专利名称：长效玉米专用控释肥及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种缓控释肥及其制备方法，特别是玉米专用缓控释肥及其制备方法。
背景技术：
在已有技术中，玉米专用肥是由含有氮、磷、钾的单质化肥和微肥按照一定比例混合而成。所用肥料原料中的氮肥如尿素、氯化铵、硫酸铵、碳酸氢铵等，在石灰性土壤上施用后很容易产生氨挥发损失，同时，经土壤中的硝化细菌作用转变为硝态氮后，则更易淋失和流失；而肥料中的磷素也较易与土壤中的钙镁铁铝等离子化合生长难溶性沉淀；钾素则易被2∶1型粘土矿物固定；不仅导致肥料的利用率较低，造成资源浪费，而且肥料中养分的淋失和流失还会导致水体的富营养化污染。
为延长肥效时间，现有的缓释性肥料是在肥料中加入1.5-2.0％的控释添加剂，例如中国专利申请公开(CN1308042A)，控释添加剂选用腐殖酸、双氰胺、氢醌。还有的包膜型控释肥料是在肥料核心的外面有缓释放的包膜涂层，包膜材料选择聚合物，例如美国某公司申请的中国专利(ZL95190939.8)，是由两个串联的旋转筒在尿素颗粒的表面先喷涂一层硫涂层，然后再喷涂一层二异氰酸酯类的聚合物密封剂。这种二次喷涂工艺占地较大、设备投资较多、制备流程复杂，影响了肥料的推广使用，且单纯的尿素颗粒并不适于玉米整个生育期施用，其肥料养分的释放曲线与玉米需肥的吸收曲线常常不一致。传统的缓释性肥料所含有效成分单一，无法满足玉米生长对营养成分的需求。现有缓释性肥料的包膜材料还存在韧性不好的问题，包膜层易破裂，影响肥料的缓释作用。包膜材料的加工方法复杂，包膜涂层与肥料核心之间的附着性差，需进行二次喷涂或较长的喷涂时间，肥料的制备方法复杂、投入成本较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种长效玉米专用控释肥及其制备方法，现有的缓释性肥料包膜层韧性差、易脆、易脱落、易破碎、附着性和封闭连续性较差的技术问题；解决现有的缓释性肥料制备工艺复杂的问题；并且解决现有肥料成分无法满足玉米生长对营养成分的需求的问题。
本发明的技术方案 一种长效玉米专用控释肥，是肥料核心外包缓释包膜层的固体颗粒状，其肥料的核心含有根据玉米生长需要的氮、磷、钾元素，其特征在于 肥料核心占肥料总重量的80～92％，其中氮肥、磷肥和钾肥分别以纯氮、五氧化二磷、氯化钾计算的重量和是肥料总重量的25％～50％，重量比为2～4∶1～2∶1～3； 包膜涂层占肥料总重量的8～20％，其中各成分占缓释包膜层总重量的百分比为 69.5-93％的硫磺； 5-30％的聚乙烯蜡； 0.5～2％的流平剂。
上述氮肥是尿素、硝酸铵、氯化铵、碳酸氢铵、硫酸铵任意一种或两种以上的混合物。
上述磷肥是磷酸铵、过磷酸钙或磷酸铵与过磷酸钙的混合物。
上述钾肥是硫酸钾、氯化钾或硫酸钾与氯化钾的混合物。
上述肥料核心中还有占肥料核心总量1-5％的添加剂，添加剂为尿酶抑制剂、黄腐酸、轻质碳酸钙。
上述肥料核心中还含有0-5％的复合微肥，复合微肥是硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、硼酸或上述两种或两种以上的混合物。
上述缓释包膜层还添加有占包膜涂层总量0-10％的蒙脱石。
一种长效玉米专用控释肥的制备方法，其特征在于有如下步骤 (1)、预制肥料核心将各单质肥料按比例投入搅拌混合器中，混合均匀，造粒，烘干，筛分成固体颗粒； (2)、预制缓释包膜层的材料在120～160℃把硫磺熔融，加入硫磺重量约5-15％的300目的蒙脱石作为释放调节剂，搅拌均匀、再加入流平剂0.5～2％搅拌均匀成熔融态硫磺； (3)、喷涂缓释包膜层把完成造粒的肥料核心送入流化床涂膜机中，用雾化装置将熔融态硫磺和聚乙烯蜡同步喷涂于肥料核心的表面，缓释包膜层加工好之后，待膜固化反应完全，冷却、包装。
在步骤(1)中的造粒工序中，可采用转鼓蒸汽造粒、圆盘造粒或喷浆造粒工艺；烘干窑的烘干成粒温度为80-20℃；筛分工序中，其核心是粒径为3-4.5mm的圆球型颗粒状肥料。
在步骤(3)中的喷涂缓释包膜层工序是在80-120℃条件下用流化床进行涂覆。
有益效果本发明的长效玉米专用控释肥核心含有专门适用于玉米的氮肥、磷肥、钾肥和复合微肥等有效成份，根据玉米的需肥比例和需肥时间，先将玉米生长需要的氮、磷、钾等大量元素和微量元素用单质或化成复合肥料按照适宜的比例，经粉碎、造粒、烘干等工艺加工成肥料核心后，再通过一个转鼓流化床工艺同步喷涂具有一定厚度的包膜涂层。该包膜涂层是改性硫磺复合涂层，硫磺改性剂聚乙烯蜡占膜重量的5-30％，其作用是改善硫磺复合膜的性质，提高包膜层的韧性，克服硫磺性脆、不耐冲击、易脱落、易破碎等缺点，增强了包膜涂层与肥料核心之间的附着性，涂层封闭连续性好。有机硅流平剂的作用是降低熔融液体的表面张力和溶液的粘滞度，有利于膜喷涂的均匀；蒙脱石具有吸湿涨缩性，可调控水分进入膜内的速度，控制养分的释放。该肥料的制备方法是一次喷涂完成，工艺占地较少、设备投资较小、制备流程简单、耗能较少，包膜材料成本低、肥料价格大大降低。
本发明长效玉米专用控释肥中各养分的配比非常适合玉米生长的需要，由于长效玉米专用控释肥中有控制释放的包膜，其养分释放曲线与玉米需肥的吸收曲线一致，如图2所示，能够及时满足玉米对养分的需求，同时又可控制释放，防止养分被淋失和固定，提高肥料利用率5个百分点以上。本发明在播种时施用长效玉米专用控释肥，或套种的玉米在出苗后追施一次，既可以调控养分释放、延长肥效时间，又能够满足玉米整个生育期对肥料的需要，不需在玉米的生育期中再追肥。该肥料具有一次施肥可满足玉米全生育期对养分需要的特点，肥效长久而安全，施肥简便、节省肥料，节省用工、提高肥效、保护环境，既可以作为种肥、基肥一次施入，也可在玉米出苗后以追肥的形式施入，可在玉米生长期间持续供应玉米养分，根据玉米的生育期，其养分释放时间可设定为45～90天。通过降低肥料用量，既可节省肥料资源而又不需要农民增加投资，是环保型、傻瓜型的玉米专用肥。
本控释肥生产方法也可用于尿素、硫酸钾、磷酸铵等颗粒肥，生产控释一元或二元肥料。
具体实施例方式 这种长效玉米专用控释肥，是肥料核心外包缓释包膜层的固体颗粒状，其肥料的核心含有根据玉米生长需要的氮、磷、钾元素，肥料核心占肥料总重量的80～92％，其中氮肥、磷肥和钾肥分别以纯氮、五氧化二磷、氯化钾计算的重量和是肥料总重量的25％～50％，重量比为2～4∶1～2∶1～3。
包膜涂层占肥料总重量的8～20％，其中各成分占缓释包膜层总重量的百分比为69.5-93％的硫磺；5-30％的聚乙烯蜡；0.5～2％的流平剂。
实施例1长效玉米专用控释肥中的氮肥是尿素、硝酸铵、硫酸铵；磷肥是重过磷酸钙、磷酸一铵、磷酸二铵；钾肥是硫酸钾、氯化钾，及微量元素肥料硫酸锌、硫酸亚铁、硫酸锰、钼酸铵等。养分比例为4∶1∶2，养分总含量为40±1％。长效玉米专用控释肥可用如下步骤制备 (1)、预制肥料核心将127.3kg养分含量为12-55-0的粉状磷酸一铵，280.0kg的K2O含量为50％的硫酸钾，250kg的粉状尿素，17.2kg添加剂投入搅拌混合器中，混合均匀。
将已混合均匀的粉状磷酸一铵、硫酸钾、粉状尿素、添加剂送入造粒滚筒中。
将325.5kg尿素熔融，采用喷浆造粒工艺，将其喷涂在造粒筒中的肥料混合料中，再经烘干、筛分成适宜粒径大小、养分含量28∶7∶14的肥料核心。
(2)、预制包膜材料在120～160℃把160kg硫磺熔融，加入硫磺重量约16kg、粒度为300目的蒙脱石作为释放调节剂，搅拌均匀、再加入0.5kg的有机硅流平剂搅拌均匀成熔融态硫磺。
(3)、喷涂包膜把完成造粒的肥料核心送入流化床涂膜机中，用雾化装置将熔融态硫磺和23.5kg聚乙烯蜡同步喷涂于肥料核心的表面，包膜加工好之后，即为长效玉米专用控释肥。
该长效玉米专用控释肥的组成和含量是长效玉米专用控释肥中的氮、磷、钾折合成氮、五氧化二磷、氯化钾后，三者的重量和是长效玉米专用控释肥重量的40.83％；三者的重量比是4∶1∶2，控释膜的重量占肥料总重量的16.67％，控释期为90天。
如果把完成造粒的玉米专用肥送入流化床涂膜机中，用加有19.2kg粒度为300目蒙脱石粉、0.6kg有机硅流平剂的192kg熔融硫磺，28.2kg聚乙烯蜡同步喷涂于玉米专用肥颗粒表面。则该长效玉米专用控释肥的组成和含量是长效玉米专用控释肥中的氮、磷、钾折合成氮、五氧化二磷、氯化钾后，三者的重量和是长效玉米专用控释肥重量的39.51％；三者的重量比是4∶1∶2，控释膜的重量占肥料总重量的19.35％，控释期为120天。
该类长效玉米专用控释肥适于缺氮、而供应磷钾能力较强的土壤。
实施例2养分比例为2.2∶1∶1，养分总含量为35±1％，含微量元素锌的长效玉米专用控释肥可用如下步骤制备。
(1)、预制肥料核心把100kg养分含量为12-55-0的粉状磷酸一铵，166.70kg的K2O含量为60％的氯化钾，128.6kg五氧化二磷含量为35％的粉状重过磷酸钙，氮素含量34％硝酸铵103.0kg，含氮20％的硫酸铵65.0kg，69.6kg的粉状尿素，含锌量24％硫酸锌41.7kg，25.4kg添加剂混合均匀。已混合均匀的上述肥料送入造粒滚筒中。
把300.0kg尿素熔融，采用喷浆造粒工艺，将熔融的300kg尿素全部喷涂在造粒筒中的肥料混合料中，并控制达到适宜的粒径大小，为养分含量22∶10∶10的玉米专用肥(还含有1％的微量元素锌)。该造粒工序可采用转鼓蒸汽造粒、圆盘造粒或喷浆造粒工艺。在烘干工序中，烘干窑的烘干成粒温度为80℃、90℃、100℃、110℃或120℃。在筛分工序中，其核心是粒径为3-4.5mm的圆球型颗粒状肥料。
(2)、预制包膜材料在120℃、130℃、140℃、150℃或160℃温度下把硫磺熔融，加入硫磺重量约5-15％的300目的蒙脱石作为释放调节剂，搅拌均匀、再加入有机硅流平剂0.5～2％搅拌均匀成熔融态硫磺。
(3)、喷涂包膜把完成造粒的玉米专用肥送入流化床涂膜机中，用加有16kg粒度为300目蒙脱石粉、0.5kg有机硅流平剂的160kg熔融硫磺，23.5kg聚乙烯蜡同步喷涂于玉米专用肥颗粒表面，在80℃、90℃、100℃、110℃或120℃条件下，用流化床进行涂覆。把专用肥用改性硫磺包膜加工好之后，即为长效玉米专用控释肥。该长效玉米专用控释肥的组成和含量是长效玉米专用控释肥中的氮、磷、钾折合成氮、五氧化二磷、氯化钾后，三者的重量和是长效玉米专用控释肥重量的35.0％；三者的重量比是2.2∶1∶1，控释膜的重量占肥料总重量的16.67％，控释期为90天。
如果把完成造粒的玉米专用肥送入流化床涂膜机中，用加有19.2kg粒度为300目蒙脱石粉、0.6kg有机硅流平剂的192kg熔融硫磺，28.2kg聚乙烯蜡同步喷涂于玉米专用肥颗粒表面。则该长效玉米专用控释肥的组成和含量是长效玉米专用控释肥中的氮、磷、钾折合成氮、五氧化二磷、氯化钾后，三者的重量和是长效玉米专用控释肥重量的33.87％；三者的重量比是2.2∶1∶1，适于高肥力的土壤；控释膜的重量占肥料总重量的19.35％，控释期为120天。
其它实施例 这种长效玉米专用控释肥，为固体颗粒状，其肥料的核心含有根据玉米生长需要的氮、磷、钾元素，在核心的外面有控制释放的包膜涂层，其核心由包含如下按重量百分比计算的单质肥料20-50％的尿素、10-25％的磷酸铵、20～30％的硫酸钾、1-5％的添加剂(如尿酶抑制剂、黄腐酸、轻质碳酸钙等)。20～30％的硫酸钾由15-25％的氯化钾替代。核心还可以含有0～10％的硝酸铵、0～5％的硫酸铵、0-10％的重过磷酸钙、0-5％的复合微肥(硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、硼酸)四种中的任意一种、两种、三种或四种的组合。核心所含的氮、磷、钾分别以纯氮、五氧化二磷、氯化钾计算的重量和是肥料总重量的25％～50％，重量比为2～4∶1～2∶1～3。
肥料核心组合配比选用实施例
其包膜涂层占肥料总重量的8～20％，其中各成分占包膜涂层总重量为69.5-93％的硫磺、5-30％的聚乙烯蜡、0.5～2％的有机硅流平剂。包膜涂层还含有0-10％的蒙脱石。
包膜涂层材料组合配比选用实施例
权利要求
1.一种长效玉米专用控释肥，是肥料核心外包缓释包膜层的固体颗粒状，其肥料核心含有供玉米生长需要的氮、磷、钾元素，其特征在于
肥料核心占肥料总重量的80～92％，其中氮肥、磷肥和钾肥分别以纯氮、五氧化二磷、氯化钾计算的重量和是肥料总重量的25％～50％，重量比为2～4∶1～2∶1～3；
包膜涂层占肥料总重量的8～20％，其中各成分占缓释包膜层总重量的百分比为
69.5-93％的硫磺；
5-30％的聚乙烯蜡；
0.5～2％的流平剂。
2.根据权利要求1所述的长效玉米专用控释肥，其特征在于上述氮肥是尿素、硝酸铵、氯化铵、碳酸氢铵、硫酸铵任意一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的长效玉米专用控释肥，其特征在于上述磷肥是磷酸铵、过磷酸钙或磷酸铵与过磷酸钙的混合物。
4.根据权利要求1所述的长效玉米专用控释肥，其特征在于上述钾肥是硫酸钾、氯化钾或硫酸钾与氯化钾的混合物。
5.根据权利要求1所述的长效玉米专用控释肥，其特征在于上述肥料核心中还有占肥料核心总量1-5％的添加剂，添加剂为尿酶抑制剂、黄腐酸、轻质碳酸钙。
6.根据权利要求1所述的长效玉米专用控释肥，其特征在于所述肥料核心中还含有0-5％的复合微肥，复合微肥是硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、硼酸或上述两种或两种以上的混合物。
7.根据权利要求1所述的长效玉米专用控释肥，其特征在于所述包膜涂层还添加有占缓释包膜层总量0-10％的蒙脱石。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的长效玉米专用控释肥的制备方法，其特征在于有如下步骤
(1)、预制肥料核心将各单质肥料按比例投入搅拌混合器中，混合均匀，造粒，烘干，筛分成固体颗粒；
(2)、预制缓释包膜层的材料在120～160℃把硫磺熔融，加入硫磺重量约5-15％的300目的蒙脱石作为释放调节剂，搅拌均匀、再加入流平剂0.5～2％搅拌均匀成熔融态硫磺；
(3)、喷涂缓释包膜层把完成造粒的肥料核心送入流化床涂膜机中，用雾化装置将熔融态硫磺和聚乙烯蜡同步喷涂于肥料核心的表面，形成缓释包膜层；
(4)缓释包膜层加工好之后，待膜固化反应完全，冷却、包装。
9.根据权利要求8所述的长效玉米专用控释肥的制备方法，其特征在于在步骤(1)中的造粒采用转鼓蒸汽造粒、圆盘造粒或喷浆造粒工艺；烘干成粒温度为80-20℃；筛分工序中，其核心是粒径为3-4.5mm的圆球型颗粒状肥料。
10.根据权利要求8所述的长效玉米专用控释肥的制备方法，其特征在于在步骤(3)中的喷涂缓释包膜层工序是在80-120℃条件下用流化床进行涂覆。
全文摘要
一种长效玉米专用控释肥及其制备方法，肥料核心占肥料总重量的80～92％，其中氮肥、磷肥和钾肥分别以纯氮、五氧化二磷、氯化钾计算的重量和是肥料总重量的25％～50％，重量比为2～4∶1～2∶1～3；包膜涂层占肥料总重量的8～20％，其中有69.5-93％的硫磺、530％的聚乙烯蜡、0.5～2％的流平剂。把硫磺熔融，加入蒙脱石搅拌均匀、再加入流平剂，搅拌均匀成熔融态硫磺。将熔融态硫磺和聚乙烯蜡同步喷涂于肥料核心的表面，形成缓释包膜层。该工艺占地较少、设备投资较小、耗能较少，具有一次施肥可满足玉米全生育期对养分需要的特点，肥效长久而安全，施肥简便。
文档编号C05G3/00GK101177365SQ200710202360
公开日2008年5月14日 申请日期2007年11月1日 优先权日2007年11月1日
发明者史衍玺, 杨守祥, 董树亭, 王空军, 董元杰, 孔凡美 申请人:山东农业大学