一种滴灌用硝基腐植酸钾复合肥及其生产方法与流程

1.本发明涉及肥料技术领域，具体涉及一种滴灌用硝基腐植酸钾复合肥及其生产方法。


背景技术：

2.现有滴灌肥一般为粉状水溶肥，但由于粉状肥料比表面积大，晶体间在仓储运输中极易粘连结块，其防板结难度大。再者，其中的中微量元素易被磷酸根固化，就需使用价格高的络合型中微量元素，络合型中微量元素虽为水溶性，但其在作物代谢时难被吸收利用，其有效性大大下降。另外，现有的颗粒水溶肥，虽解决产品结块问题，但其使有的防板结剂均为油溶解型防结剂，在滴灌使用时油类物质会粘附滴管和滴头，造成滴灌设施损坏。
3.包膜肥料的开发研制始于20世纪50年代后期，研究对象主要是尿素的复合肥。包膜肥料是指以颗粒化肥(氮或氮磷复合肥等)为核心，表层涂覆一层低水溶性或微溶性无机物质或有机聚合物，使肥料成分通过包膜的微孔、裂缝慢慢释放出来从而改变化肥养分的溶出性，延长或控制肥料养分释放，使土壤养分的供应与作物需求协调的新型肥料，目前包膜肥料大多选用矿粉、蜡、聚合物、硫磺、高分子树脂进行包膜，也可以用沥青、硅酸盐水泥、磷酸镁铵。但是选用这些材料作为包膜存在一定的缺陷：(1)材料水溶性差，因此肥料包膜后在水中溶散效果差，溶液浑浊；(2)成本高；(3)包膜不均匀，肥料表面有凹凸点。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种滴灌用硝基腐植酸钾复合肥，复合肥为全水溶的肥料颗粒，溶解性好，可用于滴灌设备，产品不板结，方便贮存和使用；本发明的目的之二在于提供一种滴灌用硝基腐植酸钾复合肥的生产方法，通过将柠檬酸加入包膜液中，避免腐植酸钾、中微量元素与其他离子结合而沉淀。
5.本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
6.一种滴灌用硝基腐植酸钾复合肥，包括以下按重量份计的原料：硝酸磷肥40～55份、磷酸一铵5～10份、硝酸钾10～20份、磷酸二氢钾18～28份、氯化钾0～5份、氯化钙0～5份、硫酸镁0～5份、硼砂0～5份、微量元素0～5份、柠檬酸1～5份、聚谷氨酸1～5份、腐植酸钾1～5份和水1～5份。
7.本发明的滴灌用硝基腐植酸钾复合肥所用的原料均为水溶性原料，硝酸磷肥、磷酸一铵、硝酸钾、磷酸二氢钾、氯化钾、氯化钙、硫酸镁和硼砂分别作为水溶性肥料成分，分别为土壤提供氮、磷、钾、钙、镁、硫等常量元素，再补充微量元素。腐植酸钾、聚谷氨酸、柠檬酸和水制成聚谷氨酸防板结包膜液，再将水溶性肥料成分包裹，干燥后在表面形成一层包膜，即滴灌用硝基腐植酸钾复合肥为包膜肥料。但与常规包膜肥料不同，但本发明所选用的包膜均为可溶性材质，使包膜内的肥料颗粒成分缓释到土壤中。
8.但滴灌用硝基腐植酸钾复合肥在溶解时，腐植酸钾和中微量元素容易与钙、镁和磷离子结合而产生沉淀，从而导致失效。为了解决该问题，本发明使用的包膜液加入柠檬
酸。柠檬酸是一种优良的鳌合剂，可以与钙镁离子螯合，从而起到保护腐植酸钾和磷素的作用。
9.具体地，柠檬酸盐处于低温条件下，螯合钙离子的能力较强。但是随着温度的逐步升高，螯合钙离子的能力在慢慢下降。柠檬酸盐螯合镁离子的能力与溶液的ph值有关，通常ph值在7至9中性范围，温度20～50℃，镁离子和柠檬酸比例为1:1时，每克柠檬酸能够螯合百分之九十以上的镁离子，另外还有许多二价与三价金属离子都可以被柠檬酸有效地螯合。如果存在氨，螯合程度更高。磷酸一铵中含有氨，能使柠檬酸与金属离子的螯合程度最大化。
10.进一步，所述微量元素为硼、锌、钼、铁、锰或铜中的至少一种。
11.再进一步，包括以下按重量份计的原料：硝酸磷肥40～55份、磷酸一铵5～10份、硝酸钾10～20份、磷酸二氢钾18～28份、氯化钾1～5份、氯化钙1～5份、硫酸镁1～5份、硼砂1～5份、微量元素1～5份、柠檬酸1～5份、聚谷氨酸1～5份、腐植酸钾1～5份和水1～5份。
12.本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
13.滴灌用硝基腐植酸钾复合肥的生产方法，包括以下步骤：
14.1)将腐植酸钾、聚谷氨酸、柠檬酸和水投入反应釜内加热，搅拌溶解，反应完成后过滤，取滤液，得聚谷氨酸防板结包膜液；
15.2)在熔融锅中，加入硝酸磷肥和磷酸一铵，加热搅拌至得到熔融的料浆，然后溢流至一级混合锅中；
16.3)在一级混合锅中，往熔融的料浆里加入磷酸二氢钾和硝酸钾，继续加热使物料保持熔融状态，混合后的熔融物溢流至二级混合锅；
17.4)在二级混合锅中加入氯化钾、氯化钙、硫酸镁、硼砂和微量元素，继续加热使物料保持熔融状态，得到混合熔融料浆；
18.5)将步骤4)所得的混合熔融料浆进行造粒，得到硝基复合肥；
19.6)将步骤5)的硝基复合肥冷却后，进行筛分；
20.7)筛分后的硝基复合肥与步骤1)所得的聚谷氨酸防板结包膜液混合，干燥后，聚谷氨酸防板结包膜液包裹在硝基复合肥颗粒上形成包膜，得到滴灌用硝基腐植酸钾复合肥。
21.进一步，步骤1)中，加热温度为60～75℃，反应时间为1～3h。
22.再进一步，步骤2)中，加热温度为160℃～170℃。
23.进一步，步骤3)和4)中，加热温度均为150℃～160℃。
24.再进一步，步骤5)中，在高塔造粒机中完成造粒。
25.进一步，步骤6)中，所述硝基复合肥物料进入回转滚筒冷却机冷却15～20分钟至硝基复合肥温度降至65～75℃。
26.再进一步，步骤7)中，筛分后的硝基复合肥进入回转滚筒冷却机，步骤1)的聚谷氨酸防板结包膜液在55～65℃下，压力为0.4～0.8mpa下雾化喷入回转滚筒回转机内，与硝基复合肥混合。
27.相比现有技术，本发明的有益效果在于：
28.(1)本发明选用硝酸磷肥、磷酸一铵、硝酸钾、磷酸二氢钾、氯化钾、氯化钙、硫酸镁、硼砂和微量元素组成水溶性肥料，再辅以柠檬酸、腐植酸钾、聚谷氨酸和水制成滴灌用
硝基腐植酸钾复合肥，复合肥溶解后，柠檬酸能与钙、镁离子等二价和三价的金属离子螯合，避免腐植酸钾和微量元素与金属离子结合产生沉淀而失效，对腐植酸钾和微量元素起到保护作用。经过验证，加入聚谷氨酸和柠檬酸还能有效防止滴灌用硝基腐植酸钾复合肥在产品堆放时发生板结以及提高复合肥在水中的溶解度。本发明的滴灌用硝基腐植酸钾复合肥能完全溶于水，可用于滴灌设备，不会粘附在滴灌设备上。而且产品不板结，方便贮存和使用。
29.(2)本发明将滴灌用硝基腐植酸钾复合肥制备为包膜肥料，通过将成膜物质(聚谷氨酸防板结包膜液)包裹在水溶性颗粒肥料(硝基复合肥)的表面，避免硝基复合肥与土壤和作物根系直接接触，水分逐渐溶解包膜，包膜内部的肥料颗粒逐渐被释放出，向土壤溶液扩散，不断被作物吸收利用，减少可溶性养分的淋失、氨的挥发损失和磷的固定等，有利于提高肥料利用率。
具体实施方式
30.下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
31.实施例1
32.一种滴灌用硝基腐植酸钾复合肥，包括以下按重量份计的原料：硝酸磷肥49份、磷酸一铵5份、硝酸钾15份、磷酸二氢钾22份、氯化钾3份、氯化钙1份、硫酸镁1份、硼砂0.5份、微量元素0.5份、柠檬酸2份、聚谷氨酸2份、腐植酸钾1份和水4份。
33.滴灌用硝基腐植酸钾复合肥的生产方法，包括以下步骤：
34.1)将腐植酸钾、聚谷氨酸、柠檬酸和水投入反应釜内加热至75℃，搅拌溶解，反应1h后过滤，取滤液，得聚谷氨酸防板结包膜液；
35.2)在熔融锅中，加入硝酸磷肥和磷酸一铵，在170℃下加热搅拌至得到熔融的料浆，然后溢流至一级混合锅中；
36.3)在一级混合锅中，往熔融的料浆里加入磷酸二氢钾和硝酸钾，在160℃下加热使物料保持熔融状态，混合后的熔融物溢流至二级混合锅；
37.4)在二级混合锅中加入氯化钾、氯化钙、硫酸镁、硼砂和微量元素，继续在160℃下加热使物料保持熔融状态，得到混合熔融料浆；
38.5)将步骤4)所得的混合熔融料浆通过高塔造粒机进行造粒，得到硝基复合肥；
39.6)将步骤5)的硝基复合肥进入回转滚筒冷却机冷却20分钟，待硝基复合肥温度冷却至75℃后进行筛分；
40.7)筛分后的硝基复合肥再次进入回转滚筒冷却机，将步骤1)所得的聚谷氨酸防板结包膜液控制温度在65℃，压力在0.8mpa，进行雾化后喷入回转滚筒冷却机，附着在硝基复合肥上，转动，干燥，冷却20分钟后，聚谷氨酸防板结包膜液包裹在硝基复合肥颗粒上形成包膜，得到滴灌用硝基腐植酸钾复合肥。
41.实施例2
42.一种滴灌用硝基腐植酸钾复合肥，包括以下按重量份计的原料：硝酸磷肥40份、磷酸一铵5份、硝酸钾17份、磷酸二氢钾28份、氯化钾3份、氯化钙1份、硫酸镁1份、硼砂0.5份、微量元素0.5份、柠檬酸2份、聚谷氨酸2份、腐植酸钾2份和水4份。
43.滴灌用硝基腐植酸钾复合肥的生产方法，包括以下步骤：
44.1)将腐植酸钾、聚谷氨酸、柠檬酸和水投入反应釜内加热至60℃，搅拌溶解，反应1h后过滤，取滤液，得聚谷氨酸防板结包膜液；
45.2)在熔融锅中，加入硝酸磷肥和磷酸一铵，在160℃下加热搅拌至得到熔融的料浆，然后溢流至一级混合锅中；
46.3)在一级混合锅中，往熔融的料浆里加入磷酸二氢钾和硝酸钾，在150℃下加热使物料保持熔融状态，混合后的熔融物溢流至二级混合锅；
47.4)在二级混合锅中加入氯化钾、氯化钙、硫酸镁、硼砂和微量元素，继续在150℃下加热使物料保持熔融状态，得到混合熔融料浆；
48.5)将步骤4)所得的混合熔融料浆通过高塔造粒机进行造粒，得到硝基复合肥；
49.6)将步骤5)的硝基复合肥进行回转滚筒冷却机冷却15分钟，待硝基复合肥温度冷却至65℃后进行筛分；
50.7)筛分后的硝基复合肥再次进入回转滚筒冷却机，将步骤1)所得的聚谷氨酸防板结包膜液控制温度在55℃，压力在0.4mpa，进行雾化后喷入回转滚筒冷却机，附着在硝基复合肥上，转动，干燥，冷却15分钟后，聚谷氨酸防板结包膜液包裹在硝基复合肥颗粒上形成包膜，得到滴灌用硝基腐植酸钾复合肥。
51.实施例3
52.一种滴灌用硝基腐植酸钾复合肥，包括以下按重量份计的原料：硝酸磷肥55份、磷酸一铵10份、硝酸钾20份、磷酸二氢钾28份、氯化钾0份、氯化钙0份、硫酸镁0份、硼砂0份、微量元素0份、柠檬酸4份、聚谷氨酸5份、腐植酸5份和水5份。
53.本实施例的制备方法与实施例1的制备方法的不同之处为：不包括步骤4)。直接将步骤3)所得的熔融物进行造粒。
54.对比例1
55.与实施例1相比，对比例1中不加入聚谷氨酸，其余配方和制备方法与实施例1相同。
56.对比例2
57.与实施例1相比，对比例2的配方和制备方法与实施例1相同。但在包装前加入油性防板结剂包裹。
58.对比例3
59.与实施例1相比，对比例3中将柠檬酸换成20％的稀硝酸，其余配方和制备方法与实施例1相同。
60.性能检测
61.将实施例1～3和对比例1～3制备得到的复合肥进行溶解测试和堆包测试，溶解测试方法参照标准ny/y1973
‑
2010水溶肥料水不溶物含量和ph的测定；堆包测试按每袋50kg，堆放20个高进行测试。得到的具体数据如表1所示。
62.表1实施例1～3和对比例1～3溶解测试和堆包测试数据
[0063][0064]
由表1的数据可以看出，实施例1～3制备得到复合肥在溶解后没有漂浮物，也没有残渣，适合滴灌设备使用，而且堆放后未有出现板结情况，方便贮存和使用。
[0065]
对比例1不加入聚谷氨酸，产品堆放后出现严重板结，而且溶解后有少量残渣，说明聚谷氨酸对产品防板结起到决定作用，而且能提高复合肥的溶解度。
[0066]
对比例2加入传统的油溶解型防结剂，产品堆放后不板结，但是溶解后有少量残渣，长时间使用时漂浮物会粘附在滴灌设备的滴管和滤网上，导致设备堵塞，无法连续使用。
[0067]
对比例3不加入柠檬酸改为加入等量的20％稀硝酸，产品堆放后不板结，溶解后有较多残渣，说明柠檬酸有效防止产品在溶解后产生沉淀。
[0068]
综上，本发明通过特定的复合配方以及制备方法制成的滴灌用硝基腐植酸钾复合肥，能全水溶，可用于滴灌设备，产品堆放不板结，方便贮存和使用。
[0069]
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。