专利名称：生物降解型膨化缓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技术领域，特别是一种利用工农业废弃物的生物降解型膨化缓释化肥及其制造方法。
背景技术：
化肥的当季利用率低是造成江河湖海富氧化等污染，以及通过食物链进入人体对人类健康和生态环境构成威胁的重要原因之一。因此提高农用化学品利用率、研制环境友好缓释材料是世界各国化学化工界的一项十分重要而又非常紧迫的任务。其中，缓释/控释化肥具有与植物生理、生育模式相匹配的作用，使其在规定的时间按照预定的速度释放到周围环境，既可以提高利用率，降低劳动强度，又能减轻对环境的污染，因此备受各国学者的高度重视。
现有技术中，已经出现了采用可溶性脲甲醛树脂、热塑树脂、熔蜡、煤焦油、沥青等，通过包膜技术生产缓释化肥，或采用脲酶抑制剂型、聚丙烯酰胺、石蜡-天然松香、纳米材料、废旧农用塑料、以肥包肥等方式制备缓释化肥。但是这类缓释化肥存在两个主要问题一是污染环境，作为缓释材料的无机物(如硅、石膏、金属盐等)、有机高分子聚合物(如聚丙烯酰胺、树脂、聚烯烃、废旧农用塑料等)长期使用，会严重损害农田土壤正常结构，影响农作物的产量和质量，造成新的环境污染和生态系统不平衡；二是价格昂贵，这类缓释化肥通常是普通化肥的2-10倍。因此降低生产成本、易生物降解、不污染环境是各国科技工作者在缓释化肥领域的研究热点。
发明内容本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种生物降解型膨化缓释化肥及其制造方法，该缓释化肥采用价格低廉、在土壤中易降解成腐殖质的变质陈粮、油脚等工农业废弃物，加入化肥，通过调质、膨化、挤压造粒技术制造，有利于改善土壤结构，可减少化肥流失造成污染。
本发明为实现上述目的，公开了一种生物降解型膨化缓释化肥，其特征在于它是由变质陈粮、化肥及油脚按重量百分比为(14-28)∶(84-67)∶(2-5)组成。
本发明为实现上述目的，还公开了一种生物降解型膨化缓释化肥的制造方法。其特征在于所说的具体步骤如下(1)将变质陈粮粉碎，过筛取粒度＜3mm粉料；(2)将(1)项粉料送入搅拌罐内强烈的搅拌混合，同时通入压力为0.3-0.5MPa、温度为130-150℃不带冷凝水的干饱和蒸汽，进行调质；(3)将(2)项调质物和化肥按比例，在膨化机的螺杆转动和模头控制的共同作用下，挤压形成条状膨化物三维骨架结构；(4)将(3)项膨化物破碎成5-8mm长度颗粒，再向其表面喷洒油脚；(5)将(4)项物料送入造粒机制成圆柱状颗粒膨化缓释化肥，在化肥微粒表面形成致密的保护层。
本发明的有益效果是(1)本发明在土壤中膨化缓释层受微生物作用降解-脱落，变成腐殖质，整个释放过程基本不产生污染环境的残留物(生物降解率＞95％)；(2)均匀提供养分，减少农作物特别是叶菜类亚硝胺含量，达到安全生产之目的；(3)增加土壤中腐殖质含量，有利于改善土壤结构，提高农产品的产量和质量；减少化肥流失造成对土壤、大气、地下水资源、江河湖海的污染；降低石油、煤炭等不可再生资源的消耗；(4)价格低廉，该生物降解型膨化缓释化肥价格仅为美国、日本同类产品的1/3-1/7.5。
具体实施方式本发明将变质陈粮等工农业废弃物粉碎、调质后，按特定比例与化肥混均，通过膨化工艺制备膨化物，再破碎成5-8mm颗粒，喷洒油脚，进入造粒机制成圆柱状颗粒膨化缓释化肥。具体步骤如下(1)将变质陈粮粉碎，过筛取粒度＜3mm粉料；(2)将(1)项粉料送入搅拌罐内强烈的搅拌混合，同时通入压力为0.3-0.5MPa、温度为130-150℃不带冷凝水的干饱和蒸汽，进行调质；(3)将(2)项调质物和化肥按重量比(15-30)∶(85-70)，在膨化机的螺杆转动和模头控制的共同作用下，产生高压(10MPa)、高温(160℃)、高剪切现象，熔融状态的物料发生糊化，冷却后形成形成三维骨架结构；(4)将(3)项膨化物破碎成5-8mm颗粒，再向其表面喷洒2-5％油脚；(5)将(4)项物料送入造粒机制成圆柱状颗粒膨化缓释化肥，在化肥微粒表面形成致密的保护层。
所述变质陈粮指贮存过程中受到霉菌污染或虫、鼠、螨侵蚀的玉米、高粱、小麦、大麦、稻谷、粟等。
所述化肥为尿素、硫酸铵、硝酸铵、氯化铵、碳酸氢铵、过磷酸钙、钙镁磷肥、磷矿粉、硫酸钾、氯化钾、磷酸铵、硝酸磷肥、磷酸二氢钾、硝酸钾、硝磷钾肥等。
所述油脚为大豆、花生、菜籽、棉籽、胡麻、玉米胚、葵花籽等压榨、浸提得到粗油后，经水洗和精炼后的副产物。
所述膨化机为单螺杆挤压式膨化机或双螺杆挤压式膨化机。
所述造粒机为环模造粒机。
实施例1(1)除去杂质的变质玉米粉碎，过筛取粒度＜3mm粉料；(2)将(1)项粉料200kg送入搅拌罐内强烈的搅拌混合，同时通入压力为0.3MPa、温度为130℃不带冷凝水的干饱和蒸汽，进行调质；(3)将(2)项调质物和尿素按重量比20∶80混匀，在单螺杆挤压式膨化机的螺杆转动和模头控制的共同作用下，熔融状态的物料发生糊化，冷却后形成形成三维骨架结构；(4)将(3)项膨化物破碎成5mm颗粒，再向其表面喷洒膨化物重量2.5％的油脚；(5)将(4)项物料送入环模造粒机制成圆柱状颗粒膨化缓释化肥1025kg。
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(CEN)的缓释肥料特别工作组(IFSrf)检验缓释肥料的指标。
实施例2(1)除去杂质的变质小麦粉碎，过筛取粒度＜3mm粉料；(2)将(1)项粉料250kg送入搅拌罐内强烈的搅拌混合，同时通入压力为0.4MPa、温度为140℃不带冷凝水的干饱和蒸汽，进行调质；(3)将(2)项调质物和过磷酸钙按重量比25∶75混匀，在双螺杆挤压式膨化机的螺杆转动和模头控制的共同作用下，熔融状态的物料发生糊化，冷却后形成形成三维骨架结构；(4)将(3)项膨化物破碎成6mm颗粒，再向其表面喷洒膨化物重量3％的油脚；(5)将(4)项物料送入环模造粒机制成圆柱状颗粒膨化缓释化肥1030kg。
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(CEN)的缓释肥料特别工作组(IFSrf)检验缓释肥料的指标。
权利要求
1一种生物降解型膨化缓释化肥，其特征在于它是由变质陈粮、化肥及油脚按重量百分比为(14-28)∶(84-67)∶(2-5)组成。
2生物降解型膨化缓释化肥的制造方法，其特征在于所说的具体步骤如下(1)将变质陈粮粉碎，过筛取粒度＜3mm粉料；(2)将(1)项粉料送入搅拌罐内强烈的搅拌混合，同时通入压力为0.3-0.5MPa、温度为130-150℃不带冷凝水的干饱和蒸汽，进行调质；(3)将(2)项调质物和化肥按比例，在膨化机的螺杆转动和模头控制的共同作用下，挤压形成条状膨化物三维骨架结构；(4)将(3)项膨化物破碎成5-8mm长度颗粒，再向其表面喷洒油脚；(5)将(4)项物料送入造粒机制成圆柱状颗粒膨化缓释化肥，在化肥微粒表面形成致密的保护层。
3按照权利要求2所述的方法，其特征在于所说的变质陈粮指贮存过程中受到霉菌污染或虫、鼠、螨侵蚀的玉米、高粱、小麦、大麦、稻谷、粟中的一种或几种。
4按照权利要求2或3所述的方法，其特征在于所说的化肥为尿素、硫酸铵、硝酸铵、氯化铵、碳酸氢铵、过磷酸钙、钙镁磷肥、磷矿粉、硫酸钾、氯化钾、磷酸铵、硝酸磷肥、磷酸二氢钾、硝酸钾、硝磷钾肥中的一种或几种。
5按照权利要求2或3所述的方法，其特征在于所说的油脚为大豆、花生、菜籽、棉籽、胡麻、玉米胚或葵花籽在压榨、浸提得到粗油后，经水洗和精炼后的副产物。
6按照权利要求4所述的方法，其特征在于所说的油脚为大豆、花生、菜籽、棉籽、胡麻、玉米胚或葵花籽在压榨、浸提得到粗油后，经水洗和精炼后的副产物。
7按照权利要求2所述的方法，其特征在于所说的膨化机为单螺杆挤压式膨化机或双螺杆挤压式膨化机。
8按照权利要求2所述的方法，其特征在于所说的造粒机为环模造粒机。
全文摘要
本发明公开了一种生物降解型膨化缓释化肥及其制造方法。本发明将变质陈粮等工农业废弃物粉碎、调质后，按特定比例与化肥混均，通过膨化工艺制备膨化物，再破碎成5－8mm颗粒，喷洒油脚，进入造粒机制成圆柱状颗粒膨化缓释化肥。其优点是采用价格低廉、在土壤中易降解成腐殖质的变质陈粮、油脚等工农业废弃物，加入N、P、K等化肥，通过调质、膨化、挤压造粒技术，制备生物降解型膨化缓释化肥。可以改善土壤结构，提高农产品的产量和质量；减少化肥流失造成对土壤、大气、地下水资源、江河湖海的污染；降低石油、煤炭等不可再生资源的消耗。
文档编号C05G3/00GK1785928SQ20051001571
公开日2006年6月14日 申请日期2005年10月28日 优先权日2005年10月28日
发明者孙有光, 马建 申请人:天津理工大学