一種有機-無機-二氧化碳氣體肥料復混肥及其製造方法

2023-09-17 17:37:25

專利名稱：一種有機-無機-二氧化碳氣體肥料復混肥及其製造方法
技術領域：
本發明屬於復混肥料生產技術領域，涉及一種含生物、有機、無機營養成分的具有速效、緩釋功能的摻混肥料及其製造方法，尤其是一種有機-無機-二氧化碳氣體肥料復混肥及其製造方法。
背景技術：
植物生長過程需要不斷地吸收二氧化碳進行光合作用，一定範圍內，二氧化碳的濃度越高，植物的光合作用也越強，因此二氧化碳是最好的氣肥。據報導，美國科學家在新澤西州的一家農場裡，利用二氧化碳對不同作物的不同生長期進行了大量的試驗研究，他們發現二氧化碳在農作物的生長旺盛期和成熟期使用，效果最顯著。在這兩個時期中，如果每周噴射兩次二氧化碳氣體，噴上4 5次後，蔬菜可增產90%，水稻增產70%，大豆增產 60%，高粱甚至可以增產200%。我國尿基塔式熔體造粒技術自1996年上海化工院研究開發成功以來，該技術已在國內各復混肥生產廠家得到普遍的推廣運用。各復混肥生產廠家根據各自的市場需要， 在對其復混肥欲銷售地域的土壤化學成分的檢測的基礎上，結合不同農作物的生長周期和生長規律，進行各種無機和有機肥料以及添加劑的摻混，或者是對復混肥包膜材料的選擇等方面進行改進，分別研發出各具質量優點、適合不同地域、不同作物生長使用需求的復混肥料，使得傳統的單一型有機肥或化學肥料的使用效率得到大幅度的提高，復混肥技術因此得到廣泛的應用，對我國糧食作物種植、蔬菜作物種植、果樹栽培的產量與品質的提高作出了卓有成效的貢獻。如何將復混肥製造和使用方面的現有技術與二氧化碳氣體肥料使用技術集於一身，如何實現在小麥等主要農作物生長關鍵期補充二氧化碳氣肥，更進一步地發展復混肥技術，是本發明的主要指導思想。本發明正是基於這樣的指導思想，在對現有尿基塔式熔體造粒技術復混肥生產系統進行改造的基礎上，通過在氮鉀肥噴淋造粒以及包膜過程中排除空氣、通入二氧化碳氣體，使得部分二氧化碳氣體被包裹、吸附在氮鉀肥顆粒內部、氮鉀肥-硫磺包膜層-石蠟包膜層的層與層之間，從而創造性的生產出來一種有機-無機-二氧化碳氣體肥料的復混肥料。

發明內容
本發明是在生產過程中採用顆粒狀有機氮肥、尿基塔式熔體造粒包硫氮鉀肥、高分子包膜緩釋尿素、大顆粒氯化鉀、顆粒磷酸二銨及顆粒狀微肥為原料，根據施肥土壤的養分狀況，結合施肥作物的需肥規律進行配方，採用摻混肥料生產工藝，生產出一種一次施肥滿足小麥作物整個生長周期營養所需，且富含生物、有機、無機、氣肥成分的多種營養元素， 具有速效、緩效功能的專用肥料，並使該肥養分釋放曲線與小麥需肥曲線相近，以此達到提高化學肥料養分利用率，提高產量、減輕環境汙染、降低施肥勞動強度、增強作物品質，提升地力水平的目的。
為實現上述目的，本發明採用以下技術方案
本發明所用原料的主要化學成分重量百分比及原料的重量組份數分別為 顆粒狀有機氮肥(有機質50%、氮16%) 400份，
尿基塔式熔體造粒包膜氮鉀肥(氮22%、氧化鉀24%、硫8%、二氧化碳0. 005%、石蠟 0. 8%、鈣 0. 8%) 200 份，
顆粒狀高分子包膜尿素(氮43%) 50份，
顆粒狀氯化鉀(氧化鉀60%) :145份，
顆粒狀磷酸二銨(五氧化二磷46%、氮18%) :200份，
顆粒狀微肥(硫酸鋅和/或硼砂)5份。
以上原料顆粒粒度直徑控制在2-4mm範圍，水分控制在0. 5%1%。該肥製造過程為首先在高塔複合肥生產裝置上，生產出包裹有二氧化碳氣體的具有空腔結構的氮鉀肥顆粒物，並將該包裹有二氧化碳氣體的氮鉀肥採用硫磺、石蠟二次包膜處理，然後再配入顆粒狀增產菌劑、有機氮肥、氯化鉀、磷酸二銨、硫酸鋅或硼砂，並將以上原料進行單獨篩分，分別計量，再進行混合、計量、包裝成為本發明產品。具體工藝步驟如下
步驟1 在高塔造粒複合肥生產裝置上，將尿素M份加熱熔融形成尿素熔融液，配入氯化鉀44份，鈣粉2份，進行加熱、混合形成料漿，然後將該料漿在造粒塔頂進行噴淋造粒， 造粒塔在料將進入前先進性經真空泵抽真空處理，真空度達到在75KPa-400 KI^範圍時，通過塔底部、側壁部與二氧化碳氣源聯通的多組氣管，使得開啟噴淋前的塔內充滿二氧化碳氣體；料漿噴嘴前部的噴管為夾層結構，管內設置有中心管，其長度比噴管略短l_2mm，即中心管出口距離噴嘴出口距離為l_2mm，另一端與二氧化碳氣源連接，與料漿噴射同步開啟二氧化碳氣源，二氧化碳氣體的壓力根據料漿流速和顆粒粒徑進行調節，料漿經二氧化碳氣體噴射作用遇冷形成封閉的空腔結構，其內部包裹有二氧化碳氣體，同時料漿在二氧化碳氣體的冷卻過程中其外部表層也吸附有大量的二氧化碳氣體。冷卻後的結晶顆粒再進入轉鼓冷卻機中，在空氣的作用下將該顆粒冷卻到55-65°C，加入振動篩中進行篩分，製成直徑2-3. 5mm的顆粒氮鉀肥。塔頂排放出的含有固體顆粒成分的二氧化碳尾氣經淨化處理後，再次循環利用用於尿素-氯化鉀料漿的冷卻。開啟轉鼓包膜機真空泵抽真空，當轉鼓包膜機內真空度達到75-40010 後，開啟二氧化碳氣源，連續充入二氧化碳氣體，直至包膜過程完成後關閉二氧化碳氣體；按顆粒氮鉀肥90份、液體硫磺10份、液體石蠟1份的比例依次進行硫磺包膜和石蠟包膜處理，硫磺噴嘴和石蠟噴嘴均採用與料漿噴嘴相同的結構，使用二氧化碳氣體進行硫磺噴射，硫磺包膜處理完成後，再進行石蠟包膜處理，製備出富含二氧化碳氣體的具有緩釋功能的尿基塔式熔體造粒包膜氮鉀肥。該具有緩釋功能的尿基塔式熔體造粒包膜氮鉀其主要成分(重量百分比)包括氮22%、氧化鉀24%、硫8%、二氧化碳0. 005%、石蠟0. 8%、鈣0. 8% ；
將所有顆粒原料採用滾動篩進行篩分，篩分後的顆粒直徑為2. 5-4mm。在6個原料料倉中分別放入各種原料，並經電子自動配料計量裝置進行計量，將有機氮肥400份、包硫氮鉀肥200份、高分子包膜尿素50份、大顆粒氯化鉀145份、磷酸二銨200份、硫酸鋅5份計量後進入皮帶輸送機輸送到混合機內進行混合，混合均勻物料採用料鬥提升機提升到產品料倉，在自動計量包裝裝置上進行計量、包裝。
其中，有機氮肥是家禽、家畜糞便、甘蔗渣、各種農作物秸稈、酒糟、味精渣、糠麩等原料的發酵混合物。採用本發明生產方法生產出的復混肥，其緩釋肥部分因富含有二氧化碳氣體，使得在小麥生長後期二氧化碳隨其中的緩釋肥肥效釋放期間釋放，在小麥的根部釋放出二氧化碳氣體，部分二氧化碳氣體經由地下到地上，沉積在地表、作物的莖、葉之間，從而保證小麥灌漿期、成熟期始終處於富二氧化碳的生長環境；而且由於該部分二氧化碳經由地下釋放到地表，對疏鬆土壤、防止土壤板結也具有一定的改善效果。另一部分二氧化碳氣體被小麥的根部吸收，經小麥的莖內空腔，最終進入葉片，促進小麥作物灌漿期、成熟期的光合作用；由於該部分二氧化碳氣體在小麥的體內循環，這種靠自然方法施用氣肥的方式，大大降低了傳統的採用二氧化碳作氣體肥料的勞動強度、人工或機械成本、技術難度、操作與使用時機控制的複雜性，大大增強了小麥作物對氣肥的利用率。本發明的包裹有二氧化碳氣體的復混肥是一種集生物、有機、無機、氣體肥料和速效、緩效肥料為一體的多功能型專用肥料，既有適合小麥生長所需的生物、有機、無機養分， 又具有現有復混肥無法具備的能改善作物生長旺盛期和成熟期的光合作用的氣體肥料，它還兼有改良土壤的特效性，它養分齊全、供肥持久穩定，有提高化肥利用率、改土、抗逆、防衰、增產、提高農產品品質的綜合優勢，是一種理想的生物綠色環境友好型肥料。具體體現在以下方面
養分利用率高。該肥的生產配方是根據土壤養分狀況結合施肥作物需肥規律進行配方的作物基肥，該肥能夠達到一次施肥不需追肥及滿足機械化施肥的要求。因富含有機質和氣體成分，其各種營養成分利用率高，可有效減少土壤中化學成分的殘留和各種營養成分隨雨水衝刷帶來的流失，從而有利於環保。營養全面。該肥既含有生物肥、有機質肥、氣體肥料，又含有氮、磷、鉀、中微肥營養元素；既有速效肥料，又有緩效肥料；可做到不同的肥料在不同的時期為作物提供養分，滿足植物整個生長周期的營養所需。它能有效增加小麥植株分櫱數量，促進小麥作物植株生長粗壯，增強抗倒伏能力。改良土壤。該肥可增加土壤中的有機質含量，促進土壤團粒結構形成，防止土壤板結，改善土壤生態環境。刺激小麥生長。該肥能刺激作物生長、促進作物新陳代謝和各種養分的吸收、促進種子萌發、根系生長和吸水吸肥能力，增加植株分孽數量，提高作物對光能的利用效率，從而提高作物產量和產品質量。經過三組800畝大田種植對比實驗，在施用量基本相同的情況下，使用本發明復混肥與使用普通復混肥的對比試驗可看出，使用本發明復混肥的小麥畝產分別比使用無機和有機成分基本相近的普通復混肥的小麥畝產平均提高8-12%，平均成熟期分別提前7-10天。參與種植試驗的農民均反映，使用本發明復混肥種植出的小麥具有比普通小麥顆粒更飽滿、更香甜以及普通小麥所不具備的類似於「糯米」的口感。生產出的小麥具備外觀顆粒飽滿均勻、光鮮感突出的特點。本發明通過簡單易行的復混肥生產工藝的改進，在生產成本增加不大的情況下， 生產出的產品，對於小麥的產質量的提高具有意想不到的使用效果。
根據本發明的技術思想，根據馬鈴薯、紅薯、玉米、高粱、甘蔗等農作物的不同生長周期和需肥曲線的不同，進行原料比例的相應調整，可生產出適合對應農作物生長的系列專用有機-無機-二氧化碳氣體肥料的復混肥。
具體實施例方式實施例一
將尿素M份加熱熔融形成尿素熔融液，配入氯化鉀44份，鈣粉2份，進行加熱、混合形成料漿，然後將該料漿在造粒塔頂進行噴淋造粒，造粒塔在料將進入前先開啟真空泵抽真空，當真空度達到在75KPa-400 KI^範圍時，開啟塔底部、側壁部與二氧化碳氣源聯通的多組氣管，使得開啟噴淋前的塔內充滿二氧化碳氣體；開啟二氧化碳氣源進行料漿噴射，噴出的料漿在塔內高濃度二氧化碳氣體環境下冷卻卻到55-65°C，進入振動篩中進行篩分，製成直徑2-3. 5mm的顆粒狀氮鉀肥，進一步將物料的溫度繼續冷卻至50-60°C。開啟轉鼓包膜機真空泵抽真空，當轉鼓包膜機內真空度達到75-40010 後，開啟二氧化碳氣源，連續充入二氧化碳氣體；按顆粒氮鉀肥90份、液體硫磺10份、液體石蠟1份的比例，依次進行液體硫磺包膜和液體石蠟包膜，液體硫磺噴嘴與液體石蠟噴嘴均採用與料漿噴嘴相同的結構，開啟與液體硫磺噴嘴連接的二氧化碳氣源，採用二氧化碳氣體進行硫磺噴射，硫磺包膜處理完成後，關閉與硫磺噴嘴連接的二氧化碳氣源，再開啟與液體石蠟噴嘴連接的二氧化碳氣源，採用二氧化碳氣體進行液體石蠟噴射，直至石蠟包膜處理完成後關閉與石蠟噴嘴連接的二氧化碳氣源。將所有顆粒原料採用滾動篩進行篩分，篩分後各種顆粒原料的顆粒直徑達到 2. 5-4mm ；
將上述6原料分別存放入原料料倉中，經電子自動配料計量裝置進行計量，按有機氮肥400份、包硫氮鉀肥200份、高分子包膜尿素50份、大顆粒氯化鉀145份、磷酸二銨200 份、硫酸鋅5份的比例，進入皮帶輸送機輸送到混合機內，再經過混合、勻化，經料鬥提升機提升到產品料倉，在自動計量包裝裝置上進行計量、分裝。實施例二
我們分別進行了三組800畝大田小麥種植對比試驗，分別將採用本發明復混肥與採用化學組分基本相同的普通復混肥施用情況進行對比，採用本發明復混肥的施用量均為60 公斤每畝；採用化學組份基本相同的普通復混肥的施用量為60公斤每畝，並在作物灌漿期和成熟期之間分6次進行二氧化碳的田間噴射，噴射頻率為每10天進行一次，每次、每畝噴射量控制在0. 3公斤左右，二氧化碳氣體噴射的位置為作物的葉面和/莖部。對比實驗結果如下下
權利要求
1.一種有機-無機-二氧化碳氣體肥料復混肥，其原料的主要化學成分重量百分比及原料的重量組份數分別為顆粒狀有機氮肥，主要成分有機質50%、氮16%，400份，顆粒狀高分子包膜尿素，主要成分氮43%，50份，顆粒狀氯化鉀，主要成分氧化鉀60%，145份，顆粒狀磷酸二銨，主要成分五氧化二磷46%、氮18%，200份，顆粒狀微肥，主要成分硫酸鋅和/或硼砂，5份；以及尿基塔式熔體造粒包膜氮鉀肥，主要成分氮22%、氧化鉀、硫8%、二氧化碳 0. 005%、石蠟 0. 8%、鈣 0. 8%, 200 份；所述有機氮肥是家禽、家畜糞便、甘蔗渣、各種農作物秸稈、酒糟、味精渣、糠麩等原料的發酵混合物；其特徵在於，所述尿基塔式熔體造粒包膜氮鉀肥為二氧化碳-氮鉀肥-硫磺-石蠟的層狀結構，所述氮鉀肥內部有空腔，二氧化碳以氣態形式存在於封閉的空腔內；所述層狀結構的氮鉀肥-硫磺-石蠟各相鄰層間也包裹有被吸附的二氧化碳氣體成分；所述有機-無機-二氧化碳氣體肥料復混肥各種原料顆粒直徑為2. 5-4mm，水分含量為 0. 5%-2%o
2.一種實現權利要求1所述有機-無機-二氧化碳氣體肥料的復混肥產品生產方法， 包括以下步驟①將尿素M份加熱熔融形成尿素熔融液，配入氯化鉀44份，碳酸鈣粉2份，進行加熱、 混合形成料漿，然後將該料漿在造粒塔頂進行噴淋造粒，造粒塔在料將進入前預先經真空泵抽真空處理，真空度達到在75KPa-400 KPa範圍時，開啟塔底部、側壁部與二氧化碳氣源聯通的多組氣管；開啟與料漿噴嘴連接的二氧化碳氣源進行料漿噴淋，噴出的料漿冷卻到後，進入振動篩中進行篩分，製成直徑2-3. 5mm的顆粒狀氮鉀肥，噴淋造粒完成後關閉所有二氧化碳氣源；二氧化碳尾氣經淨化處理後，再次循環利用用於料漿的冷卻；②開啟轉鼓包膜機真空泵抽真空，當轉鼓包膜機內真空度達到75-40010 後，開啟二氧化碳氣源，連續充入二氧化碳氣體，直至包膜過程完成後關閉二氧化碳氣體；按顆粒氮鉀肥90份、液體硫磺10份、液體石蠟1份的比例依次進行硫磺包膜和石蠟包膜；開啟與硫磺噴嘴連接的二氧化碳氣源進行液體硫磺噴射，硫磺包膜過程完成後，關閉與硫磺噴嘴連接的二氧化碳氣源；開啟與液體石蠟噴嘴連接的二氧化碳氣源進行液體石蠟噴射，石蠟包膜過程完成後關閉與石蠟噴嘴連接的二氧化碳氣源，同時關閉與轉鼓包膜機連接的所有二氧化碳氣源；③將所有顆粒原料採用滾動篩進行篩分，篩分後各種顆粒原料的顆粒直徑要求 2. 5-4mm ；④將上述各種原料分別存放入原料料倉中，經電子自動配料計量裝置進行計量，按有機氮肥400份、包硫氮鉀肥200份、高分子包膜尿素50份、大顆粒氯化鉀145份、磷酸二銨 200份、硫酸鋅5份的比例，進入皮帶輸送機輸送到混合機內，再經過混合、勻化，經料鬥提升機提升到產品料倉，在自動計量包裝裝置上進行計量、分裝。
全文摘要
本發明涉及一種有機-無機-二氧化碳氣體肥料復混肥及其製造方法，其特徵在於，氮鉀肥熔融料漿採用二氧化碳氣體噴淋，料漿噴淋後的造粒、冷卻固化、硫磺包膜、石蠟包膜過程都是在高濃度二氧化碳環境下進行的。該復混肥料中的緩釋肥部分富含有大量的二氧化碳氣體，其特別適用於小麥種植的基肥使用。由於該復混肥的緩釋部分富含大量的二氧化碳氣體成分，在其肥效的釋放過程中，部分二氧化碳氣體通過作物的根部吸收，部分二氧化碳氣體經地表上升沉積在小麥作物的植株之間，從而大幅度的改善和提升小麥灌漿期、成熟期的光和作用，能實現小麥較明顯的增產，種植出的小麥具有顆粒飽滿、均勻、光鮮感突出及口感好等特點。
文檔編號C05D7/00GK102515983SQ20111044165
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月26日 優先權日2011年12月26日
發明者侯任重, 侯明亮, 曹廣峰, 曹傑, 王恆濤, 鮑鋒 申請人:安徽省蚌埠市中遠肥業有限公司