一种具有缓释功能的环保型复合肥及其制备方法与流程

[0001]
本发明涉及肥料技术领域，具体为一种具有缓释功能的环保型复合肥及其制备方法。


背景技术：

[0002]
作物生长对养分的需求是一个自发的过程，肥料是农业生产最重要的生产资料之一，是农业持续发展的物质基础，也是农业生产中最大的物质投资，约占其全部生产性支出的50％。聚联合国粮农组织估计，发展中国家粮食的增产中，其55％来自肥料的作用，经济作物也是这种情况。我国肥料生产和消费位居世界前列，近年来，由于肥料的流失和低效利用，已经造成了严重的资源浪费和巨大的经济损失，更重要的是对人体、大气、土壤和粮食造成了严重的污染。
[0003]
为了解决这方面的问题，人们开始研究和开发复合肥料。复合肥是以集多种营养成分为一体的肥料。但是多种有机/无机成分之间会发生复反应，因此相比单一肥料在制备和储存过程中更易结块，从而导致其自由流动性逐渐消失而使其品质变差，无法达到质量包括松散性等的要求，影响施用。为了防止复合肥料的结块，通常采取的措施方式有采用适当的造粒设备和干燥工艺，或者是应用各种防结块剂以降低产品的含水量。而其中比较有效的方式是添加各种防结块的功能添加剂进行。
[0004]
因此如何制备一种缓释效果好，可显著改善土壤质量，对环境危害小，并能明显提高肥效利用率的复合肥料成为目前需要解决的技术问题。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于提供一种具有缓释功能的环保型复合肥及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0006]
一种具有缓释功能的环保型复合肥，其特征在于，主要包括以下重量份数的原料组分：50～70份混合肥料，20～40份海藻酸钠，10～30份氯化钙，18～35份碳酸钠，12～20份羧甲基壳聚糖，10～20份葡聚糖和5～20份正硅酸乙酯。
[0007]
作为优化，所述具有缓释功能的环保型复合肥还包括以下重量份数的原料组分：10～15份大豆卵磷脂。
[0008]
作为优化，所述混合肥料由尿素和磷酸二氢钾按质量比2：1～4：1混合而成。
[0009]
作为优化，所述具有缓释功能的环保型复合肥主要包括以下重量份数的原料组分：50份混合肥料，20份海藻酸钠，25份氯化钙，20份碳酸钠，15份羧甲基壳聚糖，15份葡聚糖，15份正硅酸乙酯和10份大豆卵磷脂。
[0010]
作为优化，一种具有缓释功能的环保型复合肥的制备方法，主要包括以下制备步骤：
[0011]
(1)将尿素颗粒表面雾化后与磷酸二氢钾混合，得尿素混合颗粒，将尿素混合颗粒表面雾化后与混合粉末混合，得肥料内核坯料，将肥料内核坯料用氯化钙溶液交联后，得肥
料内核；
[0012]
(2)将步骤(1)所得肥料内核与正硅酸乙酯的分散液混合，并加入大豆卵磷脂和葡聚糖溶液，调节ph后加入混合交联剂溶液，搅拌反应后，过滤，得坯料；
[0013]
(3)将步骤(2)所得坯料用碱溶液溶液进行刻蚀后，过滤，洗涤，干燥，得预处理坯料，将预处理坯料与氯化钙溶液混合，并加入碳酸钠，搅拌反应后，过滤，干燥，得具有缓释功能的环保型复合肥；
[0014]
(4)对步骤(3)所得具有缓释功能的环保型复合肥进行指标分析。
[0015]
作为优化所述具有缓释功能的环保型复合肥的制备方法主要包括以下制备步骤：
[0016]
(1)将尿素颗粒表面喷淋适量雾化水后与磷酸二氢钾粉末按质量比2；1～4：1混合，得尿素混合颗粒，将尿素混合颗粒表面喷淋适量雾化水后与混合粉末按质量比10：5～10：7混合，得肥料内核坯料，将肥料内核坯料用肥料内核坯料质量1～2倍的质量分数为5％的氯化钙溶液喷淋后，交联30～80min后，得肥料内核；
[0017]
(2)将步骤(1)所得肥料内核与正硅酸乙酯的分散液按质量比1：8～1：15混合于烧杯中，并向烧杯中加入肥料内核质量0.1～0.2倍的大豆卵磷脂和肥料内核质量1.2～1.5倍的质量分数为10％的葡聚糖溶液，调节烧杯内物料的ph至1～3后，再向烧杯中加入肥料内核质量0.8～1.5倍的混合交联剂溶液，搅拌反应后，过滤，得坯料；
[0018]
(3)将步骤(2)所得坯料用质量分数为5～10％的氢氧化钠溶液溶液刻蚀2～3h后，过滤，洗涤，干燥，得预处理坯料，将预处理坯料与质量分数为5％的氯化钙溶液按质量比1：5～1：12混合于搅拌器中，并向搅拌器中加入预处理坯料质量0.3～0.6倍的碳酸钠，搅拌反应后，过滤，干燥，得具有缓释功能的环保型复合肥；
[0019]
(4)对步骤(3)所得具有缓释功能的环保型复合肥进行指标分析。
[0020]
作为优化，步骤(1)所述混合粉末的制备方法为将海藻酸钠粉末于羧甲基壳聚糖粉末按质量比4：3混合，得混合粉末。
[0021]
作为优化，步骤(2)所述混合交联剂溶液为将戊二醛于甲醛按质量比1：1混合，并加入戊二醛质量20倍的水，搅拌混合，得混合交联剂溶液。
[0022]
作为优化，步骤(2)所述正硅酸乙酯分散液为将正硅酸乙酯与质量分数为40％的乙醇水溶液按质量比1：8～1：15混合，康得正硅酸乙酯分散液。
[0023]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0024]
本发明在制备具有缓释功能的环保型复合肥时，在产品中加入羧甲基壳聚糖、葡聚糖、二氧化硅和大豆卵磷脂。
[0025]
首先，羧甲基壳聚糖和葡聚糖在加入产品中后，羧甲基壳聚糖可在海藻酸钠交联过程中被固定于肥料内核表面，从而当处在酸性条件下，羧甲基壳聚糖与葡聚糖可在混合交联剂的作用下交联，并将羧甲基壳聚糖与葡聚糖形成的多孔交联网络包覆于肥料内核的海藻酸钙薄膜上，从而起到缓释作用，其次，由于在交联过程中加入了正硅酸乙酯分散液，而正硅酸乙酯可在酸性条件下水解形成二氧化硅，因此正硅酸乙酯水解形成的二氧化硅可在羧甲基壳聚糖与葡聚糖形成交联网络时被包覆于肥料内核上，从而在海藻酸钙薄膜和羧甲基壳聚糖与葡聚糖形成的多孔交联网络之间形成一层二氧化硅膜，并且在后期制备过程中使用碱溶液刻蚀处理，由于羧甲基壳聚糖与葡聚糖形成的包覆层在碱性条件下具有溶胀性，因此羧甲基壳聚糖与葡聚糖形成的包覆层可防止二氧化硅被过度刻蚀，从而使得二氧
化硅薄膜具备多孔性，进而可使产品具有良好缓释性能，同时羧甲基壳聚糖与葡聚糖形成的交联网络对氟离子具有良好的吸附性，因此使得产品也具有优异的环保性能；再者，在产品中加入的大豆卵磷脂可在羧甲基壳聚糖与葡聚糖形成交联网络时，嵌合于交联网络的多孔结构中，从而可在后续与氯化钙溶液混合时，将钙离子吸附与坯料表面，并在碳酸钠的作用下在坯料表面形成一层碳酸钙包覆层，由于碳酸钙的存在，可使产品具有更好的缓释形成，并且可调节土壤的ph，使产品具有更好的环保性。
具体实施方式
[0026]
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]
为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制作的抑菌型改性沥青的各指标测试方法如下：
[0028]
化肥性能：将各实施例所得具有缓释功能的环保型复合肥与对比例所得产品施于小麦株数相同、土壤ph为7.0～7.5，土地全氮＜0.5g/kg，土地有效磷＜5mg/kg的实验田中，按40kg/亩的使用量同时进行施肥，施用两次后，测量施肥后小麦的产量和土壤ph。
[0029]
实施例1
[0030]
一种具有缓释功能的环保型复合肥，按重量份数计，主要包括：50份混合肥料，20份海藻酸钠，25份氯化钙，20份碳酸钠，15份羧甲基壳聚糖，15份葡聚糖，15份正硅酸乙酯和10份大豆卵磷脂。
[0031]
一种具有缓释功能的环保型复合肥的制备方法，所述具有缓释功能的环保型复合肥的制备方法主要包括以下制备步骤：
[0032]
(1)将尿素颗粒表面喷淋适量雾化水后与磷酸二氢钾粉末按质量比3；1混合，得尿素混合颗粒，将尿素混合颗粒表面喷淋适量雾化水后与混合粉末按质量比10：7混合，得肥料内核坯料，将肥料内核坯料用肥料内核坯料质量2倍的质量分数为5％的氯化钙溶液喷淋后，交联60min后，得肥料内核；
[0033]
(2)将步骤(1)所得肥料内核与正硅酸乙酯的分散液按质量比1：10混合于烧杯中，并向烧杯中加入肥料内核质量0.15倍的大豆卵磷脂和肥料内核质量1.5倍的质量分数为10％的葡聚糖溶液，调节烧杯内物料的ph至2后，再向烧杯中加入肥料内核质量1倍的混合交联剂溶液，搅拌反应后，过滤，得坯料；
[0034]
(3)将步骤(2)所得坯料用质量分数为6％的氢氧化钠溶液溶液刻蚀3h后，过滤，得滤渣，将滤渣用去离子水洗涤3次后，并于温度为60℃的条件下干燥2h，得预处理坯料，将预处理坯料与质量分数为5％的氯化钙溶液按质量比1：10混合于搅拌器中，并向搅拌器中加入预处理坯料质量0.5倍的碳酸钠，搅拌反应后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为70℃的条件下干燥2h后，得具有缓释功能的环保型复合肥；
[0035]
(4)对步骤(3)所得具有缓释功能的环保型复合肥进行指标分析。
[0036]
作为优化，步骤(1)所述混合粉末的制备方法为将海藻酸钠粉末于羧甲基壳聚糖粉末按质量比4：3混合，得混合粉末。
[0037]
作为优化，步骤(2)所述混合交联剂溶液为将戊二醛于甲醛按质量比1：1混合，并加入戊二醛质量20倍的水，搅拌混合，得混合交联剂溶液。
[0038]
作为优化，步骤(2)所述正硅酸乙酯分散液为将正硅酸乙酯与质量分数为40％的乙醇水溶液按质量比1：10混合，康得正硅酸乙酯分散液。
[0039]
实施例2
[0040]
一种具有缓释功能的环保型复合肥，按重量份数计，主要包括：50份混合肥料，20份海藻酸钠，25份氯化钙，20份碳酸钠，15份葡聚糖，15份正硅酸乙酯和10份大豆卵磷脂。
[0041]
一种具有缓释功能的环保型复合肥的制备方法，所述具有缓释功能的环保型复合肥的制备方法主要包括以下制备步骤：
[0042]
(1)将尿素颗粒表面喷淋适量雾化水后与磷酸二氢钾粉末按质量比3；1混合，得尿素混合颗粒，将尿素混合颗粒表面喷淋适量雾化水后与海藻酸钠粉末按质量比5：2混合，得肥料内核坯料，将肥料内核坯料用肥料内核坯料质量2倍的质量分数为5％的氯化钙溶液喷淋后，交联60min后，得肥料内核；
[0043]
(2)将步骤(1)所得肥料内核与正硅酸乙酯的分散液按质量比1：10混合于烧杯中，并向烧杯中加入肥料内核质量0.15倍的大豆卵磷脂和肥料内核质量1.5倍的质量分数为10％的葡聚糖溶液，调节烧杯内物料的ph至2后，再向烧杯中加入肥料内核质量1倍的混合交联剂溶液，搅拌反应后，过滤，得坯料；
[0044]
(3)将步骤(2)所得坯料用质量分数为6％的氢氧化钠溶液溶液刻蚀3h后，过滤，得滤渣，将滤渣用去离子水洗涤3次后，并于温度为60℃的条件下干燥2h，得预处理坯料，将预处理坯料与质量分数为5％的氯化钙溶液按质量比1：10混合于搅拌器中，并向搅拌器中加入预处理坯料质量0.5倍的碳酸钠，搅拌反应后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为70℃的条件下干燥2h后，得具有缓释功能的环保型复合肥；
[0045]
(4)对步骤(3)所得具有缓释功能的环保型复合肥进行指标分析。
[0046]
作为优化，步骤(2)所述混合交联剂溶液为将戊二醛于甲醛按质量比1：1混合，并加入戊二醛质量20倍的水，搅拌混合，得混合交联剂溶液。
[0047]
作为优化，步骤(2)所述正硅酸乙酯分散液为将正硅酸乙酯与质量分数为40％的乙醇水溶液按质量比1：10混合，康得正硅酸乙酯分散液。
[0048]
实施例3
[0049]
一种具有缓释功能的环保型复合肥，按重量份数计，主要包括：50份混合肥料，20份海藻酸钠，25份氯化钙，20份碳酸钠，15份羧甲基壳聚糖，15份葡聚糖和10份大豆卵磷脂。
[0050]
一种具有缓释功能的环保型复合肥的制备方法，所述具有缓释功能的环保型复合肥的制备方法主要包括以下制备步骤：
[0051]
(1)将尿素颗粒表面喷淋适量雾化水后与磷酸二氢钾粉末按质量比3；1混合，得尿素混合颗粒，将尿素混合颗粒表面喷淋适量雾化水后与混合粉末按质量比10：7混合，得肥料内核坯料，将肥料内核坯料用肥料内核坯料质量2倍的质量分数为5％的氯化钙溶液喷淋后，交联60min后，得肥料内核；
[0052]
(2)将步骤(1)所得肥料内核与水按质量比1：5加入烧杯中，并向烧杯中加入肥料内核质量0.15倍的大豆卵磷脂和肥料内核质量1.5倍的质量分数为10％的葡聚糖溶液，调节烧杯内物料的ph至2后，再向烧杯中加入肥料内核质量1倍的混合交联剂溶液，搅拌反应
后，过滤，得坯料；
[0053]
(3)将步骤(2)所得坯料用质量分数为6％的氢氧化钠溶液溶液刻蚀3h后，过滤，得滤渣，将滤渣用去离子水洗涤3次后，并于温度为60℃的条件下干燥2h，得预处理坯料，将预处理坯料与质量分数为5％的氯化钙溶液按质量比1：10混合于搅拌器中，并向搅拌器中加入预处理坯料质量0.5倍的碳酸钠，搅拌反应后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为70℃的条件下干燥2h后，得具有缓释功能的环保型复合肥；
[0054]
(4)对步骤(3)所得具有缓释功能的环保型复合肥进行指标分析。
[0055]
作为优化，步骤(1)所述混合粉末的制备方法为将海藻酸钠粉末于羧甲基壳聚糖粉末按质量比4：3混合，得混合粉末。
[0056]
作为优化，步骤(2)所述混合交联剂溶液为将戊二醛于甲醛按质量比1：1混合，并加入戊二醛质量20倍的水，搅拌混合，得混合交联剂溶液。
[0057]
实施例4
[0058]
一种具有缓释功能的环保型复合肥，按重量份数计，主要包括：50份混合肥料，20份海藻酸钠，25份氯化钙，20份碳酸钠，15份羧甲基壳聚糖，15份葡聚糖，15份正硅酸乙酯和10份大豆卵磷脂。
[0059]
一种具有缓释功能的环保型复合肥的制备方法，所述具有缓释功能的环保型复合肥的制备方法主要包括以下制备步骤：
[0060]
(1)将尿素颗粒表面喷淋适量雾化水后与磷酸二氢钾粉末按质量比3；1混合，得尿素混合颗粒，将尿素混合颗粒表面喷淋适量雾化水后与混合粉末按质量比10：7混合，得肥料内核坯料，将肥料内核坯料用肥料内核坯料质量2倍的质量分数为5％的氯化钙溶液喷淋后，交联60min后，得肥料内核；
[0061]
(2)将步骤(1)所得肥料内核与正硅酸乙酯的分散液按质量比1：10混合于烧杯中，并向烧杯中加入肥料内核质量0.15倍的大豆卵磷脂和肥料内核质量1.5倍的质量分数为10％的葡聚糖溶液，调节烧杯内物料的ph至2后，再向烧杯中加入肥料内核质量1倍的混合交联剂溶液，搅拌反应后，过滤，得坯料；
[0062]
(3)将坯料与质量分数为5％的氯化钙溶液按质量比1：10混合于搅拌器中，并向搅拌器中加入预处理坯料质量0.5倍的碳酸钠，搅拌反应后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为70℃的条件下干燥2h后，得具有缓释功能的环保型复合肥；
[0063]
(4)对步骤(3)所得具有缓释功能的环保型复合肥进行指标分析。
[0064]
作为优化，步骤(1)所述混合粉末的制备方法为将海藻酸钠粉末于羧甲基壳聚糖粉末按质量比4：3混合，得混合粉末。
[0065]
作为优化，步骤(2)所述混合交联剂溶液为将戊二醛于甲醛按质量比1：1混合，并加入戊二醛质量20倍的水，搅拌混合，得混合交联剂溶液。
[0066]
作为优化，步骤(2)所述正硅酸乙酯分散液为将正硅酸乙酯与质量分数为40％的乙醇水溶液按质量比1：10混合，康得正硅酸乙酯分散液。
[0067]
实施例5
[0068]
一种具有缓释功能的环保型复合肥，按重量份数计，主要包括：50份混合肥料，20份海藻酸钠，25份氯化钙，20份碳酸钠，15份羧甲基壳聚糖，15份葡聚糖，15份正硅酸乙酯和10份大豆卵磷脂。
[0069]
一种具有缓释功能的环保型复合肥的制备方法，所述具有缓释功能的环保型复合肥的制备方法主要包括以下制备步骤：
[0070]
(1)将尿素颗粒表面喷淋适量雾化水后与磷酸二氢钾粉末按质量比3；1混合，得尿素混合颗粒，将尿素混合颗粒表面喷淋适量雾化水后与混合粉末按质量比10：7混合，得肥料内核坯料，将肥料内核坯料用肥料内核坯料质量2倍的质量分数为5％的氯化钙溶液喷淋后，交联60min后，得肥料内核；
[0071]
(2)将步骤(1)所得肥料内核与正硅酸乙酯的分散液按质量比1：10混合于烧杯中，并向烧杯中加入肥料内核质量0.15倍的大豆卵磷脂和肥料内核质量1.5倍的质量分数为10％的葡聚糖溶液，调节烧杯内物料的ph至2后，再向烧杯中加入肥料内核质量1倍的混合交联剂溶液，搅拌反应后，过滤，得坯料；
[0072]
(3)将步骤(2)所得坯料用质量分数为6％的氢氧化钠溶液溶液刻蚀3h后，过滤，得滤渣，将滤渣用去离子水洗涤3次后，并于温度为60℃的条件下干燥2h，得预处理坯料，将预处理坯料于温度为70℃的条件下干燥2h后，得具有缓释功能的环保型复合肥；
[0073]
(4)对步骤(3)所得具有缓释功能的环保型复合肥进行指标分析。
[0074]
作为优化，步骤(1)所述混合粉末的制备方法为将海藻酸钠粉末于羧甲基壳聚糖粉末按质量比4：3混合，得混合粉末。
[0075]
作为优化，步骤(2)所述混合交联剂溶液为将戊二醛于甲醛按质量比1：1混合，并加入戊二醛质量20倍的水，搅拌混合，得混合交联剂溶液。
[0076]
作为优化，步骤(2)所述正硅酸乙酯分散液为将正硅酸乙酯与质量分数为40％的乙醇水溶液按质量比1：10混合，康得正硅酸乙酯分散液。
[0077]
对比例
[0078]
一种具有缓释功能的环保型复合肥，按重量份数计，主要包括：50份混合肥料，20份海藻酸钠，25份氯化钙，20份碳酸钠，15份葡聚糖和10份大豆卵磷脂。
[0079]
一种具有缓释功能的环保型复合肥的制备方法，所述具有缓释功能的环保型复合肥的制备方法主要包括以下制备步骤：
[0080]
(1)将尿素颗粒表面喷淋适量雾化水后与磷酸二氢钾粉末按质量比3；1混合，得尿素混合颗粒，将尿素混合颗粒表面喷淋适量雾化水后与海藻酸钠粉末按质量比5：2混合，得肥料内核坯料，将肥料内核坯料用肥料内核坯料质量2倍的质量分数为5％的氯化钙溶液喷淋后，交联60min后，得肥料内核；
[0081]
(2)将步骤(1)所得肥料内核与水按质量比1：5加入烧杯中，并向烧杯中加入肥料内核质量0.15倍的大豆卵磷脂和肥料内核质量1.5倍的质量分数为10％的葡聚糖溶液，调节烧杯内物料的ph至2后，再向烧杯中加入肥料内核质量1倍的混合交联剂溶液，搅拌反应后，过滤，得坯料；
[0082]
(3)将步骤(2)所得坯料用质量分数为6％的氢氧化钠溶液溶液刻蚀3h后，过滤，得滤渣，将滤渣用去离子水洗涤3次后，并于温度为60℃的条件下干燥2h，得预处理坯料，将预处理坯料与质量分数为5％的氯化钙溶液按质量比1：10混合于搅拌器中，并向搅拌器中加入预处理坯料质量0.5倍的碳酸钠，搅拌反应后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为70℃的条件下干燥2h后，得具有缓释功能的环保型复合肥；
[0083]
(4)对步骤(3)所得具有缓释功能的环保型复合肥进行指标分析。
[0084]
作为优化，步骤(2)所述混合交联剂溶液为将戊二醛于甲醛按质量比1：1混合，并加入戊二醛质量20倍的水，搅拌混合，得混合交联剂溶液。
[0085]
效果例
[0086]
下表1给出了采用本发明实施例1至3与对比例的具有缓释功能的环保型复合肥的性能分析结果。
[0087]
表1
[0088][0089][0090]
从表1中实施例1与对比例的实验数据比较可发现，当在产品中加入羧甲基壳聚糖、葡聚糖、正硅酸乙酯可有效提高产品的缓释性能，提高产品的利用率，并且诶在使用后可保护土壤的ph值，降低产品对环境的污染；从实施例1与实施例2的实验数据比较可发现，当在产品中不加入羧甲基壳聚糖粉末时，由于葡聚糖形成的交联网络无纺在碱性条件下良好的保护二氧化硅，也无法将形成的碳酸钙有效固定于产品表面，从而导致产品外层缓释层出现较大孔洞，进而影响产品的缓释性能；从实施例1与实施例3的实验数据比较可发现，当在产品中不加入正硅酸乙酯时，肥料内核的海藻酸钙薄膜上不含有二氧化硅保护层，从而无法有效对肥料进行缓释，影响肥料的利用率；从实施例1与实施例4的实验数据比较可发现，当在制备产品时不对产品坯料进行碱刻蚀处理时，产品表面二氧化硅的包覆层无法形成多孔结构，从而降低产品的缓释性能；从实施例1与实施例5的实验数据比较可发现，当在制备产品时不用氯化钙和碳酸钠处理预处理坯料时，产品外侧无法形成碳酸钙，从而无法对土壤ph进行调节，进而影响产品性能。
[0091]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。