氯化铵，将双氰胺加入质量百分比37%的甲醛溶液中于配料装置中充分溶解，而后储存于储料装置，利用定量装置系统，如计量泵，将双氰胺溶液与在原联碱法生产纯碱工艺中冷析和盐析结晶出来的氯化铵进入分离干燥装置之前充分混合，经过分离干燥，待用；其中以100份(质量)氯化铵计，添加I份双氰胺。实施例2:制备I吨长效缓释复混肥料，其中氮、磷、钾肥中有效含量按重量份数计，氮(N):磷(P2O5):钾(K2O)为 15: 12: 14。将491kg长效缓释氯化铵(含N25%)、273kg磷酸一铵(P2O5 44%,N10% ) ,233kg氯化钾(含K2O 60%)、辅料稀土 3kg混合。将上述比例物料通过圆盘造粒或转鼓造粒机的滚动床进行团粒法造粒，即得长效缓释复混肥料。其中长效缓释氯化铵，将3，4_ 二甲基吡唑磷酸盐加入水、质量百分比37%的甲醛或质量百分比95%的乙醇溶液中于配料装置中充分溶解，而后储存于储料装置，利用定量装置系统，如计量泵，将3，4-二甲基吡唑磷酸盐与在原联碱法生产纯碱工艺中冷析和盐析结晶出来的氯化铵进入分离干燥装置之前充分混合，经过分离干燥，待用；其中以100份(质量)氯化铵计，添加0.5份3，4- 二甲基吡唑磷酸盐。实施例3:制备I吨长效缓释复混肥料，其中氮、磷、钾肥中有效含量按重量份数计，氮(N):磷(P2O5):钾(K2O)为 12: 12: 12。将387kg长效缓释氯化铵(含N24% )、273kg磷酸一铵(P2O5 44%,N10% ) ,200kg氯化钾(含K2O 60%)、辅料稀土 140kg混合。将上述比例物料通过圆盘造粒或转鼓造粒机的滚动床进行团粒法造粒，即得长效缓释复混肥料。其中长效缓释氯化铵，将氮-吡啶加入质量百分比37%的甲醛、乙醇溶液或水中于配料装置中充分溶解，而后储存于储料装置，利用定量装置系统，如计量泵，将氮-吡啶与在原联碱法生产纯碱工艺中冷析和盐析结晶出来的氯化铵进入分离干燥装置之前充分混合，经过分离干燥，待用；其中以100份(质量)氯化铵计，添加I份氮-吡啶。实施例4: 制备I吨长效缓释复混肥料，其中氮、磷、钾肥中有效含量按重量份数计，氮(N):磷(P2O5):钾(K2O)为 12: 12: 15。
将371kg长效缓释氯化铵(含N25%)、273kg磷酸一铵(P2O5 44%,N10% ) ,300kg硫酸钾(含K2O 50% )、辅料稀土 56kg混合。将上述比例物料通过圆盘造粒或转鼓造粒机的滚动床进行团粒法造粒，即得长效缓释复混肥料。其中长效缓释氯化铵，将双氰胺、3，4_ 二甲基吡唑磷酸盐加入质量百分比37%的甲醛、乙醇溶液或水中于配料装置中充分溶解，而后储存于储料装置，利用定量装置系统，如计量泵，将双氰胺、3，4-二甲基吡唑磷酸盐混合溶液与在原联碱法生产纯碱工艺中冷析和盐析结晶出来的氯化铵进入分离干燥装置之前充分混合，经过分离干燥，待用；其中以100份(质量)氯化铵计，添加2份双氰胺，0.5份3，4-二甲基吡唑磷酸盐。实施例5:制备I吨长效缓释复混肥料，其中氮、磷、钾肥中有效含量按重量份数计，氮(N):磷(P2O5):钾(K2O)为 15: 10: 15。将462kg长效缓释氯化铵(含N24%)、218kg磷酸二铵(P2O5 46%,N18% ) ,300kg硫酸钾(含K2O 50% )、辅料稀土 20kg混合。将上述比例物料通过圆盘造粒或转鼓造粒机的滚动床进行团粒法造粒，即得长效缓释复混肥料。将双氰胺和氮-吡啶加入质量百分比37%的甲醛、乙醇溶液或水中于配料装置中充分溶解，而后储存于储料装置， 利用定量装置系统，如计量泵，将双氰胺和氮-吡啶混合溶液与在原联碱法生产纯碱工艺中冷析和盐析结晶出来的氯化铵进入分离干燥装置之前充分混合，经过分离干燥，待用；其中以100份(质量)氯化铵计，添加I份双氰胺，0.1份氮-吡啶。实施例6:制备I吨长效缓释复混肥料，其中氮、磷、钾肥中有效含量按重量份数计，氮(N):磷(P2O5):钾(K2O)为 15: 10: 15。将444kg 氯化铵(含N 25% )、218kg 磷酸二铵(P2O5 46%，N18% )、300kg 硫酸钾(含K2O 50% )与4.4kg双氰胺均匀混合，在添加33.6kg辅料稀土混合。将上述比例物料通过圆盘造粒或转鼓造粒机的滚动床进行团粒法造粒，即得长效缓释复混肥料。效果实验:利用实施例2所生产的肥料在玉米上应用效果:效果试验1:所用种植品种为新东单90。亩施实施例3所制肥料纯氮12kg量；对照施普通氯化铵纯氮15kg，磷酸一铵量为P2O5 12kg，氯化钾量为K2O 12kg，一次做底肥施入。施用效果如表I所示。表1.减少施氮量的试验效果
肥料玉米亩产量kg 增产％节氮肥％
普通氯化铵 748α α
长效氯化铵756170720.00效果试验2:
所用种植品种为新东单90。亩施实施例3所制肥料纯氮12kg ;对照施普通氯化铵纯氮12kg，磷酸一铵量为P2O5 12kg，氯化钾量为K2O 12kg，一次做底肥施入。施用效果如表2所示。表2.相同施氮量的试验效果
权利要求
1.一种利用联碱法生产长效氯化铵为氮源的长效缓释复混肥料，其特征在于:复混肥中有效含量按重量份数计，氮(N):磷(P2O5):钾(K2O) = 10-15: 8-12: 8_15，总养分含量为30-42 ;所述氮素为氯化铵和铵稳定剂混合而成；按重量份数计，其中氯化铵:铵稳定剂=I: 0.001-0.1 ;其中氯化铵为利用在联碱法生产纯碱工艺中的副产物氯化铵。
2.按权利要求1所述的利用联碱法生产长效氯化铵为氮源的长效缓释复混肥料，其特征在于:所述铵稳定剂为双氰胺、3，4-二甲基吡唑磷酸盐、3，5-二甲基吡唑、3，5-二甲基吡唑磷酸盐、1-甲胺酰基-3-甲基吡唑、1-甲基吡唑-1羧酰胺、3-甲基吡唑、氮-吡啶(2-氯-6-(三氯甲基)-吡啶)或4-氯-3-甲基吡唑中的一种或几种。
3.—种权利要求1所述利用联碱法生产长效氯化铵为氮源的长效缓释复混肥料的制备方法，其特征在于:按重量比例在联碱法生产纯碱工艺中的副产物氯化铵中添加铵稳定剂和/或增效剂溶于水、有机溶剂或载体中，通过搅拌泵机械混拌均匀或人工搅拌后，与粉状原料磷、钾肥以及辅料混合，通过团粒法，利用圆盘造粒或转鼓造粒机的滚动床，通过增湿、加热进行团聚造粒，得到复混肥。
4.权利要求3所述利用联碱法生产长效氯化铵为氮源的长效缓释复混肥料的制备方法，其特征在于:所述载体为甲醛、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、二氯甲烷或四氯化碳。
5.权利要求3所述利用联碱法生产长效氯化铵为氮源的长效缓释复混肥料的制备方法，其特征在于:在联碱法生产纯碱工艺中冷析和盐析结晶出来的氯化铵进入分离干燥前与添加铵稳定剂混合。
6.权利要求3所述利用联碱法生产长效氯化铵为氮源的长效缓释复混肥料的制备方法，其特征在于:所述磷肥原料为磷酸一铵、磷酸二铵、重过磷酸钙或过磷酸钙；钾肥原料为氯化钾或硫酸钾，辅 料为稀土、腐植酸、珍珠盐或粘结剂。
全文摘要
本发明涉及长效缓释复混肥料，具体地说是一种利用联碱法生产纯碱工艺中所得副产品氯化铵为氮源的长效缓释复混肥料及制备方法。复混肥中有效含量按重量份数计，氮(N)∶磷(P2O5)∶钾(K2O)＝10-15∶8-12∶8-15，总养分含量为30-42；所述氮素为氯化铵和铵稳定剂混合而成；按重量份数计，其中氯化铵∶铵稳定剂＝1∶0.001-0.1；其中氯化铵为利用在联碱法生产纯碱工艺中的副产物氯化铵。本发明生产的长效缓释复混肥料具有长效/缓释剂靶标精准，复合肥的有效性提高氯化铵中氮素利用率10-20个百分点，减少氯化铵使用量20-50％。
文档编号C05G3/08GK103073366SQ201110329990
公开日2013年5月1日 申请日期2011年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者李东坡, 武志杰, 于德清 申请人:中国科学院沈阳应用生态研究所