专利名称：多形态控释肥及其制备方法
技术领域：
本发明涉及农用肥料技术领域，具体涉及一种多形态控释肥。
背景技术：
联合国粮农组织(FAO)和农业权威专家认为，在农作物的增产因素中，化肥的贡献约占40% 50%。施用化学肥料对现代农业的生产发展和保障人类粮食安全奠定了物质基础，然而化肥的低利用率和由此带来的高环境风险一直是困扰全球的重大问题。因此，世界各国都在积极探索提高肥料利用率、遏止环境污染的方法和途径，其中缓/控释肥是一种环境友好型肥料，是当今全国乃至全世界研究的热点之一，也是未来农业可持续发展的重要方向之一。缓/控释肥料是以各种调控机制使其养分最初释放延缓，延长植物对其有效养 分吸收利用的有效期，使其养分按照设定的释放率和释放期缓慢或控制释放的肥料(HG/T3931-2007)。缓/控释肥料具有减少养分损失、提高肥料利用率、改良土壤结构、提高产量、改善作物品质等有益效果，但是目前的专用缓释肥料，其氮的释放峰值只有一个，不适于作物不同生长旺盛期的生长需求，容易造成肥料利用率低和农作物产量提高缓慢的问题。有些厂家利用热塑性树脂包膜尿素、热固性树脂包膜尿素、硫磺包膜尿素与钾肥、磷肥进行复配形成的控释肥，已具有多个释肥峰值；但由于采用的包膜材料受土壤湿度、温度、土质影响大，其释肥峰值控点难于掌握，而且控释膜不能完全降解，容易对土壤造成污染。因此，现有的缓控释肥普遍存在着面源污染重、控释膜不能完全降解；作物控释肥受土壤湿度、温度、土质影响大，预期释放目标较差等缺陷。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明在塔式熔体造粒的基础上，结合测土配方技术，通过合理搭配原料配比及中微量元素，提供一种含有硝态氮、铵态氮、酰胺态氮和脲醛态氮的多形态氮素控释肥及其制备方法。由于大田作物生长期短，只有3至8个月，且存在两个以上需肥峰值期，一般控释肥不适于其生长需要。本发明通过尿素与硝铵混合熔融后与浓缩后的甲醛高温反应生成脲甲醛高、中分子网状控释体，能够控制养分释放过程；通过合理搭配酰胺态氮、硝态氮、铵态氮、脲甲醛态氮等四种氮素形态，达到控释增效、肥效长、短、速效结合、营养供应快慢结合的梯度供肥链条，保证不同作物在不同阶段对不同养分的需求；通过中微量元素的添加，可满足不同区域作物对中微量元素的需求。本发明产品配比科学，营养全面，能为作物梯度持续提供养分，更利于作物充分吸收，使作物达到高产稳产，而且产品受土壤湿度、温度、土质影响较小，预期释放目标好，面源污染小，无控释膜及控释剂污染，缩二脲含量低，具有较强的市场竞争力。本发明是通过如下技术方案来实现的
本发明多形态控释肥的原料组分重量份如下尿素10 70份，
硝铵磷5 30份，
甲醒I 15份，
硫酸铵O 20份，
硫酸钾10 50份，
磷酸一铵5 50份，
中微肥I 15份；
上述原料均为市售产品，其中
所述尿素为小颗粒尿素，其中氮含量为46. 2%，粒径为O. 85 2. 80mm ； 所述硝铵磷为白色颗粒，其中氮含量为32%，五氧化二磷含量为4% ；
所述硫酸铵为白色粉末状，其中氮含量为21% ；
所述硫酸钾为白色颗粒，其中氧化钾含量为50% ；
所述磷酸一铵呈普通粉末状，其中氮含量为10%,五氧化二磷含量为50%,或者氮含量为10%，五氧化二磷含量为50% ；
所述中微肥含有EDTA螯合钙、EDTA螯合镁和EDTA螯合锌；
以上原料中涉及的含量均为质量百分比，除小颗粒尿素外，其他原料粒径均小于1mm。本发明多形态控释肥的制备工艺包括如下步骤
①将尿素与硝铵磷在塔底混合，混合后加入到熔融槽，在熔融槽中加入降熔剂，使熔点降至110°C 120°c;同时加入降黏剂，使黏度降低至3000CP以下，熔融料浆进入缓冲槽内，一部分经计量后送至磷酸一铵混合槽内，一部分去脲醛反应泵入口 ；
②在脲醛反应泵的入口，在降熔剂与降黏剂的作用下，加入经精馏塔汽化浓缩的甲醛质量分数为60% 98%的甲醛汽，调整尿素与甲醛汽的摩尔比在1. 3 1. 5之间，于110°C 130°C在20秒内快速反应，反应后送至磷酸一铵混合槽内，由于反应过程快，物料分解少，克服了现有脲甲醛缓释肥装置靠外来脲醛树脂的添加形成不了整体网状结构的缺陷；
③经汽化后的质量分数为2%以下的精馏塔塔底液去复混肥车间，经计量后供复混肥造粒机使用，无废气排放及废水排放；
④在磷酸一铵混合槽中，与来自脲醛反应泵的脲醛液、来自缓冲槽的硝铵磷及尿素混合熔液、来自上料岗位的磷酸一铵、硫酸钾和中微肥等在95°C 105°C混合，混合3 6分钟后，进入造粒塔喷头，在喷头旋转剪切离心力作用下，将混合物均匀喷洒成球状的小液滴。从喷头喷淋落下的小液滴在直径12m 20m高40m 130m的塔内慢慢下落,经与塔内的上升气流换热后冷却至45°C 65°C，即成为多形态控释肥，无需干燥工序。本发明多形态控释肥，进一步优选的原料组分重量份如下
尿素30 40份，
硝铵磷8 10份，
甲醒2 4份，
硫酸铵O 5份，
硫酸钾24 30份，
磷酸一铵 15 25份，
中微肥2 4份。
本发明多形态控释肥，优选的原料组分重量份如下
尿素40份，
硝铵磷8份，
甲醛3份，
硫酸钾24份，
磷酸一铵 23份，
中微肥2份。
本发明多形态控释肥，另一优选原料组分重量份如下
尿素30份，
硝铵磷10份，
甲醛3份，
硫酸铵5份，
硫酸钾30份，
磷酸一铵19份，
中微肥3份。与现有技术相比，本发明多形态控释肥及其制备方法所具有优点和显著的进步性如下
I、本发明产品克服了现有缓控释肥的缺点，能够使肥料中养分供应与作物需求基本上同步，为一次施肥即可保障作物全生育期足量、适量养分供应的调节型控释肥。在塔式熔体造粒的基础上，根据平衡施肥原理，按照不同作物的需肥规律将四种不同形态的氮营养元素进行有机配伍和合理组合，在脲醛树脂网状体的作用下，控制释放速率，使不同农作物的不同时期均得到合理供给，可以保障一次施用而实现肥料中营养元素的供应与农作物各生长阶段对养分的需求基本同步的目的，克服了现有缓控释肥供肥峰值单一，一般只有一个供肥高峰期，无其它小高峰期，还需补肥等缺点，能够调缓氮素养分供应的同步，几种氮素养分协同增效，并减少了磷的固定及钾的流失，使肥料中养分供应与作物需求基本上同步。2、本发明产品可以达到控释增效、多种养分互补，形成一个完整的肥效长短结合、营养供应快慢结合的梯度供肥链条，可提高氮肥利用率30%以上。本发明产品以酰胺态氮为主，合理搭配硝态氮、铵态氮和脲醛态氮，营养优势互补，梯度持续供肥，利用硝态氮、铵态氮、酰胺态氮和脲醛态氮不同释放规律控制供肥节奏，利用脲醛高、中分子网状控释体控制养分释放周期，可以达到控释增效、多种养分互补，形成一个完整的肥效长短结合、营养供应快慢结合的梯度供肥链条，保证了不同作物在不同阶段对不同养分的需求，可提高氮肥利用率30%以上。3、本发明产品呈现多个供肥峰值期，减小了土壤土质、土壤温度、湿度对缓释肥供肥预期的影响，保证旱涝保丰收。由于农作物土壤土质、土壤温度、湿度变化大，使在实验室或温室条件下控释效果较好的控释肥在大田作物上应用效果较差，本发明产品通过多态氮及网状体的调节，呈现多个供肥峰值期，减小了土壤土质、土壤温度、湿度对缓释肥供肥预期的影响，使得旱涝保丰收。
4、通过工艺革新、配方合理设计，有效解决产品吸潮问题，同时确保农作物的营养供给。通过工艺革新、配方合理设计，中微量元素的合理添加，确保农作物的营养供给。采用尿素和硝铵磷的合理混配比，同时添加适量的硫酸钾、硫酸铵改善提高混合原料的临界相对湿度，并采用除湿空气冷却、除湿接料板接料等措施，有效解决产品吸潮问题。5、本发明产品绿色、高效、环保，综合成本低，施用过量不会烧苗，而且全部被降解，绿色无污染。与其他控释肥相比，本发明产品无包膜，不加入有害添加剂，受土壤温度、湿度及土质的影响较小，安全环保，综合成本低，为绿色、高效、环保新型控释肥料，施用过量不会烧苗，而且全部被降解，不会有残留物，绿色无污染。
具体实施例方式以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步描述，但是本发明的·保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。实施例I :制备多形态小麦控释肥，24-12-12。原料组分重量份如下
尿素40份，
硝铵磷8份，
甲醛3份，
硫酸钾24份，
磷酸一铵 23份，
中微肥2份。制备方法
I、将40份尿素与8份硝铵磷在塔底混合后后加入到熔融槽，在熔融槽中加入降熔剂和降黏剂，熔融料浆进入缓冲槽内，一部分经计量后送至磷酸一铵混合槽内，一部分去脲醛反应泵入口。2、在脲醛反应泵的入口，在降熔剂与降黏剂的作用下，加入经精馏塔汽化浓缩的甲醛质量分数为60% 98%的甲醛汽，调整尿素与甲醛汽的摩尔比为I. 4，于110°C 130°C在20秒内快速反应，反应后送至磷酸一铵混合槽内。3、经汽化后的质量分数为2%以下的精馏塔塔底液去复混肥车间，经计量后供复混肥造粒机使用，无废气排放及废水排放。4、在磷酸一铵混合槽中，与来自脲醛反应泵的脲醛液、来自缓冲槽的硝铵磷及尿素混合熔液、来自上料岗位的23份磷酸一铵、24份硫酸钾和2份中微肥等在95°C 105°C混合，混合3 6分钟后，进入造粒塔喷头，在喷头旋转剪切离心力作用下，将混合物均匀喷洒成球状的小液滴。从喷头喷淋落下的小液滴在直径12m 20m高40m 130m的塔内慢慢下落，经与塔内的上升气流换热后冷却至45°C 65°C，即成为多形态小麦控释肥，无需干燥工序。实施例2 :制备多形态玉米控释肥，20-10-15。
原料组分重量份如下
尿素30份，
硝铵磷10份，
甲醛3份，
硫酸铵5份，
硫酸钾30份，
磷酸一铵19份，
中微肥3份。
制备工艺同实施例I。对比例I :普通小麦专用肥，24-12-12，史丹利化肥股份有限公司生产。对比例2 :普通玉米专用肥，20-10-15，史丹利化肥股份有限公司生产。以上实施例1-2和对比例1-2的应用效果如下
试验地点山东省临沂市临沭县蚊龙镇黄金斗村，土壤肥力中等，有水浇条件；土壤类型为砂壤土，有机质O. 89%,碱解氮76ppm,速效磷9. 2ppm,速效钾63ppm。施肥处理试验分别设3个处理，3次重复，即空白处理、对比例处理和实施例处理，各试验小区面积为20平方米，随机区组排列。试验小区为长方形，四周设保护行。(I)小麦对比试验供试品种为济麦22，三个处理分别为以不施任何肥料为空白对照(CK)、对比例I处理和实施例I处理，2010年10月上旬播种，统一病虫防治、除草等农事管理，2011年6月上旬收获，各处理取10个点测产。(2)玉米对比试验供试品种为郑单958，三个处理分别为以不施任何肥料为空白对照(CK)、对比例2处理和实施例2处理，旋耕灭茬起垄，垄宽40厘米，垄上种植玉米，行距50厘米，株距35厘米，种植密度为3810株，2011年6月播种，统一病虫防治、除草等农事管理，2011年9月收获。田间观察记载、室内考种均采用常规方法；数理统计分析均采用方差分析和新复极差分析的方法。大田试验效果见表I。表I经济性状与产量分析比较
側麵 2 干瞧[HF-
脚體C个〕(g)_W(P
+2白对懸2*L3cC36.35 aA359.8 aA-
小責对比例 I28. 9aA3S.7 aA379.1 bB5.4
实施例 I30. SbB39,6 1>Β403, 7 m13. 5
空白对麗630.2 aA62.81 aA699. I bB-
玉米对比例 2638. T aA74.85 c€78T. S aA9.7
买施例 2 656.3 cC 85.96 aA 801.9 cC 14.1
由表I可以看出，与空白对照相比，施用本发明多形态控释肥，均具有显著的增产作用，实施例处理(本发明多形态控释肥)与对比例处理相比，小麦和玉米的穗粒数、千粒重均有显著增加，其中，小麦的穗粒数平均增加I. 9粒，千粒重平均增加O. 9g，玉米的穗粒数平均增加17. 6粒，千粒重平均增加11. Ilg0在小麦作物上，实施例I、对比例I分别比空白对照增产13. 5%、5. 4%，实施例I比对比例I增产7. 8% ;在玉米作物上，实施例2、对比例2分别比空白对照增产14. 7%、9. 7%，实施例2比对比例2增产4. 5%，说明本发明产品肥料营养均衡、作物吸收率高，能够满足小麦、玉米作物营养生长所需的养分条件，同时有利于促进玉米的生殖生长，使果穗大而饱满，单株穗粒重增加，增产效果显著。本发明多形态控释肥是一种含有硝态氮、铵态氮、酰胺态氮、脲甲醛态氮等多形态氮素的新型、绿色、高效的专用控释肥，通过合理搭配酰胺态氮、硝态氮、铵态氮，脲甲醛态氮四种氮素形态，控制作物不同生长期的养分供给量；通过中微量元素的添加，能够满足不同区域作物对中微量元素的需求，肥料利用率可提高30%以上。与其他控释肥相比，无有害添加剂，受土壤温度、湿度及土质的影响较小，安全环保，综合成本低。 施用本发明多形态控释肥增产效果显著，值得推广。
权利要求
1.一种多形态控释肥，其特征在于原料组分重量份如下 尿素10 70份， 硝铵磷5 30份， 甲醒I 15份， 硫酸铵O 20份， 硫酸钾10 50份， 磷酸一铵5 50份， 中微肥I 15份； 上述原料均为市售产品，其中 所述尿素为小颗粒尿素，其中氮含量为46. 2%，粒径为O. 85 2. 80mm ； 所述硝铵磷为白色颗粒，其中氮含量为32%，五氧化二磷含量为4% ； 所述硫酸铵为白色粉末状，其中氮含量为21% ； 所述硫酸钾为白色颗粒，其中氧化钾含量为50% ； 所述磷酸一铵呈普通粉末状，其中氮含量为10%,五氧化二磷含量为50%,或者氮含量为10%，五氧化二磷含量为50% ； 所述中微肥含有EDTA螯合钙、EDTA螯合镁和EDTA螯合锌； 以上原料中涉及的含量均为质量百分比，除小颗粒尿素外其他原料粒径均小于1mm。
2.如权利要求I所述多形态控释肥，其特征在于原料组分重量份如下 尿素30 40份， 硝铵磷8 10份， 甲醒2 4份， 硫酸铵O 5份， 硫酸钾24 30份， 磷酸一铵15 25份， 中微肥2 4份。
3.如权利要求I或2所述多形态控释肥，其特征在于原料组分重量份如下 尿素40份， 硝铵磷8份， 甲醛3份， 硫酸钾24份， 磷酸一铵23份， 中微肥2份。
4.如权利要求I或2所述多形态控释肥，其特征在于原料组分重量份如下 尿素30份， 硝铵磷10份， 甲醛3份， 硫酸铵5份， 硫酸钾30份， 磷酸一铵19份，中微肥3份。
5.如权利要求I或2所述多形态控释肥的制备方法，包括如下工艺步骤 ①将尿素与硝铵磷在塔底混合后加入到熔融槽，在熔融槽中加入降熔剂，使熔点降至110°C 120°c ;同时加入降黏剂，使黏度降低至3000CP以下，熔融料浆进入缓冲槽内，一部分经计量后送至磷酸一铵混合槽内，一部分去脲醛反应泵入口 ； ②在脲醛反应泵的入口，在降熔剂与降黏剂的作用下，加入经精馏塔汽化浓缩的甲醛质量分数为60% 98%的甲醛汽，调整尿素与甲醛汽的摩尔比在I. 3 I. 5之间，于110°C 130°C在20秒内快速反应，反应后送至磷酸一铵混合槽内； ③经汽化后的质量分数为2%以下的精馏塔塔底液去复混肥车间，经计量后供复混肥造粒机使用； ④在磷酸一铵混合槽中，与来自脲醛反应泵的脲醛液、来自缓冲槽的硝铵磷及尿素混合熔液、来自上料岗位的磷酸一铵、硫酸钾和中微肥等在95°C 105°C混合，混合3 6分钟后，进入造粒塔喷头，在喷头旋转剪切离心力作用下，将混合物均匀喷洒成球状的小液滴，从喷头喷淋落下的小液滴在直径12m 20m高40m 130m的塔内慢慢下落,经与塔内的上升气流换热后冷却至45°C 65°C，即的多形态控释肥。
全文摘要
本发明公开了一种多形态控释肥，涉及农用肥料技术领域。其以尿素 10～70份、硝铵磷5～30份、甲醛1～15份、硫酸铵0～20份、硫酸钾10～50份、磷酸一铵5～50份、中微肥1～15份为原料，经混合、造粒、冷却获得多形态控释肥。本发明多形态控释肥具有达到控释增效、多种养分互补、提高氮肥利用率、全部被降解、绿色无污染的优点。
文档编号C05G1/10GK102815981SQ20121035151
公开日2012年12月12日 申请日期2012年9月21日 优先权日2012年9月21日
发明者高进华, 白由路, 高苏茂, 周丽, 解学仕, 陈大印, 赵玉平, 李元峰, 孙士俊 申请人:史丹利化肥股份有限公司