专利名称：一种硫基尿素磷铵钾缓释型高效复合肥及制作工艺新技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用硫酸、尿素、硫酸钾、表面活性剂、固化剂和磷酸一铵合成的硫基尿素磷铵钾缓释型高效复合肥(以下简称“SUPAP”复合肥)及其制作工艺新技术。
国内外众多复混肥料生产厂，普遍采用的生产工艺方法(以下简称传统工艺方法是)原辅材料多需经粉碎、过筛、计量配料、机械混合、造粒、干燥、冷却、成品筛分及产品包装等七～八道工序才能完成复混肥生产全过程。因上述传统工艺方法在生产复混肥时，其主要养分氮、磷、钾等含量的配料变化调节十分方便灵活，所以被众多复混肥生产厂采用。但该法存在工艺流程较长、设备较多、维修不便、生产能耗较高以及制作的产品多为速效型化肥品种。因此，种植作物施用后，其肥的养分作用时间较短、养分流失较大而导致肥料的有效养分利用率相对较低的不足缺陷。
本发明的目的在于提供一种利用尿素、磷酸一铵、硫酸钾等作为“SUPAP”复合肥中氮、磷、钾等主要养分元素材料，以硫酸作为尿素的酸性溶解剂和“SUPAP”复合肥中硫养分元素及“SUPAP”复合肥固化结晶时的主要加合物(四尿素硫酸钙)的酸性中和剂；以表面活性剂作为“SUPAP”复合肥制作时的缓时固化剂和防结块疏松剂；再以固化剂作为“SUPAP”复合肥的固化结晶骨架和调节酸碱性的碱性中和剂进行一步加合反应制取的。其工艺流程简单、制造成本低、三废为零排放，产品肥效好，作用时间缓、稳、长，养分利用率高及适用于各种土壤和各种农作物的“SUPAP”复合肥及其制作工艺新技术。
本发明的上述目的是通过这样的技术方案实现的即一种利用硫酸、尿素、硫酸钾、表面活性剂、固化剂和磷酸一铵合成的“SUPAP”复合肥，其特征是采用88％±2％浓度的硫酸溶解尿素后，得到一种酸性较强的硫酸脲溶液，再加入硫酸钾、表面活性剂、固化剂和磷酸一铵，通过一步加合成反应产生。
本发明的上述合成“SUPAP”复合肥是采用这样的工艺技术制成的即用硫酸溶液溶解尿素，加入硫酸钾和表面活性剂后，再加入固化剂和磷酸一铵，从而得到一种使整个物料反应体系易于缓时固化结晶的料浆状预固体。
上述工艺技术可通过附图
给出的“SUPAP”复合肥制作原则工艺流程框图进一步说明。
附图为本发明的“SUPAP”复合肥制作原则工艺流程框图。
参见附图先将浓度为88％±2％的硫酸放入带搅拌和夹套加热装置的混合化成反应器中，通蒸汽加热至86℃±2℃时，按所产“SUPAP”复合肥中所需的氮、磷、钾浓度含量规格计量投入尿素，搅拌溶解后，将此溶液升温加热至90℃±2℃时，投入硫酸钾和浓度为40％～60％的表面活性剂溶液，搅匀后，再投入固化剂和磷酸一铵，并迅速搅匀2～4min后停止搅拌，反应器中的物料反应温度控制在102～104℃之间，经45～55min左右的加合反应后，得到结晶颗粒状的“SUPAP”复合肥新品种。
在上述合成“SUPAP”复合肥的投料配方及工艺过程中，最佳实施例是反应物中硫酸与尿素的投料比例为0.64mol硫酸∶3.16～6.66mol尿素；尿素与硫酸钾的投料比例为3.16～6.66mol尿素∶1.72～0.69mol硫酸钾；尿素与磷酸一铵的投料比例为3.16～6.66mol尿素∶2.61～1.38mol磷酸一铵；表面活性剂采用40％～60％浓度的烷基磺酸钠溶液，最佳用量为反应物总质量的2.4％；固化剂采用氧化钙，最佳用量为反应物总质量的2％～8％。
本发明的制作工艺中是以氧化钙中和硫酸脲后所形成的四尿素硫酸钙的稳定加合物为主要固化结晶之骨架，通过引入表面活性剂烷基磺酸钠所具有的优良渗透和发泡性质，促使整个物料反应体系在加合反应中起到一种良好的缓时固化结晶及有利于形成均质加合反应的作用下制得的“SUPAP”复合肥。
本发明的制作工艺中，“钾”养分材料还可以采用氯化钾，“磷”养分材料还可以采用磷酸二铵、重钙和磷酸，固化剂还可以采用碳酸钙和磷矿粉，表面活性剂还可以采用渗透剂BX。
本发明由于上述配方和制作工艺技术而具有以下优点1、在“SUPAP”复合肥的制作过程中，三废为零排放，属创新环保型清洁生产工艺技术。
2、“SUPAP”复合肥的生产能耗比传统工艺方法(耗电约30～40度/吨)更低，吨产品耗电仅15度电左右，节能达50％以上，属高效节能型工艺技术。
3、“SUPAP”复合肥的生产设备比传统工艺方法(需七～八道工序才能完成全过程)更简化，仅需物料混化加合反应、造粒和产品包装三道工序。因此，两者比较，本发明的工艺设备可节省60％以上的投资，属设备少，装置利用率高而运行费用相对较低的革新生产工艺流程。
4、在“SUPAP”复合肥制作中，氮、磷、钾等主要养分含量的调节范围十分方便灵活，可根据用户需要制作出高(NPK≥40％)、中(NPK≥30％)、低(NPK≥25％)各种规格浓度的“SUPAP”复合肥产品。
5、本发明的“SUPAP”复合肥，其氮、磷、钾等主要养分物质的主要组成分别为稳定的四尿素硫酸钙、二尿素磷酸一钙和二尿素硫酸钾加合物；因此，可以有效地控制氮、磷、钾的释放，以此达到充分满足作物特定的生长周期和全生长过程中对氮、磷、钾等主要养分元素的持续需要，加之富含作物生长必须的“钙和硫”等中量养分元素，所以“SUPAP”复合肥还兼具化肥速效性和农家肥持久性的特点。
6、本发明的“SUPAP”复合肥属新的化肥品种，它的理化性质较好，产品不易结块，便于储存运输，并可满足机械化施肥的要求。
权利要求
1.一种利用硫酸、尿素、硫酸钾、表面活性剂、固化剂和磷酸一铵合成的硫基尿素磷铵钾缓释型高效复合肥，其特征是采用88％±2％浓度的硫酸溶解尿素后，得到一种酸性较强的硫酸脲溶液，再加入硫酸钾、表面活性剂、固化剂和磷酸一铵，通过一步加合反应产生。
2.一种利用硫酸、尿素、硫酸钾、表面活性剂、固化剂和磷酸一铵合成的硫基尿素磷铵钾缓释型高效复合肥的制作工艺技术，其特征在于用硫酸溶液溶解尿素，加入硫酸钾和表面活性剂后，再加固化剂和磷酸一铵，从而得到一种使整个物料反应体系易于缓时固化结晶的料浆状预固体。
3.根据权利要求2所述的利用硫酸、尿素、硫酸钾、表面活性剂、固化剂和磷酸一铵合成的硫基尿素磷铵钾缓释型高效复合肥的制作工艺技术，其特征是先将浓度为88％±2％的硫酸放入带搅拌和夹套加热装置的混合化成反应器中，通蒸汽加热至86℃±2℃时，按所产“SUPAP”复合肥中所需的氮、磷、钾浓度含量规格计量投入尿素，搅拌溶解后，将此溶液升温加热至90℃±2℃时，投入硫酸钾和浓度为40％～60％的表面活性剂溶液，搅匀后，再投入固化剂和磷酸一铵，并迅速搅匀2～4min后停止搅拌，反应器中的物料反应温度控制在102～104℃之间，经45～55min左右的加合反应后，得到结晶颗粒状的“SUPAP”复合肥新品种。
4.根据权利要求2、3所述的硫基尿素磷铵钾缓释型高效复合肥的制作工艺技术，其特征在于反应物中硫酸与尿素的投料比例为0.64mol硫酸3.16～6.66mol尿素；尿素与硫酸钾的投料比例为3.16～6.66mol尿素1.72～0.69mol硫酸钾；尿素与磷酸一铵的投料比例为3.16～6.66mol尿素2.61～1.38mol磷酸一铵；表面活性剂采用40％～60％浓度的烷基磺酸钠溶液，最佳用量为反应物总质量的2.4％；固化剂采用氧化钙，最佳用量范围为反应物总质量的2％～8％。
5.根据权利要求2所述的利用硫酸、尿素、硫酸钾、表面活性剂、固化剂和磷酸一铵合成的硫基尿素磷铵钾缓释型高效复合肥的制作工艺技术，其特征是“钾”养分材料还可以采用氯化钾，“磷”养分材料还可以采用磷酸二铵、重钙和磷酸。
6.根据权利要求2所述的利用硫酸、尿素、硫酸钾、表面活性剂、固化剂和磷酸一铵合成的硫基尿素磷铵钾缓释型高效复合肥的制作工艺技术，其特征是表面活性剂还可以采用渗透剂BX，固化剂还可以采用碳酸钙和磷矿粉。
全文摘要
本发明涉及利用硫酸、尿素、硫酸钾、表面活性剂、固化剂和磷酸一铵合成的硫基尿素磷铵钾缓释型高效复合肥及其制作工艺新技术。其中由采用88％±2％浓度的硫酸溶解尿素后，得到一种酸性较强的硫酸脲溶液，再加入硫酸钾、表面活性剂、固化剂和磷酸一铵，通过一步加合反应产生。本发明由于所述配方和制作工艺技术而具有的优点是可根据用户需要制作出适合于各种土壤和农作物的高(NPK≥40％)、中(NPK≥30％)、低(NPK≥25％)浓度的“SUPAP”复合肥产品，并且工艺简单、制作成本低及三废为零排放的环保型清洁生产工艺新技术。
文档编号C05C9/00GK1521151SQ0310393
公开日2004年8月18日 申请日期2003年2月11日 优先权日2003年2月11日
发明者田绍明 申请人:田绍明