专利名称：大颗粒包膜控释肥料及其生产方法
技术领域：
本发明属于缓控释肥料生产领域，是利用复合(混)肥料或单质肥料等原料加工 成大球状颗粒，在其表面喷涂快速反应成膜组分，快速固化成膜形成大颗粒包膜控释肥料 及其生产方法。
背景技术：
目前，国内外包膜控释肥料类型主要有高分子聚合物包膜肥料和无机物包膜肥料 两大类。无论是哪一种控释肥料，均为小颗粒状控释肥料(粒径0.5-5mm)，颗粒小，表面积 就大，需要的包膜材料就多，成本就会增加许多，而且颗粒越小越多越不利于生产加工，而 且生产中耗费的能耗也会相应增加。例如，根据多年的控释肥研究与生产证明，采用流化床 生产小颗粒的控释肥料，需要的包膜材料一般不能少于4%，否则就会造成包膜不均，严重 影响控释肥料产品的质量。另外，目前在我国和其他国家的果树以及其它的多年生植物均采用普通常规肥料 或者小颗粒控释肥料(粒径0. 5-5mm)，必须一年至少两次追肥，费工费时(必须开沟施肥或 挖深穴施肥)，而且成本相对较高，每亩果园施一次肥就至少2-3个工，50元/个工，约合人 民币150元，因此如果一年只施一次肥料，就可减少一次用工，为果农节省成本。本发明，采用普通肥料为原料，将其加工成近似球形(5_15cm)，然后在其外表喷涂 一层反应膜，反应膜快速固化后即为大球形控释肥料。表面积大大减少，在相同控释时间的 条件下，包膜材料约是普通控释肥包膜材料的1/5-1/10，生产成本大大节省。经大量试验 证明，该控释肥料在果树上的氮肥利用率约是普通肥料的1. 5-2倍，如果大面积应用，可以 节省大量的肥料资源，减少因过量施肥而造成的面源污染等问题.另外，果农应用时也非 常方便，每颗果树下只需埋4-8个大球控释肥即可，且每年只需一次施肥，省工省时。另外， 该球状控释肥料的核芯肥料，采用机械挤压法加工而成，避免了普通肥料加工过程中的污 染和浪费等.例如；普通肥料首先需要将原料粉碎，然后加入水或蒸汽造粒，然后热空气烘 干，在用风冷却，这一过程消耗大量的电能和热能，同时又有大量的粉尘排出。而采用挤压 法加工成大球状颗粒，每吨消耗的电能只用普通肥料的一半，而且不需要加热和冷却，也无 粉尘和气体排出。因此加工和生产这种大颗粒包膜控释肥料即具有理论基础又具有重大的 社会和经济效益，因此具有开发和应用的广阔前景。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种比以往普通的包膜控释肥料颗粒大(直径 5-15cm)、减少颗粒表面积、减少包膜材料、降低包膜成本、减少污染和节约用工的新型大颗 粒包膜控释肥料及其加工方法。本发明的内容是其一是将普通的肥料原料经机械挤压成型后成球状大颗粒 (5-15cm)，或近似球状颗粒，施肥料核芯的密度加大，硬度加大，表面积减少(相对于普通 常规肥料)，可大量节省包膜材料，并减少包膜过程中的能耗和污染等；其二是用一种快速反应体系作为包膜材料(A组分为一种二氧化碳合成含有多醇基的高分子聚合物，B组分为 一种脂酸盐和氯化钙混合物)，喷涂在球状颗粒表面后可快速固化成膜，成膜的厚度和均勻 度可通过喷涂B组分的数量和比例来控制养分的释放；其三是在加热转过中先将大球状肥 料颗粒预热至一定温度后，将A组分均勻地喷涂到肥料颗粒上，然后在快速喷涂B组分，使 AB两组分在肥料表面快速固化成膜，形成均勻和致密的控释膜壳。首先将肥料原料经混合均勻后用液压挤压机挤压成大颗粒肥料，单颗粒需8-10 吨压力，直径为5_15cm，硬度大于12牛顿，然后将大颗粒肥料加入到热转鼓中，加热温度 为60-85°C，先在肥料颗粒表面喷涂A组分，即二氧化碳合成多醇基高分子聚合物，约占肥 料重量的0.5% -1.5% ；然后再喷涂B组分，S卩脂酸盐与氯化钙的混合物，约占肥料重量的 0. 5-1. 0%，喷雾压力为4-8KPa，固化时间为2_5分钟，固化成膜后尽快将肥料颗粒从包膜 转鼓中转出，冷却、包装、入库。加入的A组分为二氧化碳合成含有多醇基的高分子聚合物，例如乙酰化乙二醇， 乙酰化丙二醇和18碳二烯丙三醇等，A组分占肥料膜壳总重量的优选比例是50-70% ；B组 分为脂酸盐混合物，例如大豆油脂酸钠，蓖麻油酸钠，脂肪酸钾和硬脂酸钙等与氯化钙的混 合物。该组分中，B组分占膜壳总重量的优选比例是30-50% ；氯化钙占B组分总重量的的 优选比例是10-30%。本发明的显著效果是产品的养分释放率和释放期可依据A和B组分两者的数量 和比例来调节，可精确的控制在1个月到24个月不等。并可以调节养分的释放高峰期，对 控释期较长的包膜肥料，可以使其释放出现多重高峰期。另外还可将具有不同释放期和不 同释放高峰特征的产品按照设定的比例掺混起来，模拟各种作物对养分的需求规律，做成 各种作物专用大球包膜控释肥。使控释肥的养分曲线与作物对养分吸收的曲线相同步，达 到养分精准控释的目的。本发明的主要膜材料是利二氧化碳合成的，具有环保，价格低和可 降解的特点。克服了，膜壳不易降解，长期残留在土壤中缺点，极为适合目前国际和国内肥 料发展和环境保护的趋势。本发明采用挤压成大球形的颗粒肥料，避免了普通肥料造粒过 程中的高能耗和高污染的缺点，减少了肥料颗粒的表面积，节省了大量的包膜材料，用量不 到普通控释肥料包膜材料的1/5，既达到了养分精确控释又解决了制约控释肥料发展的最 大难题——成本高的问题。用此工艺生产生产的大颗粒包膜控释肥产品，已在国内多种果树和林木上等上进 行大量的试验，试验结果表明，此产品具有显著的增产或增效作用，在等价值和等养分的情 况下，效果明显优于普通肥料或普通小颗粒包膜控释肥料，必将具有极为广阔的推广应用 前景。
图1 本发明的球状大颗粒包膜控释肥料生产工艺流程中1首先将肥料原料混合挤压成大球状颗粒，2是在加热转鼓中使球状大颗粒 肥料预热到60-85°C，3是将A组分喷涂到球状大颗粒肥料表面，4是将B组分再喷涂到A组 分的外面，5是待4中的A和B组分固化成膜后需尽快将肥料球从包膜转鼓中转移到冷却转 鼓进行冷却，6是将冷却后的包膜肥料称量、包装、入库。具体实施例方式实施例1 将200kg肥料粉，经液压挤压机，加压挤成直径为5cm的近似球状大颗粒肥料，将 其装入加热转鼓中(1)，加热至60-85°C (2)，将乙酰化乙二醇lkg，用双流体喷嘴在雾化压 力为4kpa，两分钟内全部喷涂于大颗粒肥料表面(3)。将lkg的B组分(大豆油脂酸钠 0. 8kg和氯化钙0. 2kg)再喷涂到包有乙酰化乙二醇大颗粒肥料表面上，2-5分钟固化成膜 (4)，所得大颗粒包膜控释肥料中树脂膜总量占全部控释肥总重的左右，将大颗粒包膜 控释肥料输入冷却转鼓中，使其冷却至室温(5)，即可包装、贮存(6)。所得控释肥料产品土 壤中养分控制释放时间约为8个月。实施例2:将200kg肥料粉，经液压挤压机，加压挤成直径为10cm的近似球状大颗粒肥料，将 其装入加热转鼓中(1)，加热至60-85°C (2)，将乙酰化乙二醇0.8kg，用双流体喷嘴在雾化 压力为4kpa，两分钟内全部喷涂于大颗粒肥料表面(3)。将0. 6kg的B组分(大豆油脂酸 钠0. 5kg和氯化钙0. lkg)再喷涂到包有乙酰化乙二醇大颗粒肥料表面上，2-5分钟固化成 膜(4)，所得大颗粒包膜控释肥料中树脂膜总量占全部控释肥总重的0. 7%左右，将大颗粒 包膜控释肥料输入冷却转鼓中，使其冷却至室温(5)，即可包装、贮存(6)。所得控释肥料产 品土壤中养分控制释放时间约为12个月。实施例3:将200kg肥料粉，经液压挤压机，加压挤成直径为10cm的近似球状大颗粒肥料，将 其装入加热转鼓中(1)，加热至60-85°C (2)，将18碳二烯丙三醇0.8kg，用双流体喷嘴在雾 化压力为4kpa，两分钟内全部喷涂于大颗粒肥料表面(3)。将0. 7kg的B组分(蓖麻油酸 钠0. 6kg和氯化钙0. lkg)再喷涂到包有18碳二烯丙三醇大颗粒肥料表面上，2-5分钟固化 成膜(4)，所得大颗粒包膜控释肥料中树脂膜总量占全部控释肥总重的0. 75%左右，将大 颗粒包膜控释肥料输入冷却转鼓中，使其冷却至室温(5)，即可包装、贮存(6)。所得控释肥 料产品土壤中养分控制释放时间约为12个月。实施例4:将200kg肥料粉，经液压挤压机，加压挤成直径为15cm的近似球状大颗粒肥料，将 其装入加热转鼓中(1)，加热至60-85°C (2)，将18碳二烯丙三醇0.8kg，用双流体喷嘴在雾 化压力为4kpa，两分钟内全部喷涂于大颗粒肥料表面(3)。将0. 7kg的B组分(蓖麻油酸 钠0. 6kg和氯化钙0. lkg)再喷涂到包有18碳二烯丙三醇大颗粒肥料表面上，2-5分钟固化 成膜(4)，所得大颗粒包膜控释肥料中树脂膜总量占全部控释肥总重的0. 75%左右，将大 颗粒包膜控释肥料输入冷却转鼓中，使其冷却至室温(5)，即可包装、贮存(6)。所得控释肥 料产品土壤中养分控制释放时间约为24个月。
权利要求
一种表面快速固化成膜的大颗粒包膜控释肥料及其生产方法，其特征在于首先将肥料原料经混合均匀后用液压挤压机挤压成大颗粒肥料，单颗粒需8-10吨压力，直径为5-15cm，颗粒硬度大于12牛顿，然后将大颗粒肥料加入到热转鼓中，加热温度为60-85℃，先在肥料颗粒表面喷涂A组分，即二氧化碳合成多醇基高分子聚合物，约占肥料重量的0.5％-1.5％；然后再喷涂B组分，即脂酸盐与氯化钙的混合物，约占肥料重量的0.5-1.0％，喷雾压力为4-8KPa，固化时间为2-5分钟，固化成膜后尽快将肥料颗粒从包膜转鼓中转出，冷却、包装、入库。
2.根据权利要求1所述的一种表面快速固化成膜的大颗粒包膜控释肥料及其生产方 法，其特征在脂酸盐与氯化钙混合物中，氯化钙占脂酸盐组分重量的优选比例是10-30%。
全文摘要
一种以表面快速固化成膜的大颗粒包膜控释肥料及其生产方法。该发明是首先将肥料原料经配比混合均匀后挤压成大颗粒肥料，然后，在加热转鼓中加热到60-85℃后，将二氧化碳合成多醇基高分子聚合物和脂酸盐与氯化钙的混合物分次喷涂到大颗粒肥料表面上，可快速固化反应，形成致密、光亮的具有养分控释功能的膜。与普通控释肥料相比，该产品可大大减少肥料表面积，节省包膜材料，降低成本，是果树和林木用肥中的理想肥料，一次使用省工省时，既环保又经济，适于大规模产业化生产和推广。
文档编号C05G5/00GK101811916SQ20101015183
公开日2010年8月25日 申请日期2010年4月16日 优先权日2010年4月16日
发明者张德志, 张民, 杨越超, 耿毓清, 马丽 申请人:山东农业大学