一種鉀肥造粒方法及其顆粒的製作方法

2023-07-17 13:19:56

一種鉀肥造粒方法及其顆粒的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種鉀肥造粒方法及其顆粒，其特徵在於該方法的步驟為：先將鉀肥微細化，並在此過程中用低分子量有機物對其表面處理，使其具有可熱塑加工性，接著送入螺杆擠出造粒機機，經過壓縮、混煉，壓實擠出，最後通過切粒、冷卻、篩分得到鉀肥顆粒。本方法中鉀肥佔造粒物料總重量的90%以上，濃度高，所得鉀肥顆粒外觀為圓球形，粒徑為2～5mm，平均抗碎強度為40～60N。此方法工藝簡單，投資少，可進行連續生產，產量高，能耗低，所得鉀肥顆粒規則，養分分散均勻，強度高，具有市場應用價值。
【專利說明】一種鉀肥造粒方法及其顆粒

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種鉀肥造粒方法，更具體的說，本發明涉及一種鉀肥螺杆擠出造粒 的方法及其顆粒，屬鉀肥造粒領域。

【背景技術】
[0002] 鉀元素是植物不可缺少的元素之一，在植物的生長發育過程中，鉀直接參與光合 作用、同化產物的運輸、蛋白質的合成等過程。鉀肥是三大化肥品種之一，我國每年的鉀肥 消費量超過470萬噸。普通鉀肥如氯化鉀、硫酸鉀、草木灰等均為粉末狀，過久存放吸潮而 結塊。
[0003] 隨著科技的不斷發展，農業技術的不斷創新，各類農業機械在大規模大面積的農 田得到了廣泛的應用，為了方便機械化施肥，顆粒肥已成為當今化肥的發展趨勢，因其較之 普通粉狀肥料具有物理性能好，裝卸時不起塵，長期存放不結塊，流動性好，施肥時易均勻 散布，易於實現機械施肥的優點。另外，粉末肥直接施用與土壤後，養分過快釋放，易燒傷作 物，未被及時吸收利用的養分極易流失而造成環境汙染。而顆粒肥則具有一定的緩釋作用， 提高肥料養分的應用率，同時單養分顆粒肥可與顆粒大小相近的其他顆粒肥直接摻配製成 混配肥。
[0004] 目前，我國顆粒磷肥和氮肥已具有一定的生產規模，也有公司引進了輥壓機造粒 設備技術對鉀肥進行造粒，雖然填補了我國顆粒鉀肥的空白，但產量有限，仍需依靠大量進 □。
[0005] 機械力改性是指通過粉碎、磨碎、摩擦等機械方法，使礦物晶格結構、晶型等發生 變化，體系內能增大，溫度升高，促使粒子熔解、熱分解、產生游離基或離子，增強礦物表面 活性，促使礦物和其他物質發生化學反應或相互附著，達到表面改性目的的改性方法。物質 通過粉碎得到的超細粉體，其表面電子結構和晶體結構發生了變化，產生了塊狀材料不具 備的表面效應、小尺寸效應、量子效應和宏觀量子隧道效應，從而使超細粉體與常規顆粒材 料相比具有一系列優異的物理、化學性質，因此，超細粉體具有比表面積大，熔點低，活性高 等特點。無機物料在粉磨過程中加入分散劑、表面改性劑等能有效的改善物料的粉體的性 質，使粉體均勻分散，粉磨過程更易進行，粉體粒徑降低，粒徑分布變窄。
[0006] 螺杆擠出機是將物料加熱熔融至黏流態，藉助螺杆的擠壓作用，推動黏流態的物 料通過口模而使物料成形的機械，稱為擠出成型法，該方法具有連續化生產，很高的生產率 等特點。
[0007] 專利CN 201310528939. 0公開了一種高濃度圓顆粒氯化鉀的製造方法，該方法造 粒步驟是：將氯化鉀原料和造粒劑混合均勻破碎後進入團聚造粒設備(轉鼓造粒機、圓盤造 粒機)，按常規的團聚造粒工藝進行團聚造粒，所得粒子經乾燥、冷卻、篩分，得高濃度圓顆 粒氯化鉀，並提供了造粒助劑的材料組成：聚丙烯醯胺、矽酸鈉和硼砂。此造粒方法為溼法 團聚造粒法，造粒過程中加水將物料潤溼，在團聚在一起成粒，成粒過程中水分處於顆粒內 部，造成所得顆粒乾燥困難，耗能高，另外，該方法所得顆粒外觀較差，不均勻，抗碎強度較 低等缺點。
[0008] 專利CN201010175892. 0公開了一種輥壓式生產鉀肥顆粒的方法，該方法通過輥 壓機將鉀肥壓片，然後經過乾燥、破碎、整粒、篩分的步驟實施造粒，該方法生產效率低，產 量小。
[0009] 專利CN201310347978. 0公開了一種鉀肥氯化鉀顆粒的噴淋造粒方法，該方法造 粒塔中將鉀肥氯化鉀加熱至800°C熔融後經過噴淋，熔融氯化鉀在降落過程中迅速降溫，形 成一種圓形空心顆粒，此方法造出的氯化鉀顆粒具有很好的流動性，但是其造粒塔建設造 價高，生產過程中需加熱至使氯化鉀熔融的800°C高溫，耗能太高。
[0010] 因此，開發一種工藝簡單，無需乾燥或乾燥方便，可進行連續生產，產量高的，且所 得鉀肥顆粒強度高的生產技術路線和方法對我國顆粒化鉀肥技術及市場具有極其重大的 意義。


【發明內容】

[0011] 本發明針對上述專利中，團聚造粒的工藝乾燥操作困難、外觀差、顆粒不均勻、強 度低，輥式擠壓法生產的鉀肥顆粒不規則、產量小，熔融噴淋造粒造價高、耗能大等缺點，提 供一種鉀肥擠出造粒方法。本發明通過將鉀肥微細化和表面處理，送入螺杆擠出造粒機造 粒，製備出一種顆粒規則、養分分散均勻、高強度，高濃度的鉀肥顆粒。本發明工藝簡單，投 資低，耗能少，可連續生產，成粒率高，產量高，具有極大的市場價值。
[0012] 本發明的技術方案如下： 一種鉀肥造粒方法，其特徵在於先將鉀肥微細化至10 μ m以下，並在此過程中用低分 子量有機物對其表面處理，使其具有可熱塑加工性，然後送入螺杆擠出造粒機擠出造粒，操 作步驟如下： 1) 將鉀肥和低分子量有機物依次加入粉磨機中，使鉀肥微細化至10 μ m以下，鉀肥微 細化過程中，體系溫度升高，低分子量有機物熔融而快速遷移，使其均勻的分散並包覆在鉀 肥微粉表面； 2) 將表面處理後的鉀肥微粉送入螺杆擠出造粒機，物料在螺杆的推動下，經進料、混 煉、排氣壓實，最後經口模擠出； 3) 通過模面熱切系統將經口模擠出的物料製成規則均勻的顆粒，包裝或儲存即可。
[0013] 上述的鉀肥造粒方法，所述的粉磨機為振動磨機、攪拌磨機中的一種；粉磨過程體 系溫度控制區間為7(Tl00°C，粉磨時間為3(Γ90分鐘，磨介充填率509Γ70%。
[0014] 上述的鉀肥造粒方法，所述的低分子量有機物為石蠟、單硬脂酸甘油酯、硬脂醇、 聚乙二醇、聚乙烯蠟中的一種或多種，以質量百分比計，佔造粒物料的59Γ10% ;所述的聚乙 二醇分子量為3000?5000,所述聚乙烯蠟分子量為ΚΚΚΓ1500。
[0015] 上述的鉀肥造粒方法，所述螺杆擠出造粒機螺杆長徑比為2(Γ40:1，直徑 4(Tl20mm;機筒溫度設定區間為7(TllO°C ;所述口模為圓孔口模，孔徑為:T4mm，口模溫度 設定區間為6(T90°C ;螺杆轉速設定區間為10(T300 r/min。
[0016] 上述的鉀肥造粒方法得到的鉀肥顆粒，鉀肥顆粒外觀為圓球形，粒徑為2~5mm，平 均抗碎強度為4(Γ60Ν，鉀養分含量為459Γ57%，緩釋性為50天累計養分釋放< 80%。
[0017] 本發明首先對鉀肥進行微細化及表面處理，使其比表面積增大，表面能增大，表面 活性提高，低分子有機物均勻分散並包覆於鉀肥粉體表面，使其具有了可熱塑加工性，然後 送入螺杆擠出造粒機，物料經過進料段、壓縮段的混煉，壓實後，經均化段計量，最後經口模 擠出切粒，製備出顆粒規則，強度高的顆粒狀鉀肥。
[0018] 本發明中造粒物料鉀肥含量達90%以上，既滿足了鉀肥造粒要求，又不至使鉀肥 含量過低；本發明所得顆粒鉀肥施用後，低分子有機物易被土壤中各類微生物分解吸收，鉀 肥養分緩慢釋放，大大提高了鉀元素的利用率，而且不會造成土壤、水體的汙染。
[0019] 本發明具有以下的突出特點和有益效果： 1、本發明用粉碎機對鉀肥微細化和表面處理後，使其具有高的表面活性和可熱塑加工 性，在螺杆擠出造粒機剪切作用下混煉，壓實擠出，提高了鉀肥顆粒的抗碎強度、耐水性和 緩釋性。
[0020] 2、所用造粒機為螺杆擠出造粒機，自動化程度高，操作簡單，效率高，成粒率高，具 有推廣生產的市場應用價值。
[0021] 3、本發明屬幹法造粒，所得顆粒不需進行乾燥處理，工藝簡單，耗能低，可進行連 續生產，產量高，對我國顆粒化鉀肥技術及市場具有極其重大的意義。
[0022] 4、本發明生產的鉀肥顆粒具有形狀規則，養分含量高，強度高，流動性好，緩釋效 果好的特點，易於與顆粒大小相近的其他顆粒肥混配，滿足機械化施肥要求。
[0023] 表一，本發明的產品主要性能指標。

【權利要求】
1. 一種鉀肥造粒方法，其特徵在於先將鉀肥微細化至IOum以下，並在此過程中用低 分子量有機物對其表面處理，使其具有可熱塑加工性，然後送入螺杆擠出造粒機擠出造粒， 操作步驟如下： 1) 將鉀肥和低分子量有機物依次加入粉磨機中，使鉀肥微細化至IOu m以下，鉀肥微 細化過程中，體系溫度升高，低分子量有機物熔融而快速遷移，使其均勻的分散並包覆在鉀 肥微粉表面； 2) 將表面處理後的鉀肥微粉送入螺杆擠出造粒機，物料在螺杆的推動下，經進料、混 煉、排氣壓實，最後經口模擠出； 3) 通過模面熱切系統將經口模擠出的物料製成規則均勻的顆粒，包裝或儲存即可。
2. 根據權利要求1所述的鉀肥造粒方法，其特徵在於：所述的粉磨機為振動磨機、攪拌 磨機中的一種；粉磨過程體系溫度控制區間為7(n〇0°C，粉磨時間為30~90分鐘，磨介充填 率 50%?70%。
3. 根據權利要求1所述的鉀肥造粒方法，其特徵在於：所述的低分子量有機物為石蠟、 單硬脂酸甘油酯、硬脂醇、聚乙二醇、聚乙烯蠟中的一種或多種，以質量百分比計，佔造粒物 料的5%?10% ;所述的聚乙二醇分子量為3000?5000,所述聚乙烯蠟分子量為1000?1500。
4. 根據權利要求1所述的鉀肥造粒方法，其特徵在於：所述螺杆擠出造粒機螺杆長徑 比為20?40:1，直徑4(Tl20mm ;機筒溫度設定區間為7(Tll(TC ;所述口模為圓孔口模，孔徑 為:T4mm，口模溫度設定區間為6(T90°C ;螺杆轉速設定區間為10(T300 r/min。
5. 根據權利要求1~4所述的鉀肥造粒方法得到的鉀肥顆粒，其特徵在於：鉀肥顆粒外 觀為圓球形，粒徑為2?5mm，平均抗碎強度為4(T60N，鉀養分含量為459T57%，緩釋性為50天 累計養分釋放< 80%。
【文檔編號】C05G3/00GK104311232SQ201410501283
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月26日 優先權日:2014年9月26日
【發明者】陳慶, 廖賓 申請人:成都新柯力化工科技有限公司