硫包控释钾肥及其制造方法
【专利摘要】本发明提供一种硫包控释钾肥及其制造方法，所述硫包控释钾肥包括钾肥颗粒，所述钾肥颗粒表面由内向外依次涂覆有硫磺、蜡膜。所述硫包控释钾肥中各组分的重量配比如下：钾肥颗粒80～90份；硫磺8～17份；蜡组合物1～3份。本发明硫包控释钾肥不受包膜原材料外形的限制；选用的包膜材料环保，控释性能优异。本发明还公开了所述硫包控释钾肥的制备方法，包括以下步骤:（1）将钾肥颗粒预热至60～90℃后，用熔融硫磺涂覆；（2）用熔融蜡组合物在步骤（1）得到的颗粒表面涂覆，冷却后得到硫包控释钾肥，该制备方法简单、易行，便于工业化生产。
【专利说明】硫包控释钾肥及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钾肥技术，尤其涉及一种硫包控释钾肥及其制造方法。
【背景技术】
[0002]钾肥是肥料三要素之一，对于作物生长、产量和品质具有重要作用。我国每年需要近1000万吨钾肥，钾肥自给量约30%，钾肥是国家重要战略物资。目前，钾肥形态单一，主要以颗粒状、粉末状为主。颗粒状、粉末状钾肥容易流失，特别是在沙土地和多雨地区；同时，由于不合理施肥，目前钾肥的平均利用率仅为40%，不仅浪费资源、还会造成严重的环境污染、作物产量和品种下降。
[0003]通过包膜的方式生产控释肥料能一定程度的提高肥料的利用效率。目前包膜的主要方式是在核心原料(肥料)外包覆高分子树脂材料，该包膜方式存在以下缺陷:(1)、对核心原料要求较高，要求核心原料颗粒圆润、均匀、强度高。但通常钾肥颗粒是由钾矿挤压破碎筛分形晶体颗粒，晶体颗粒表面不规则(例如存在尖角)，导致膜材料与晶体颗粒表面无法充分结合；(2)、包膜材料为高分子树脂材料生产成本高；控释效果不理想；材料不易降解，产生环境问题；(3)、采用高分子树脂材料生产控释肥料的步骤复杂、成本高，不易大规模推广。即现有包覆高分子树脂材料的薄膜技术无法满足控释钾肥的生产需要。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于，针对上述现有控释钾肥存在核心原料要求较高、包膜原料成本高和制备方法复杂问题，提出一种硫包控释钾肥，该硫包控释钾肥不受包膜原材料外形的限制；选用的包膜材料环保，控释性能优异；制备方法简单，便于工业化生产。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种硫包控释钾肥，包括钾肥颗粒，所述钾肥颗粒表面由内向外依次涂覆有硫磺和蜡组合物。
[0006]进一步地，所述硫包控释钾肥中各组分的重量配比如下:
[0007]钾肥颗粒80~90份；
[0008]硫磺8~17份；
[0009]蜡组合物 I~3份。
[0010]优选的所述硫磺为10~15份；蜡组合物为1.5~2.5份。
[0011]进一步地，所述钾肥颗粒与硫磺之间还涂覆有尿素。所述硫包控释钾肥中尿素重量配比为0.1~1.0份；优选的尿素重量配比为0.3~0.7份；
[0012]进一步地,所述腊组合物为40_50°C滴熔点腊组合物,所述腊组合物包括添加剂和蜡，所述添加剂与蜡的质量百分比为0.5~10: 99.5~90。本发明所述蜡采用天然蜡，所述天然蜡包括但不限于有天然蜂蜡、虫白蜡、川蜡和植物蜡中的一种或多种。所述添加剂为天然果胶、天然乳胶、大豆油和棕榈油中的一种或多种。
[0013]进一步地,所述钾肥颗粒的粒径为2-6mm,优选为3_4mm。
[0014]本发明的另一个目的，还提供了硫包控释钾肥的制造方法，该方法步骤科学、合理，能实现硫包控释钾肥的工业化生产。
[0015]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:当所述钾肥颗粒表面由内向外依次涂覆有硫磺和蜡组合物时，硫包控释钾肥的制造方法包括以下步骤:
[0016](I)将钾肥颗粒预热至60~90°C后，优选为60_80°C，最优选为70°C，用熔融硫磺
涂覆，以获得具有一预定厚度的硫涂层；
[0017](2)用熔融蜡组合物在步骤(1)得到的颗粒表面涂覆，冷却后得到硫包控释钾肥。蜡膜的包覆能进一步提高硫包钾肥的包膜的韧性及控释性。
[0018]进一步地，步骤(1)中所述熔融硫磺的温度为145~165°C ;步骤(2)中所述熔融蜡组合物的温度为90-95°C。
[0019]进一步地，步骤(1)熔融硫磺涂覆和步骤(2)熔融蜡组合物涂覆在一个涂覆转鼓中完成，生广连续稳定。
[0020]进一步地，所述冷却为逐级冷却，第一级将硫包控释钾肥冷却至30-35°C，第二级将硫包控释钾肥冷却至23-28°C。本发明所述冷却依次采用流化床冷却器和固体换热器完成，具体地，所述硫包控释钾肥在流化床冷却器中冷却至30-35°C，所述硫包控释钾肥固体换热器中冷却至23-28°C。硫包控释钾肥颗粒逐级冷却，保证平稳降低温度，确保包膜完整，不会因为温度骤降产生裂缝，影响控释效果。
[0021]进一步地，所述钾肥颗粒在步骤(1)之前经滚动磨擦消除钾肥颗粒尖角。
[0022]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:当所述钾肥颗粒表面由内向外依次涂覆有尿素、硫磺和蜡组合物时，硫包控释钾肥的制造方法包括以下步骤:
[0023](I)用尿素熔融液涂覆钾肥颗粒，在钾肥颗粒上涂覆尿素熔融液能在使钾肥颗粒表面光滑圆润，容易附着硫膜，保证包膜效果；提高钾肥颗粒的硬度；降低钾肥在包膜过程中的粉尘，经过处理后，对颗粒形状没有要求，圆颗粒和不规则颗粒均可以实现包膜；
[0024](2)将步骤(1)得到的颗粒预热至60~90°C后，优选为60_80°C，最优选为70°C，用熔融硫磺涂覆，以获得具有一预定厚度的硫涂层；
[0025](3)用熔融蜡组合物在步骤(2)得到的颗粒表面涂覆，冷却后得到硫包控释钾肥。蜡膜的包覆能进一步提高硫包钾肥的包膜的韧性及控释性。
[0026]进一步地，步骤(1)中所述尿素熔融液的温度为130~150°C，优选为132°C。步骤(2)中熔融硫磺的温度为145~165°C，优选150°C。步骤(3)中所述熔融蜡组合物的温度为 90-95°C。
[0027]进一步地，所述步骤(2)熔融硫磺涂覆和步骤(3)熔融蜡组合物涂覆在一个涂覆转鼓中完成，生产连续稳定。
[0028]进一步地，所述冷却为逐级冷却，第一级将硫包控释钾肥冷却至30-35°C，第二级将硫包控释钾肥冷却至23-28°C。本发明所述冷却依次采用流化床冷却器和固体换热器完成，具体地，所述硫包控释钾肥在流化床冷却器中冷却至30-35°C，所述硫包控释钾肥固体换热器中冷却至23-28°C。硫包控释钾肥颗粒逐级冷却，保证平稳降低温度，确保包膜完整，不会因为温度骤降产生裂缝，影响控释效果。
[0029]进一步地，所述钾肥颗粒在步骤(1)之前经滚动磨擦消除钾肥颗粒尖角。
[0030]本发明硫包控释钾肥配方科学、环保，所述硫包控释钾肥制造方法简单、易行，与现有技术相比较本发明具有以下优点:[0031](I)、本发明硫包控释钾肥不受包膜原材料(即基料、钾肥颗粒)外形的限制，圆颗粒或不规则的钾肥颗粒均可；尿素熔融液的涂覆能提高钾肥颗粒光洁度、硬度，降低粉尘，大大提闻生广效率；
[0032](2)、本发明采用熔融硫磺和蜡组合物作为包膜材料，材料易取易得，环保无污染，包膜材料中的硫和钾同为植物品质元素，能够互促增效；由该包膜材料制备得到的硫包控释钾肥的控释性能优异，24小时溶出率最低控制在3.0%，包膜钾肥氧化钾含量最高可达53% ；
[0033](3)、本发明硫包控释钾肥制备方法具有操作工艺简单、生产能力大、连续稳定和生产的产品品质高的特点。与传统包膜肥料制备方法相比较本发明增加了钾肥颗粒表面预处理(尿素涂覆)，使硫包控释钾肥的生产不受原材料限制，本发明能制造出不规则颗粒硫包膜控释钾肥。本发明制备方法中硫磺涂覆和蜡组合物涂覆能在一个涂覆转鼓里完成，生产连续稳定。本发明冷却采用了逐级冷却，确保了硫包控释钾肥颗粒包膜的性能，减少因温度骤降或颗粒与之机械接触、撞击而产生裂缝，进一步稳定了产品的控释性能，提高了钾肥利用效率。本发明硫包控释钾肥制备方法简便灵活，生产效率高，成本更低，易于大规模生产，适合用作BB肥掺混原料及机械化施肥，市场前景非常广阔。
【具体实施方式】
[0034]以下结合实施例对本发明进一步说明:
[0035]实施例1:
[0036]本实施例公开了一种硫包控释钾肥，所述钾肥颗粒表面由内向外依次涂覆有尿素、硫磺和蜡膜，其中所述钾肥颗粒为粒径2~4毫米的颗粒氯化钾。
[0037]所述硫包控释钾肥的制备包括以下步骤:
[0038]称取颗粒氯化钾800公斤(K2O质量分数为60%)，尿素熔融液2.4公斤，硫磺，167.6公斤，天然腊组合物30公斤。
[0039](I)、用尿素熔融液涂覆颗粒氯化钾；
[0040](2)、将颗粒氯化钾预热到65°C，用150°C的熔融硫磺涂覆颗粒氯化钾；
[0041](3)、采用90°C熔融天然蜡组合物对步骤(2)得到的颗粒氯化钾表面包覆蜡膜，该步骤的涂覆与步骤(2)的涂覆在同一个转鼓中完成；
[0042](4)、将步骤(3)中颗粒首先通过流化床冷却器冷却到30°C，然后通过固体换热器冷却到25 °C，包装、计量得成品(0-0-48+17S )。
[0043]经检测本实施例制备得到的硫包控释钾肥24小时溶出率ODDR为13.2%。
[0044]实施例2:
[0045]本实施例公开了一种硫包控释钾肥，所述钾肥颗粒表面由内向外依次涂覆有尿素、硫磺和蜡膜，其中所述钾肥颗粒为粒径2~4毫米的颗粒氯化钾。
[0046]所述硫包控释钾肥的制备包括以下步骤:
[0047] 称取颗粒氯化钾840公斤(K2O质量分数为61%)，尿素熔融液4.2公斤，硫磺，140公斤，天然腊组合物15.8公斤。
[0048](I)、用尿素熔融液涂覆颗粒氯化钾；
[0049](2)、将颗粒氯化钾预热到70°C，用155°C的熔融硫磺涂覆颗粒氯化钾；[0050](3)、采用90°C熔融天然蜡组合物对步骤(2)得到的颗粒氯化钾表面包覆蜡膜，该步骤的涂覆与步骤(2)的涂覆在同一个转鼓中完成；
[0051](4)、将步骤(3)中颗粒首先通过流化床冷却器冷却到30°C，然后通过固体换热器冷却到25 °C，包装、计量得成品(0-0-51+14S )。
[0052]经检测本实施例制备得到的硫包控释钾肥24小时溶出率ODDR为23%。
[0053]实施例3:
[0054]本实施例公开了一种硫包控释钾肥，所述钾肥颗粒表面由内向外依次涂覆有尿素、硫磺和蜡膜，其中所述钾肥颗粒为粒径2~4毫米的颗粒氯化钾。
[0055]所述硫包控释钾肥的制备包括以下步骤:
[0056]称取颗粒氯化钾870公斤(K2O质量分数为61%)，尿素熔融液8公斤，硫磺112公斤，天然蜡组合物10公斤。
[0057](I)、用尿素熔融液涂覆颗粒氯化钾；
[0058](2)、将颗粒氯化钾预热到65°C，用165°C的熔融硫磺涂覆颗粒氯化钾；
[0059](3)、采用90°C熔融天然蜡组合物对步骤(2)得到的颗粒氯化钾表面包覆蜡膜，该步骤的涂覆与步骤(2)的涂覆在同一个转鼓中完成；
[0060](4)、将步骤(3 )中颗粒首先通过流化床冷却器冷却到30°C，然后通过固体换热器冷却到25 °C，包装、计量得成品(0-0-53+11S )。
[0061]经检测本实施例制备得到的硫包控释钾肥24小时溶出率ODDR为25.1%。
[0062]实施例4:
[0063]本实施例公开了一种硫包控释钾肥，所述钾肥颗粒表面由内向外依次涂覆有硫磺和蜡膜，其中所述钾肥颗粒为粒径2~4毫米的颗粒氯化钾。
[0064]所述硫包控释钾肥的制备包括以下步骤:
[0065]称取颗粒氯化钾800公斤(K2O质量分数为60%)，硫磺，167.6公斤，天然蜡组合物30公斤。
[0066](I)、将颗粒氯化钾预热到65°C，用150°C的熔融硫磺涂覆颗粒氯化钾；
[0067](2)、采用90°C熔融天然蜡组合物对步骤(1)得到的颗粒氯化钾表面包覆蜡膜，该步骤的涂覆与步骤(1)的涂覆在同一个转鼓中完成；
[0068](3)、将步骤(2)中颗粒首先通过流化床冷却器冷却到30°C，然后通过固体换热器冷却到25°C，得到硫包控释钾肥，包装、计量得成品(0-0-51+14S)。
[0069]经检测本实施例制备得到的硫包控释钾肥24小时溶出率ODDR为18%。
[0070]本发明不局限于上述实施例所记载的硫包控释钾肥及其制造方法，硫包控释钾肥中组分配比的改变、制造方法中涂覆温度的改变和冷却方法的改变，均在本发明的保护范围之内。
[0071]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1.一种硫包控释钾肥，包括钾肥颗粒，其特征在于，所述钾肥颗粒表面由内向外依次涂覆有硫磺、蜡组合物。
2.根据权利要求1所述硫包控释钾肥，其特征在于，所述硫包控释钾肥中各组分的重量配比如下: 钾肥颗粒80~90份； 硫磺8~17份； 蜡组合物 I~3份。
3.根据权利要求1所述硫包控释钾肥，其特征在于，所述钾肥颗粒与硫磺之间涂覆有尿素。
4.根据权利要求3所述硫包控释钾肥，其特征在于，所述硫包控释钾肥中尿素重量配比为0.1~1.0份。
5.根据权利要求1或2所述硫包控释钾肥，其特征在于，所述蜡组合物包括添加剂和蜡，所述添加剂与蜡的质量比为0.5~10: 99.5~90，所述添加剂为天然果胶、天然乳胶、大豆油和棕榈油中的一种或多种。
6.一种硫包控释钾肥的制造方法，其特征在于，当所述钾肥颗粒表面由内向外依次涂覆有硫磺、蜡组合物时，其制备方法包括以下步骤: (1)将钾肥颗粒预热至60~90°C后，用熔融硫磺涂覆； (2)用熔 融蜡组合物在步骤(1)得到的颗粒表面涂覆，冷却后得到硫包控释钾肥。
7.根据权利要求6所述硫包控释钾肥的制造方法，其特征在于，步骤(1)中所述熔融硫磺的温度为145~165°C ;步骤(2)中所述熔融蜡组合物的温度为90-95°C。
8.—种硫包控释钾肥的制造方法，其特征在于，当所述钾肥颗粒表面由内向外依次涂覆有尿素、硫磺和蜡组合物时，其制备方法包括以下步骤: (1)用尿素熔融液涂覆钾肥颗粒； (2)将步骤(1)得到的颗粒预热至60~90°C后，用熔融硫磺涂覆； (3)用熔融蜡组合物在步骤(2)得到的颗粒表面涂覆，冷却后得到硫包控释钾肥。
9.根据权利要求8所述硫包控释钾肥的制造方法，其特征在于，步骤(1)中所述尿素熔融液的温度为130~150°C ;步骤(2)中所述熔融硫磺的温度为145~165°C ;步骤(3)中所述熔融蜡组合物的温度为90-95°C。
10.根据权利要求8所述硫包控释钾肥的制造方法，其特征在于，所述冷却为逐级冷却，第一级将硫包控释钾肥冷却至30-35°C，第二级将硫包控释钾肥冷却至23-28°C。
【文档编号】C05G3/00GK103708963SQ201310731657
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】李金凯 申请人:大连汉枫集团有限公司