尿基硝基氮钾二元复合肥生产方法与流程

文档序号:14238519阅读:310来源:国知局

本发明涉及复合肥生产领域,具体涉及尿基/硝基氮钾二元复合肥生产方法。



背景技术:

在农业生产过程中,施肥过程往往不是一次完成,根据作物的需肥规律和肥料养分的释放规律,会在作物生长过程中追施氮肥和钾肥,现有的追肥方法或采用尿素和氯化钾/硫酸钾混合后追施,或采用氮磷钾三元复合肥追施,前者混合过程浪费人工,且钾肥多为固体粉末或不规则结晶状固体,不能满足机械施肥的需求,后者补充不需要的磷元素,使得成本增加,浪费资源。生产圆颗粒氮钾二元复合肥是目前市场需求的发展方向。

另一方面,掺混肥料的发展,需要组成掺混肥料的基础肥料在粒径、密度方面能够基本一致以防止分层离析。目前组成掺混肥料的圆颗粒状基础肥料有尿素、磷酸二铵、氮磷钾三元复合肥等,生产圆颗粒状的氮钾二元复合肥,是丰富掺混肥圆颗粒状基础肥料、使掺混肥配方多样化的发展需求。

目前,国内外针对圆颗粒氮钾二元复合肥的研究较多,专利申请号为99127008.8、00127679.4、02100819.1的发明专利,分别公开了一种颗粒氮钾复合肥的造粒方法,这三种方法均采用熔融尿液和预热过的固体粉末钾肥造粒,或采用尿液喷淋在钾肥固体粉末喷涂成粒,或采用尿液与钾肥固体粉末混合喷淋造粒。这三种方法需将氯化钾或硫酸钾粉粒加热,将尿素熔融,整个过程升温能耗高,产品成本增加。

专利申请号为201480039213.3的发明专利,公开了一种用于生产颗粒氮钾肥的方法,该方法使用硝酸铵和氯化钾生产氮钾复合肥,将硝酸铵浓溶液与氯化钾和氨混合、对所得混合物进行造粒、干燥。该方法将硝铵熔融,耗能较高。

另外,为了辅助成粒,生产过程中还可能会加有大量的无养分的助剂,提高原料成本。

综上所述,现有的生产圆颗粒尿基/硝基氮钾二元复合肥的方法存在能源消耗高、原料成本高等缺点,本发明开发一种低成本圆颗粒尿基/硝基氮钾二元复合肥的方法,在原有团粒法成粒的基础上,开发一种新的成粒助剂,能够生产以尿素/硝铵为氮源的氮钾二元复合肥,该造粒方法成粒助剂添加量少,造粒过程升温能耗低,所成颗粒强度高,无需干燥,且具有一定的缓释性,能够有效减少氮钾肥造粒所需成本,提高产品质量,适应现代农业的发展需求。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种尿基/硝基氮钾二元复合肥生产方法,通过采用新开发的吸水性树脂作为成粒助剂,依靠吸水性树脂的强吸水性作用,解决团粒法生产氮钾二元复合肥过程中以尿素/硝铵为氮源时存在的能源消耗高、原料成本高的问题。

一种尿基/硝基氮钾二元复合肥生产方法,包括,

原料的选择:原料包括氮源和钾源,所述氮源为粉状尿素、粉状硝铵中的一种或两种;钾源为粉状氯化钾、粉状硫酸钾、粉状硝酸钾中的至少一种;

造粒:向原料中加入吸水树脂后采用团粒法进行造粒。

作为优选的,所述氮源占物料总重的10~90%,所述的钾源占物料总重的10~90%。

该方法适应配方范围广,能够适用多种配方的造粒,氮含量从5%~42%,钾含量从5%~55%。能够满足多种bb肥的配方要求。

作为优选的,所述吸水树脂为淀粉类接枝共聚物、羧甲基化淀粉、丙烯酸类、丙烯酸盐类、聚丙烯腈类、聚乙烯醇类、聚丙烯酰胺类、醋酸乙烯酯类、纤维素接枝类、羧甲基化纤维类中的一种或几种的交联共聚物。

该成粒助剂能够在造粒过程中吸收液相,减少易溶易吸湿原料尿素/硝铵在造粒过程产生的大量液相引起的物料过湿,难以成粒的现象;并通过其大量裸露的氢键与尿素/硝铵表面液相结合,使得物料能够在氢键作用力下结合,最终粘结成粒;同时由于该方法所添加成粒助剂为一种吸水性树脂,将液相固定于树脂分子链中间,形成结合水,使得产品免于干燥即可达到标准要求,降低生产能耗;除此之外,吸水性树脂在造粒过程中吸收液相中的离子使其被固定于分子链间,起到了养分缓释的作用。

作为优选的,所述吸水树脂的用量占物料总重的2~5‰。

吸水性树脂作为成粒助剂,其吸水能力通常可达几百到几千倍,少量的添加量即可起到大量吸收液相的作用,避免以尿素/硝铵为氮源带来的大量液相困扰;同时,少量的添加量对整个配方影响较小,避免因过量添加成粒助剂带来的养分损失及成本增加问题。

作为优选的,所述吸水树脂的细度小于100目。

吸水树脂细度越小,越容易分散,使其能够均匀吸收液相,控制物料各部位液相含量,保证物料之间的有效粘结。

作为优选的,所述团粒法造粒过程中,造粒的温度为20~50℃。

作为优选的,所述造粒过程中使用的造粒机为圆盘造粒机、转鼓造粒机或高差速多功能造粒机。

作为优选的,所述的高差速多功能造粒机是由倾斜的顺时针旋转的筒体和固定在筒体中逆时针旋转的转子组成的立式造粒机。

采用高差速多功能造粒机作为成粒设备,其筒体和转子高差速旋转产生高的剪切力,使得物料之间碰撞频率增加,碰撞作用力增强,物料与物料之间,物料与设备之间相互挤压,在挤压和团聚的共同作用下,物料之间相互结合形成颗粒,更有助于圆颗粒形成。

作为优选的,造粒环境中的湿度为10-80%。

当造粒环境中空气湿度较低时,物料成粒所需液相较低,难以成粒,需外加水分促进成粒,随着空气湿度增加,物料吸湿产生液相逐渐增加,需要吸水树脂发挥强吸水作用,减少液相,使得物料成粒,空气湿度过高时,物料严重吸水,吸水树脂少量添加已经不能满足吸收液相的需要,此时,如果增加吸水树脂的量,会造成吸水树脂添加过多,吸收水分后使得颗粒蓬松,难以成粒,所以在造粒过程中空气湿度不宜过高。

与现有技术相比,本发明的有益效果至少是如下之一:

1.原料适应性强:本发明所述的尿基/硝基氮钾二元复合肥的生产方法,采用吸水树脂作为成粒助剂,利用吸水树脂的强吸水作用吸收造粒过程中的液相,减少易溶易吸湿原料尿素/硝铵引起的液相过多,难以成粒的现象,并通过其大量裸露的氢键与尿素/硝铵表面液相结合,使得物料能够在氢键作用力下结合,最终粘结成粒。这种方法,能够满足尿基、硝基、氯基、硫基等多种品规氮钾复合肥的造粒。

2.物料成粒率高:本发明所述的尿基/硝基氮钾二元复合肥的生产方法,采用吸水树脂作为成粒剂,利用吸水树脂的强吸水作用吸收造粒过程中的液相,减少易溶易吸湿原料尿素/硝铵引起的液相过多造成的物料易成大块的现象,减少大块和大颗粒的形成;并通过氢键结合产生氢键结合力,使得物料能够有效结合,减少细粉粒的量;从而提高了物料的成粒率。

3.生产能耗低:本发明所述的尿基/硝基氮钾二元复合肥的生产方法,采用团粒法的造粒工艺,产品为圆颗粒,造粒过程所需温度仅为20~50℃,同时由于该方法所添加成粒助剂为一种吸水性树脂,将液相固定于树脂分子链中间,形成结合水,使得产品免于干燥即可达到标准要求,从而降低生产能耗。

4.原料成本低:本发明所述的尿基/硝基氮钾二元复合肥生产方法,以吸水性树脂作为成粒助剂,其吸水能力通常可达几百到几千倍,少量的添加量即可起到大量吸收液相的作用,避免以尿素/硝铵为氮源带来的大量液相困扰,同时,吸水树脂表面大量裸露的氢键可与尿素/硝铵表面液相结合,使得物料能够在氢键作用力下结合,最终粘结成粒,避免因为大量的助剂添加引起的原料成本高的问题。

5.产品具有缓释性能:本发明所述的尿基/硝基氮钾二元复合肥的生产方法,以吸水树脂作为成粒助剂,吸水树脂在成粒过程中吸收液相,将液相中溶解的盐离子吸收固定于其分子链间,肥料施入土壤中后,随着水分的释放,盐离子会缓慢释放出来,起到了一定的缓释作用。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

具体实施例1:

本实施例所述的尿基/硝基氮钾二元复合肥生产方法,所造复合肥配方为5-0-55(cl),造粒条件如下:(1)原料:尿素109kg,氯化钾887kg;(2)助剂:聚丙烯酰胺交联共聚物3kg,细度为200目;(3)环境湿度:70%;(4)造粒温度:30℃;(5)造粒机:高差速多功能造粒机。造粒结果满足:(1)成粒率:70%;(2)颗粒含水量:1.3%;(3)颗粒强度:30n。

具体实施例2:

本实施例所述的尿基/硝基氮钾二元复合肥生产方法,所造复合肥配方为42-0-5(cl),造粒条件如下:(1)原料:尿素915kg,氯化钾85kg,水1kg;(2)助剂:羧甲基化纤维交联共聚物4kg,细度为100目;(3)环境湿度:10%;(4)造粒温度:30℃;(4)造粒机:滚筒造粒机。造粒结果满足:(1)成粒率:65%;(2)颗粒含水量:1.7%;(3)颗粒强度:32n。

具体实施例3:

本实施例所述的尿基/硝基氮钾二元复合肥生产方法,所造复合肥配方为37-0-10(硝基),造粒条件如下:(1)原料:硝酸铵229kg,硝酸钾770kg;(2)助剂:羧甲基化淀粉交联共聚物5kg,细度为250目;(3)环境湿度:62%;(4)造粒温度:20℃;(5)造粒机:高差速多功能造粒机。造粒结果满足:(1)成粒率:67%;(2)颗粒含水量:1.1%;(3)颗粒强度:30n。

具体实施例4:

本实施例所述的尿基/硝基氮钾二元复合肥生产方法,所造复合肥配方为15-0-34(s),造粒条件如下:(1)原料:尿素329kg,硫酸钾669kg,水1.2kg;(2)助剂:聚乙烯醇交联共聚物2kg,细度为200目;(3)环境湿度:60%、(4)造粒温度:40℃;(5)造粒机:圆盘造粒机。造粒结果满足:(1)成粒率:63%;(2)颗粒含水量:1.6%;(3)颗粒强度:34n。

具体实施例5:

本实施例所述的尿基/硝基氮钾二元复合肥生产方法,所造复合肥配方为16-0-23(s),造粒条件如下:(1)原料:尿素183kg,硫酸铵364kg,硫酸钾452kg;(2)助剂:淀粉接枝交联共聚物3kg,细度为150目;(3)环境湿度:64%、(4)造粒温度:30℃;(5)造粒机:高差速多功能造粒机。造粒结果满足:(1)成粒率:69%;(2)颗粒含水量:1.2%;(3)颗粒强度:29n。

具体实施例6:

本实施例所述的尿基/硝基氮钾二元复合肥生产方法,所造复合肥配方为17-0-35(s),造粒条件如下:(1)原料:尿素261kg,硝酸钾287kg,硫酸钾452kg;(2)助剂:醋酸乙烯酯和丙烯酸交联共聚物5kg,细度为150目;(3)环境湿度:20%;(4)造粒温度:30℃;(5)造粒机:高差速多功能造粒机。造粒结果满足:(1)成粒率:73%;(2)颗粒含水量:1.7%;(3)颗粒强度:33n。

具体实施例7:

本实施例所述的尿基/硝基氮钾二元复合肥生产方法,所造复合肥配方为23-0-25(s),造粒条件如下:(1)原料:尿素205kg,硝酸铵295kg,硫酸钾500kg;(2)助剂:聚丙烯腈和纤维素交联共聚物5kg,细度为200目;(3)环境湿度:40%;(4)造粒温度:35℃;(5)造粒机:高差速多功能造粒机。造粒结果满足:(1)成粒率:60%;(2)颗粒含水量:1.8%;(3)颗粒强度:34n。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述,但是,应该理解,本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式,这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说,在本申请公开和权利要求的范围内,可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外,对于本领域技术人员来说,其他的用途也将是明显的。

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