一种有机‑无机复合肥及其生产工艺的制作方法

文档序号:12571749阅读:449来源:国知局
本发明涉及一种复合肥,特别涉及一种有机-无机复合肥及其生产工艺,属于农业化肥生产加工领域。
背景技术
:有机肥具有,增加产量、提高作物品质,提高无机肥料利用率的优点,有机肥料施入土壤后有机质能有效地改善土壤理化状况和生物特性,熟化土壤,增强土壤的保肥供肥能力和缓冲能力,为作物的生长创造良好的土壤条件。但存在肥效释放缓慢,肥料养分不均匀的缺点;未经腐熟的有机肥直接使用在土壤里还会引起烧苗现象,且有机肥在土壤中腐熟时会引来地下害虫。无机复合肥具有产品质量稳定,肥料养分可控,养分释放快的特点,但肥料利用率低,长期施用会造成土壤板结,地力退化。有机-无机复合肥是指由有机肥料和无机肥料混合或化合制成的含有一定量有机肥料的复合肥料。有机-无机复合肥把有机肥、无机肥两种肥料结合起来,使有机肥的稳效、长效、增效、促效作用与无机肥的速效作用相互结合,养分全面。同时也把有机肥改良土壤结构、培肥地力、改善作物品质、提高肥料利用率,与无机肥提供氮、磷、钾大量元素及微量元素等作物必须的主要营养结合起来,既保证了作物生长不可缺少的营养成份,又改土、促生、抗病、改善生态环境,对提高农作物产量、品质,减轻环境污染有很大的促进作用。技术实现要素:本发明的目的在于克服现有技术中所存在的常规化肥和复合肥利用率低,长期施用造成土壤板结的不足,提供一种有机-无机复合肥的生产工艺。该工艺技术能够更加有效的克服因有机物料加入过多造成料浆粘度小无法成粒的缺点,提高肥料利用率,减少化肥中营养元素的浪费,避免土壤盐碱化或土壤板结问题。为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:一种有机-无机复合肥的生产工艺,包括以下步骤:(1)将常规化肥原料和酵母源有机原料混合均匀,并加入调理剂,由泵输送到喷射反应器中,优选使用高密度物料复合喷射反应器,在一定的料浆密度、温度和压力条件下使酵母源有机原料与无机肥料物料中的氨基酸和羧基、羟基等活性基团、含氧官能团与无机盐中的阳离子进行充分的化学反应形成共融复合体,最终制得有机-无机复合肥料浆。(2)将有机-无机复合肥浆料输送入造粒机进行造粒,得到有机-无机复合肥。所述调理剂是螯合分散剂。本发明选用的螯合分散剂能够很好的促进有机原料与无机原料化合反应,使多种原料形成共融体的特性。本发明制备有机-无机复合肥的方法采用无机肥原料和酵母源有机原料进行反应,充分利用酵母源有机原料中的氨基酸和羧基、羟基等活性基团和含氧官能团,与无机盐中的阳离子进行充分的化学反应与金属离子相互作用能力强的特性,在一定的料浆密度、温度和压力条件下进行充分可靠的复合反应。同时,本发明通过加入专用的调理剂,促进酵母源有机原料与无机物料反应,并形成共融体复合料浆,再将所制得的复合料浆经喷浆造粒制得有机-无机复合肥产品。所述的酵母源有机原料是由生物材料经发酵、过滤制得的有机原料,不仅含有多种活性官能团,能促进复合反应的进行,还具有改良土壤结构、培肥地力、改善作物品质、提高肥料利用率的作用。有机物料与无机物料在特殊反应器内与调理剂的作用下形成了共融体复合料浆,有效解决了因有机物料加入过多造成料浆粘度差无法成粒的缺点。利用该技术生产有机-无机复合肥产品养份均匀,质量稳定,颗粒强度大,外观圆润,成粒率高。本发明的新型有机-无机复合肥和现在市场上销售的有机无机复混肥相比,采用酵母源有机原料代替常规的风化煤、褐煤等有机原料。有机肥成分应用品质更佳,在使用的时候能够更好的在溶解分散,快速充分的释放出营养物质。而不会出现风化煤、褐煤等分解缓慢,不易吸收的问题,能够有效的改善土壤的结构和丰富土壤的有机质,不引起土壤板结。进一步,所述常规化肥原料包括氮肥、磷肥和钾肥,可以是一种化肥的多种无机盐、有机盐,也可以是多种不同的化肥的无机盐和有机盐的混合物。优选使用以下化肥原料中的一种或几种:磷酸、氯化钾、硫酸、硫酸氢钾、硫酸钾、液氨等。其中液氨也可以用气氨代替。进一步,所述的常规化肥原料选用为硫酸氢钾、磷酸和氮肥。氮磷钾复配得到的混合肥,成分均衡,肥力好,对于化肥的综合性能协同促进作用显著。进一步,所述的硫酸氢钾由氯化钾和硫酸混合反应得到,先混合反应得到第一溶融化肥原料,优选在低温转化槽中反应,制得第一溶融化肥原料。所述的低温反应槽是指反应过程中不直接用明火加热的反应槽。更具体的来说,低温反应槽的反应温度控制在200℃以下。进一步,氮肥选用液氨或者气氨。在步骤(1)中将第一溶融化肥原料和磷酸、液氨和酵母源有机原料混合,然后输送到喷射反应器中。进一步,所述的螯合分散剂是烷基酰胺类螯合分散剂。进一步,所述复合肥的制备原料中各组分的用量和比例为:磷酸700-800kg、氯化钾100-150kg、硫酸100-200kg、液氨80-150kg、酵母源有机原料200-300kg。以上的比例范围主要是根据一定投料比例限定的比例范围,并不是绝对的限定,主要是表达不同的原料之间的配合比例。最好的比例范围是:磷酸769kg、氯化钾115kg、硫酸149kg、液氨110kg、酵母源有机原料268kg。进一步,所述复合肥的制备工艺中,步骤(1)中,包括取氯化钾、硫酸,混合,充分反应,优选在低温转化槽中反应,反应温度是110-130℃,反应时间控制在1-5小时,优选的反应2小时,制得第一溶融化肥原料。进一步,在步骤(1)中,准备好第一溶融化肥原料后,将第一溶融化肥原料和磷酸、液氨、酵母源有机原料和调理剂,在喷射反应器反应,优选在高密度物料复合喷射反应器中反应,制得有机-无机复合肥料浆(也称为浆料)。进一步,步骤(1)中,反应器中混合的料浆密度为1.45-1.6g/ml反应温度为120-130℃。在一定的料浆密度、温度和压力条件下使酵母源有机原料与无机肥料物料中的氨、磷肥、硫基化合物充分反应。进一步,优选的经过造粒机造粒的有机-无机复合肥,还经过冷却和筛分,然后包装得到成品复合肥。进一步,在步骤(2)中造粒机进行造粒之后,还需使用冷却机对造粒颗粒进行冷却。冷却过程中,优选冷却机是转筒逆流式冷却机,该冷却机可以实现高效的复合肥颗粒冷却效果,冷却得到的有机-无机复合肥颗粒的形貌优秀,符合高品质的复合肥的产品表现。因为有机-无机复合肥应用的原料中包括了酵母发酵得到的有机原料,具有较高的植物吸收活性的特点。除此之外,上述冷却机具有冷却均匀性好,平衡造粒颗粒内部的应力分布以及结合牢固性的特点,能解决在冷却过程中有机肥料原料和无机肥料原料的结合的问题,对于本发明的特殊复合肥冷却效果更佳。进一步,在造粒颗粒冷却之后,还包括筛分工序,优选筛分得到颗粒饱满的颗粒料,包装,得到有机-无机复合肥成品。优选的,将筛分得到的破碎料返料到造粒机中进行重复利用。控制造粒过程,适当的进行返料,可以更好的调控有机-无机复合肥的造粒形态及品质。进一步,本发明所述的有机-无机复合肥中硫基、氯基、硝基等氮磷钾总养份为30-60%,优选为30-45%。本发明的有机-无机复合肥中的无机质营养成分作为植物所需要的基础成分分比例较高,与常规的高营养复合肥相比,能够达到基本相当的肥力,同时复合肥中还含有适量的其他的有机质营养元素,对于化肥的综合肥力提升效果显著。进一步,本发明所述的有机-无机复合肥中有机质含量≥12%,优选的有机质含量≥15%。本发明的有机-无机复合肥产品可以根据不同的需要按需求配制出各种规格的有机质含量比例的复合肥成分,对于各种不同的农作物对于养分的需求均能够提供良好的支持作用。本发明制备有机-无机复合肥的方法采用无机肥原料和酵母源有机原料进行反应,充分利用酵母源有机原料中的氨基酸和羧基、羟基等活性基团和含氧官能团,与无机盐中的阳离子进行充分的化学反应与金属离子相互作用能力强的特性,在一定的料浆密度、温度和压力条件下进行充分可靠的复合反应。同时,本发明通过加入专用的调理剂,促进酵母源有机原料与无机物料反应,并形成共融体复合料浆,再将所制得的复合料浆经喷浆造粒制得有机-无机复合肥产品。与现有技术相比,本发明的有益效果:1.本发明制备有机-无机复合肥的方法采用无机肥原料和酵母源有机原料进行反应,,在一定的料浆密度、温度和压力条件下通过加入专用的调理剂,促进酵母源有机原料与无机物料进行充分可靠的复合反应,形成共融体复合料浆,再将所制得的复合料浆经喷浆造粒制得有机-无机复合肥产品。2.本发明的有机-无机复合肥喷浆造粒生产工艺,可生产硫基、氯基、硝基等氮磷钾总养份为30-45%,有机质≥15%的各种规格有机-无机复合肥产品。附图说明:图1是本发明制备有机-无机复合肥的工艺方法的流程示意图。具体实施方式下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本
发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。本发明中未特别说明的百分比均为重量百分比。以下实施例中使用到的调理剂成分如下方法进行配制:将150千克烷基酰胺类物质(例如棕榈酰胺丙基二甲基胺),用液碱调整PH值到5,再加水至一吨制得。实施例1(10-15-10)按照图1所示工艺流程,取硫酸123公斤、氯化钾98公斤、混合,加热至110-130℃,保温至物料完全熔化,得到溶融化肥原料。将溶融化肥原料和磷酸769公斤、酵母源有机原料270公斤、到高密度物料复合喷射反应器中并加入调理剂10公斤,充分复合反应,得到有机-无机复合肥浆料,将此浆料输送入造粒机进行造粒,得到有机-无机复合肥。对有机-无机复合肥进行筛分,将筛分得到的破碎料返料到造粒机中进行重复利用,实现适当的进行返料,控制好复合肥的造粒产物的形态及品质。将经过筛分的优质复合肥颗粒料进行冷却打包,得到成品有机-无机复合肥,转移至阴凉仓库储存。实施例2(15-15-15)按照图1所示工艺流程,取硫酸225公斤、氯化钾174公斤、混合,加热至120℃,保温至物料完全熔化,得到溶融化肥原料。将溶融化肥原料和磷酸769公斤、酵母源有机原料270公斤、液氨120公斤、尿素73公斤,到高密度物料复合喷射反应器中并加入调理剂10公斤,充分复合反应,得到有机-无机复合肥浆料,将此浆料输送入造粒机进行造粒,得到有机-无机复合肥。对有机-无机复合肥进行筛分,将筛分得到的破碎料返料到造粒机中进行重复利用,实现适当的进行返料,控制好复合肥的造粒产物的形态及品质。将经过筛分的优质复合肥颗粒料进行冷却打包,得到成品有机-无机复合肥,转移至阴凉仓库储存。实施例3(10-15-15)按照图1所示工艺流程,取硫酸225公斤、氯化钾174公斤、混合,加热至120℃,保温至物料完全熔化,得到溶融化肥原料。将溶融化肥原料和磷酸769公斤、酵母源有机原料268公斤、液氨110公斤、到高密度物料复合喷射反应器中并加入调理剂10公斤,充分复合反应,得到有机-无机复合肥浆料,将此浆料输送入造粒机进行造粒,得到有机-无机复合肥。对有机-无机复合肥进行筛分,将筛分得到的破碎料返料到造粒机中进行重复利用,实现适当的进行返料,控制好复合肥的造粒产物的形态及品质。将经过筛分的优质复合肥颗粒料进行冷却打包,得到成品有机-无机复合肥,转移至阴凉仓库储存。对比例1不使用有机酵母发酵料本对比例的技术方案与实施例3类似的技术方案,取硫酸225公斤、氯化钾174公斤、混合,加热至120℃,保温至物料完全熔化,得到溶融化肥原料。将溶融化肥原料和磷酸769公斤液氨110公斤、到高密度物料复合喷射反应器中并加入调理剂10公斤,充分复合反应,得到无机复合肥浆料,将此浆料输送入造粒机进行造粒,冷却,筛分颗粒饱满完整的复合肥颗粒料,打包,转移至阴凉仓库储存。对比例2不使用调理剂本对比例的技术方案与实施例3类似的技术方案,取硫酸225公斤、氯化钾174公斤、混合,加热至120℃,保温至物料完全熔化,得到溶融化肥原料。将溶融化肥原料和磷酸769公斤、酵母源有机原料268公斤、液氨110公斤、到高密度物料复合喷射反应器中,充分复合反应,得到有机-无机复合肥浆料,将此浆料输送入造粒机进行造粒,冷却,筛分,控制好复合肥的造粒产物的形态、品质,打包,得到成品有机-无机复合肥,转移至阴凉仓库储存。测试例1将本发明的实施例1-3和对比例1-2制备的有机-无机复合肥与对比例1制备的复合肥进行对比分析,其中测试采用国标方法进行测定,结果如下。表1有机-无机复合肥测试结果(wt%)有机质%水分%形貌实施例1153颗粒形貌好,光亮实施例2174颗粒形貌好,光亮实施例3144颗粒形貌好,光亮对比例105颗粒形貌较好,无光泽对比例2147颗粒暗淡,储存过程中出现粉末测试例2将本发明的实施例1-3和对比例1-2制备的有机无机复合肥应用于甘蓝种植,每亩土地复合肥的使用量为20kg,设置空白对比例,研究对于甘蓝种植的增产作用。种植结果显示,应用本发明实施例1-3的有机-无机复合肥的甘蓝亩产分别增加17.4%、18.5%、17.1%,对比例1对于甘蓝亩产促进作用仅仅10.6%,对比例2增产作用约为12.6%。可见本发明的有机-无机复合肥能够显著促进甘蓝农作物的生长,提高产量。详细观察每一亩土地的情况,发现施用本发明的有机-无机复合肥的土地整体变得更加疏松,表现出更好的土壤基础活性。说明本发明的有机-无机复合肥能够有效的改善土壤的结构,使土壤变得疏松,土壤的气体渗透性更佳,土壤的天然活性被激活,其中的有益微生物大量繁殖,复合肥对于土壤的肥力改善作用持久高效。测试例3将本发明的实施例1-3和对比例制备的有机无机复合肥应用于马铃薯种植,每亩土地复合肥的使用量为20kg,设置空白对比例,研究对于马铃薯种植的增产作用。结果显示,应用本发明实施例1-3的有机-无机复合肥的马铃薯亩产分别增加24.3%、22.5%、23.4%,对比例1-2对于马铃薯亩产促进作用仅仅17%.1、19.8%,可见本发明的有机-无机复合肥能够显著促进农作物马铃薯的生长,提高产量。当前第1页1 2 3 
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