一種顆粒肥料的後處理方法

2023-06-30 21:47:06 3

專利名稱：一種顆粒肥料的後處理方法
技術領域：
本發明涉及一種顆粒肥料表面的後處理方法，通過該方法可以改善顆粒化肥的光滑度和圓潤度。
背景技術：
肥料，特別是化學肥料是作物生長所必需的養分來源。近年來，養分控制釋放肥料技術得到了較快發展，包膜方式是獲得控釋肥料的主要途徑。
包膜一般涉及到在無機化肥表面塗布一層新的阻水材料，包括硫磺、樹脂、蠟、無機礦物等。多數情況下，外塗布材料的價格要遠高於所包裹的肥料核芯，我們希
望儘可能少的消耗膜層材料。肥料表面存在各種缺陷，如孔洞、不規則、裂紋等，
一般而言，低於5%的包衣量是不足以彌補上述缺陷的，同時也造成了不完整的包衣顆粒，並導致養分初期溶出率大大增加。因此，希望核芯肥料的表面儘可能的光滑和圓潤；對於薄膜包膜技術而言，這一點就更為重要和突出。另外，就顆粒化肥本身而言，如果外觀光滑且圓潤，可以提高產品的外在品質，增強市場競爭力。
US 5993505通過包膜實例給出了顆粒球形度對包膜質量的影響。對17-10-13複合肥用螺旋選礦機進行篩選，顆粒球形度由90%提高到98%，篩選前後包膜肥料的養分溶出測定表明，原料球形度提高後一是可以明顯降低養分初期釋放速率，二是可以獲得"S"型釋放曲線的包膜肥料。
改善顆粒化肥表面光滑度和圓潤度的方法有兩種， 一是通過造粒工藝，如熔體造粒，二是通過各種成品後處理技術。但造粒技術存在一定的局限，熔體造粒化肥多帶有小孔，而且產品配方受到限制；另外對於流化床大顆粒尿素造粒技術而言，很難獲得表面十分光滑和圓潤的顆粒尿素。
在後處理技術方面，US 5993505給出了物理篩選方法，收到了一定效果，這一方法的缺點是無法改變肥料的表面形態，即無法提高肥料的表面圓潤度，而對包膜而言，肥料顆粒的表面圓潤度是更重要的指標。
另外，還有一系列專利對肥料顆粒預塗層技術進行了說明。US 6039781涉及到一種肥芯的表面修飾技術，將亞麻油+粘土/硅藻土等粘結劑混合後塗布在肥芯表面以彌補肥料表面的各種缺陷，通過這一技術手段減少了包膜缺陷，降低了養分初期溶出率。US 6663686也介紹了先在肥料表面塗布少量蠟可改善養分溶出性能。上述肥料表面預塗布技術涉及到在肥料表面塗布新的物質， 一是對預塗布材料會有比較高的要求，二是預塗布層的厚度及與基體的附著性有限，相應地對基體的表面性狀改善有限。

發明內容
本發明的目的是提供一種顆粒肥料的後處理方法。顆粒肥料經本發明的方法處理後，可明顯改善其光滑度和圓潤度。
本發明所提供的顆粒肥料的後處理方法，包括下述步驟
1) 將顆粒肥料預熱並置於轉鼓中，使所述肥料顆粒處於流動狀態；
2) 將塗布液塗布於所述顆粒肥料表面，乾燥即可；
所述塗布液的溶劑為水，溶質包括尿素和/或硝酸銨，所述塗布液中尿素和/或硝酸銨的質量濃度為30%-80%;所述顆粒肥料表面總的塗布量，以幹基計，為所述顆粒肥料質量的0. 5-10%。
本發明中，為了使塗布液均勻塗布於顆粒肥料表面，所述塗布可分次進行；所述顆粒肥料表面總的塗布量，以幹基計，優選為所述顆粒肥料質量的卜6%;所述塗布液中尿素和/或硝酸銨的質量濃度優選40%-70%。所述顆粒肥料預熱的溫度為40-8(TC。
為了利於所塗布的化肥液薄膜在水份快速蒸發後能夠較好地附著在顆粒肥料基體表面，或者為了改善塗布液的溼潤性能，上述尿素和/或硝銨的水溶液中還可包含有少量粘結劑，如羧甲基纖維素鈉、水玻璃、改性澱粉、水溶性樹脂(如聚乙烯醇、脲醛)等，所述粘結劑的質量濃度為0-10%，加入量不宜過多，以免造成顆粒肥料的團聚，優選的濃度為0-2%。
本發明所涉及到的塗布液中含有尿素和/或硝銨，應先將尿素和/或硝銨加入於工藝水(化工上一般將工藝過程中添加的水稱為工藝水)中，然後適當加熱以利於溶解。尿素和/或硝銨水溶液的配製濃度以保證溶液滴加在顆粒肥料表面後能夠有幾秒至幾十秒的溼潤時間為宜，同時不宜過稀，以免烘乾時間過長，所以一般控制在30-80%，優選40%_70%。同時所述塗布液在配製和使用過程中最好加熱到一定溫度， 一方面可以提高塗布液的濃度，另一方面利於塗布液在顆粒肥料表面的快速分散。塗布液的溫度一般控制在40-10(TC為宜。
上述顆粒肥料中可含有下述至少一種養分氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫和微量元素；所述顆粒肥料優選尿素、硝酸銨、NPK複合肥、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、硫酸鉀、硝酸鉀、氯化鉀或硫酸銨。
本發明提供了一種顆粒肥料的後處理方法。該方法首先將成品顆粒肥料預熱至一定溫度，然後將尿素和/或硝銨水溶液塗布在滾動的顆粒肥料表面，隨著肥料顆粒的滾動，該溶液分散於全部化肥顆粒表面，形成一層薄薄的液膜，水份快速蒸發，尿素和/或硝銨固化於化肥表面，使得肥料顆粒表面的毛糙現象減少，再加上溼潤狀態下肥料顆粒表面軟化，在顆粒之間的磨擦作用下，顆粒的光滑度和圓潤度得到
進一步的提高。本發明的方法具有以下優點1)塗布的是基體肥料養分之一，並
沒有引入新的外加物質，2)將預塗層技術與溼潤條件下肥料顆粒的機械磨圓作用有機結合起來，3)該後處理方法工藝設備簡單，成本增加很少，僅是少量的塗布
成本以及烘乾成本，若與後續包膜工藝結合起來，就更為經濟了。


圖1為實施例1中未經塗布的大顆粒尿素照片。
圖2為實施例1中塗布後的大顆粒尿素照片。圖3為實施例4中未經塗布的包膜尿素照片。圖4為實施例4中經塗布處理後的包膜尿素照片。
具體實施例方式
本發明提供了一種顆粒肥料的後處理方法，該方法主要用於顆粒肥料的表面塗層。
塗布過程大致如下
a) 首先將成品化肥預熱至一定溫度，然後進入一個滾動的轉鼓中，轉鼓可以包含有幫助肥料翻動的均布抄板，轉鼓中帶有一個大梁，其間分布有數個噴嘴；
b) 將塗布液滴加或噴到滾動的化肥顆粒表面，隨著化肥顆粒的滾動，該溶液分散於全部化肥顆粒表面，形成一層薄薄的液膜，水份快速蒸發，尿素和/或硝銨固化於化肥表面，使得化肥顆粒表面的毛糙現象減少，再加上溼潤狀態下顆粒表面軟化，在顆粒之間的磨擦作用下，顆粒的光滑度和圓潤度得到進一步的提高；
c) 待塗布液乾燥後，再通過下一個噴嘴加入一次塗布液，以此類推，直至獲得滿意的光滑顆粒為止。兩次塗布的時間間隔為1-5min。
d) 如果肥料是用於包膜的話，上述塗布過程就可以設計成包膜肥芯的預處理工序，顆粒肥料的塗布溫度可以設定到與包膜溫度相同，節約能耗，方便工藝控制。如果包膜是在轉鼓實施的話，甚至可以將預塗布與包膜在設計在同一個轉鼓中。以下通過具體實施例來對塗布過程及其效果進行說明。
下述實施例中所述實驗方法，如無特殊說明，均為常規方法；所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業途徑獲得。實施例1、塗布大顆粒尿素
1) 塗布液的配製取水150g，預熱至70-80°C，加入羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)2.0 g，然後再加入尿素200g，得到略有粘性的澄清液體；其中，尿素的質量濃度為56. 8%， CMC-Na的質量濃度為0. 56%。
2) 稱取中海化學公司提供的2. 00-4. 75ram大顆粒尿素4. Okg，裝入直徑為50cm帶有4根均布抄板的不鏽鋼轉鼓中，調整轉鼓轉速使尿素呈良好的流動狀態。用電加熱器使之預熱至60-7(TC並保溫。然後通過蠕動泵計量加入塗布液，l次加液量為63.5g，時間約為30秒。塗布液加入後，顆粒表面迅速溼化，稍後在熱風的作用下很快乾燥。2-3分鐘後再塗布相同的第2層。然後依然塗布3、 4層。待尿素乾燥後，除去熱源，冷卻後出料，尿素顆粒沒有粘結和團聚。尿素塗布量約為3.5%，塗布後尿素的養分含量沒有任何改變。
塗布處理前的尿素照片見圖l，處理後的照片見圖2。從照片可見，通過塗布處理後，尿素的表面形態發生了明顯改變，顆粒圓潤度和光滑度得到明顯提高。實施例2、塗布大顆粒尿素
1) 塗布液配製取水100g，預熱至4(TC，加入改性澱粉(安徽淮南山河藥用輔料有限公司產)2.0g，然後再加入尿素75g和硝銨10g，得到略有粘性的澄清液體；其中，尿素和硝銨的質量濃度為45.4%，改性澱粉的質量濃度為1. 1%。
2) 稱取中海化學公司提供的2. 00-4. 75mm大顆粒尿素6. Okg，裝入直徑為50cm帶有4根均布抄板的不鏽鋼轉鼓中，調整轉鼓轉速使尿素呈良好的流動狀態。用電加熱器使之預熱至7(TC並保溫。然後通過蠕動泵計量加入塗布液，l次加液量為45g，時間約為30秒。塗布液加入後，顆粒表面迅速溼化，稍後在熱風的作用下很快乾燥。2-3分鐘後再塗布相同的第2層。然後依然塗布第3層。待尿素乾燥後，除去熱源，冷卻後出料，尿素顆粒沒有粘結和團聚。尿素-硝銨塗布量約為1. 0%，塗布後尿素的養分含量基本沒有改變。通過塗布處理後，尿素的顆粒圓潤度和光滑度得到明顯提高。
實施例3、塗布15-15-15硝基硫酸鉀型複合肥1) 塗布液配製取水200g，預熱至8(TC，然後再加入硝銨500g，得澄清液體； 其中，硝銨的質量濃度為71. 4%。
2) 稱取中國一阿拉伯化肥公司生產的2.00-4.75ram 15-15-15硝基硫酸鉀型復 合肥4. Okg，裝入直徑為50cm帶有4根均布抄板的不鏽鋼轉鼓中，調整轉鼓轉速使 複合肥呈良好的流動狀態。用電加熱器使之預熱至8(TC並保溫。然後通過蠕動泵計 量加入塗布液，l次加液量為72g，時間約為35秒。塗布液加入後，顆粒表面迅速 溼化，稍後在熱風的作用下很快乾燥。2-3分鐘後再塗布相同的第2層。然後依然 塗布3、 4、 5層。待覆合肥乾燥後，除去熱源，冷卻後出料，複合肥顆粒沒有粘結 和團聚。硝銨塗布量約為6.0%，塗布處理後養分規格變化為16. 1-14. 1-14. 1。
通過塗布處理後，複合肥的表面形態發生了明顯改變，顆粒圓潤度和光滑度得 到明顯提高。
實施例4、製備包膜尿素
稱取實施例1的塗布處理後的大顆粒尿素0. 75kg，裝入直徑為26cm帶有4根 均布1. 5cm高人字型抄板的不鏽鋼轉鼓中，調整轉鼓轉速使尿素呈良好的流動狀態。 在旋轉的同時用電加熱器使之預熱至80-82t:並保溫。將預熱至IOO'C的6. 03g含 70#微晶蠟的蓖麻油(其中，微晶蠟的質量含量為5%)與2.41g的異氰酸酯(煙臺 萬華產，牌號PM200)同時迅速塗布在尿素表面。5-6分鐘後，再塗布相同的第2 層。然後再塗布第3層。第3層塗布液固化後，物料略冷卻，即可取出成品。
將未經過表面處理的大顆粒尿素進行相同的包膜過程。
未經塗布的包膜尿素照片見圖3，塗布處理後的包膜尿素照片，見圖4。從照 片可見，肥芯通過塗布處理後，包膜尿素的外觀更加圓潤和光滑。
我們採用《緩控釋肥料》行業標準(HG/T 3931-2007)的方法進行養分溶出測定， 未經過表面處理的包膜尿素控釋期為35天，塗布處理後控釋期延長為40天。
權利要求
1、一種顆粒肥料的後處理方法，包括下述步驟1)將顆粒肥料預熱並置於轉鼓中，使所述肥料顆粒處於流動狀態；2)將塗布液塗布於所述顆粒肥料表面，乾燥即可；所述塗布液的溶劑為水，溶質包括尿素和/或硝酸銨，所述塗布液中溶質的質量濃度為30％-80％；所述顆粒肥料表面總的塗布量，以幹基計，為所述顆粒肥料質量的0.5-10％。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述顆粒肥料表面總的塗布量，以幹基計，為所述顆粒肥料質量的1-6%。
3、 根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於所述塗布液中尿素和/或硝酸銨的質量濃度為40%-70%。
4、 根據權利要求1-3中任一所述的方法，其特徵在於所述顆粒肥料預熱的溫度為40-80°C。
5、 根據權利要求1-4中任一所述的方法，其特徵在於所述塗布液的溶質還包括粘結劑，所述塗布液中粘結劑的質量濃度為大於0小於等於10%。
6、 根據權利要求5所述的方法，其特徵在於所述塗布液的溶質為下述l) -3)中任意一種1)尿素和粘結劑；2)硝酸銨和粘結劑；3)尿素、硝酸銨和粘結劑。
7、 根據權利要求5或6所述的方法，其特徵在於所述塗布液中粘結劑的質量濃度為大於0小於等於2%。
8、 根據權利要求5-7中任一所述的方法，其特徵在於所述粘結劑為下述至少一種羧甲基纖維素鈉、水玻璃、改性澱粉和水溶性樹脂。
9、 根據權利要求1-8中任一所述的方法，其特徵在於所述顆粒肥料含有下述至少一種養分氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫和微量元素。
10、 根據權利要求9所述的方法，其特徵在於所述顆粒肥料為尿素、硝酸銨、NPK複合肥、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、硫酸鉀、硝酸鉀、氯化鉀或硫酸銨。
全文摘要
本發明公開了一種顆粒肥料的後處理方法。該方法包括下述步驟1)將顆粒肥料預熱至一定溫度，並置於轉鼓中，使所述肥料顆粒處於流動狀態；2)將塗布液塗布於所述顆粒肥料表面，乾燥即可；所述塗布液的溶劑為水，溶質包括尿素和/或硝酸銨，所述塗布液中尿素和/或硝酸銨的質量濃度為30％-80％；所述顆粒肥料表面總的塗布量，以幹基計，為所述顆粒肥料質量的0.5-10％。通過上述處理，在基本不改變化肥養分含量的前提下，可以明顯改善顆粒化肥的圓潤度和表面光滑度，從而獲得高質量的光滑顆粒肥芯，進而改進包膜控釋肥料的養分釋放，降低生產成本。
文檔編號C05G5/00GK101659583SQ20091009283
公開日2010年3月3日 申請日期2009年9月9日 優先權日2009年9月9日
發明者王金銘, 茹鐵軍, 賁豔英 申請人:中國海洋石油總公司;中海石油化學股份有限公司;中國-阿拉伯化肥有限公司