專利名稱：一種控釋化肥及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及肥料和肥料加工領(lǐng)域，特別是一種利用工農(nóng)業(yè)廢棄物的控釋化肥及其制造方法。
背景技術(shù)：
我國化肥的當季利用率，氮肥僅有30-35％，磷肥為10-25％，鉀肥為35-50％，遠低于世界發(fā)達國家水平。調(diào)查統(tǒng)計表明我國每年流入十大水系中的COD(化學(xué)耗氧量)有1445萬t，其中50％源自農(nóng)用氮肥，近一半湖泊處于嚴重富營養(yǎng)狀態(tài)；進入長江、黃河的氮素有92％和88％來自農(nóng)業(yè)。
目前國內(nèi)外控釋化肥普遍存在的兩個主要問題①污染環(huán)境。作為緩/控釋材料的無機物(如硅、沸石、金屬鹽等)、有機高分子聚合物(如聚丙烯酰胺、橡膠等)長期使用，損害農(nóng)田土壤正常結(jié)構(gòu)，造成嚴重的環(huán)境污染；②價格昂貴。國際市場上控釋化肥是普通尿素的5-6倍，限制了在糧食生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的旨在為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種控釋化肥及其制造方法，該控釋化肥采用不同包封材料復(fù)配使用，對化肥有效成分的釋放具有選擇性，且變質(zhì)陳化糧、秸稈、油腳等包封材料在土壤中微生物的作用下，變成有機的腐殖質(zhì)，有利于改善土壤結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，公開了一種控釋化肥，其特征在于它是按重量百分比由變質(zhì)陳化糧15-25％，秸稈10-20％，油腳2-5％，其余化肥組成。
本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，還公開了一種控釋化肥的制造方法，其特征在于所說的具體步驟如下(1)將除去雜質(zhì)的變質(zhì)陳化糧粉碎，過2-3mm篩，取篩下物粉料；(2)將(1)項篩下物粉料送入調(diào)質(zhì)裝置進行調(diào)質(zhì)處理；(3)將除去雜質(zhì)的秸稈粉碎，過3-4mm篩，取篩下物粉料；(4)將化肥溶入水中，成為化肥水溶液；(5)將(3)項秸稈篩下物粉料放入(4)項化肥水溶液中；
(6)將(2)項調(diào)質(zhì)處理的變質(zhì)陳化糧、(5)項浸入化肥水溶液的秸稈粉料和油腳按比例混勻后，送入膨化機進行膨化處理；(7)通過冷卻器降溫、降濕，制成控釋化肥。
本發(fā)明的有益效果是(1)秸稈由于具有優(yōu)良的吸附性，特別是通過膨化形成三維骨架結(jié)構(gòu)，作為包封材料可顯著提高化肥的緩釋效果，而且在土壤中微生物的作用下，變成有機的腐殖質(zhì)，解決長期施用化肥造成土地板結(jié)的問題，成為長效肥料的補充成分；(2)通過不同包封材料(變質(zhì)陳化糧、秸稈、油腳)復(fù)配使用，對化肥有效成分的釋放具有選擇性，包封膜的孔隙率、厚度都會影響化肥中小分子的傳質(zhì)阻力，進而改變擴散的動力學(xué)行為，達到控制釋放的目的；(3)在中國推廣應(yīng)用后，能使1392萬t/a化肥不再通過滲移進入地下水資源、江河湖海，可利用變質(zhì)陳化糧700萬t/a、秸稈300萬t/a、油腳60萬t/a。
此外，本發(fā)明控釋化肥價格僅為美國、日本同類控釋化肥的1/3-1/5，生物降解率＞95％。不僅能夠填補廉價、優(yōu)質(zhì)控釋化肥的空白，為農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收創(chuàng)造條件，而且具有國際市場競爭力。
具體實施方式本發(fā)明將變質(zhì)陳化糧粉碎、調(diào)質(zhì)，秸稈粉碎、噴灑化肥水溶液，混入油腳，通過膨化機制成控釋化肥。具體步驟如下(1)將變質(zhì)陳化糧除去金屬渣、砂石等雜質(zhì)，送入粉碎機粉碎，過網(wǎng)眼＜3mm篩，取篩下物粉料；(2)將(1)項篩下物粉料送入調(diào)質(zhì)裝置，進行調(diào)質(zhì)處理；(3)將秸稈除去金屬渣、砂石等雜質(zhì)，送入粉碎機粉碎，過網(wǎng)眼＜4mm篩，取篩下物粉料；(4)將化肥溶入1-2倍(重量)的水中，成為化肥水溶液；(5)將(3)項秸稈篩下物粉料放入(4)項化肥水溶液中，按重量比投料，化肥水溶液(按化肥重量計)∶秸稈＝(80-65)∶(20-35)，浸透秸稈粉料后備用；(6)將(2)項調(diào)質(zhì)處理的變質(zhì)陳化糧、(5)項浸入化肥水溶液的秸稈粉料和油腳按(15-25)∶(83-70)∶(2-5)重量比例混勻，其中(5)項浸入化肥水溶液的秸稈粉料計重時需減去(4)項操作中加入的水量，送入膨化機進行膨化處理；(7)通過冷卻器降溫、降濕，制成控釋化肥。
所述變質(zhì)陳化糧指貯存過程中受到霉菌毒素污染或蟲、鼠、螨害侵蝕的玉米、小麥、高粱或稻米等中的一種或幾種。
所述秸稈為稻草、小麥秸、燕麥秸、玉米秸、豆秸或谷草等中的一種或幾種。
所述油腳為大豆、花生、葵花籽或菜籽等制油時，水洗和精制工序的副產(chǎn)物。
所述化肥為尿素、磷酸銨、硫酸鉀、鈣鎂磷肥、硝酸鉀或過磷酸鈣等中的一種或幾種。
所述粉碎變質(zhì)陳化糧和秸稈的粉碎機為對輥式粉碎機或錘片式粉碎機。
所述使用的調(diào)質(zhì)裝置為調(diào)質(zhì)軸轉(zhuǎn)速200-400r/min，通入壓力0.2-0.4MPa、溫度130-150℃過飽和蒸汽的筒式調(diào)質(zhì)裝置。
所述使用的膨化機為雙螺桿膨化機或膨脹器。
所述使用的冷卻器為逆流式冷卻器或圓形干燥冷卻器。
實施例1(1)除去雜質(zhì)的變質(zhì)高粱經(jīng)錘片式粉碎機粉碎，過篩取粒度＜3mm的篩下粉料；(2)將(1)項篩下粉料150kg送入筒式調(diào)質(zhì)裝置，調(diào)質(zhì)軸轉(zhuǎn)速200r/min，通入壓力0.4MPa、溫度150℃過飽和蒸汽，調(diào)質(zhì)處理20s；(3)除去雜質(zhì)的玉米秸經(jīng)對輥式粉碎機粉碎，過篩取粒度＜4mm的篩下粉料；(4)將尿素730kg溶解于1000kg水中，制成化肥水溶液；(5)將100kg(3)項秸稈篩下物粉料浸入1730kg化肥水溶液中備用；(6)將(2)項調(diào)質(zhì)處理粉料150kg、(5)項浸過化肥水溶液的秸稈粉料1830kg(其中1000kg為水)和油腳20kg混勻，進入膨脹器膨化處理；(7)通過逆流式冷卻器降溫、降濕，制成控釋化肥。
產(chǎn)品主要指標總氮(N)含量≥35.0％，縮二脲含量≤1.0％，產(chǎn)品質(zhì)量達到歐洲標準化委員會的緩釋肥料特別工作組檢驗的指標。
實施例2
(1)除去雜質(zhì)的變質(zhì)玉米經(jīng)錘片式粉碎機粉碎，過篩取粒度＜3mm的篩下粉料；(2)將(1)項篩下粉料160kg送入筒式調(diào)質(zhì)裝置，通入壓力0.3MPa、溫度140℃過飽和蒸汽，調(diào)質(zhì)處理15s；(3)除去雜質(zhì)的稻草經(jīng)對輥式粉碎機粉碎，過篩取粒度＜4mm的篩下粉料；(4)將過磷酸鈣700kg溶解于1000kg水中，制成化肥水溶液；(5)將120kg(3)項秸稈篩下物粉料浸入1700kg化肥水溶液中備用；(6)將(2)項調(diào)質(zhì)處理粉料160kg、(5)項浸過化肥水溶液的秸稈粉料1820kg(其中1000kg為水)和油腳20kg混勻，送入雙螺桿膨化機進行膨化處理；(7)通過圓形干燥冷卻器降溫、降濕，制成控釋化肥。
產(chǎn)品主要指標有效五氧化二磷(P2O5)≥10.0％，游離酸(以P2O5計)≤5.0％，產(chǎn)品質(zhì)量達到歐洲標準化委員會的緩釋肥料特別工作組檢驗的指標。
權(quán)利要求
1 一種控釋化肥，其特征在于它是按重量百分比由變質(zhì)陳化糧15-25％，秸稈10-20％，油腳2-5％，其余化肥組成。
2 一種權(quán)利要求1所述的控釋化肥的制造方法，其特征在于所說的具體步驟如下(1)將除去雜質(zhì)的變質(zhì)陳化糧粉碎，過2-3mm篩，取篩下物粉料；(2)將步驟(1)的篩下物粉料送入調(diào)質(zhì)裝置進行調(diào)質(zhì)處理；(3)將除去雜質(zhì)的秸稈粉碎，過3-4mm篩，取篩下物粉料；(4)將化肥溶入水中，成為化肥水溶液；(5)將步驟(3)的秸稈篩下物粉料放入步驟(4)的化肥水溶液中；(6)將步驟(2)的經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的變質(zhì)陳化糧，與步驟(5)的浸入化肥水溶液的秸稈粉料和油腳按比例混勻后，送入膨化機進行膨化處理；(7)通過冷卻器降溫、降濕，制成控釋化肥。
3 按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所說的變質(zhì)陳化糧是貯存過程中受到霉菌毒素污染或蟲、鼠、螨害侵蝕的玉米、小麥、高粱或稻米中的一種或幾種。
4 按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所說的秸稈為稻草、小麥秸、燕麥秸、玉米秸、豆秸或谷草中的一種或幾種。
5 按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所說的油腳為大豆、花生、葵花籽或菜籽制油時，水洗和精制工序的副產(chǎn)物。
6 按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所說的化肥為尿素、磷酸銨、硫酸鉀、鈣鎂磷肥、硝酸鉀或過磷酸鈣中的一種或幾種。
7 按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所說的粉碎機為對輥式粉碎機或錘片式粉碎機。
8 按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所說的調(diào)質(zhì)裝置為調(diào)質(zhì)軸轉(zhuǎn)速200-400r/min，通入壓力0.2-0.4MPa、溫度130-150℃過飽和蒸汽的筒式調(diào)質(zhì)裝置。
9 按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所說的膨化機為雙螺桿膨化機或膨脹器。
10 按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所說的冷卻器為逆流式冷卻器或圓形干燥冷卻器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種控釋化肥及其制造方法。本發(fā)明將變質(zhì)陳化糧廢棄物經(jīng)粉碎、調(diào)質(zhì)處理，秸稈粉碎浸入化肥水溶液，將它們與油腳按規(guī)定比例混勻后，通過膨化機、冷卻器制備控釋化肥。本發(fā)明的效果(1)通過不同包封材料復(fù)配使用，對化肥有效成分的釋放具有選擇性，包封膜的孔隙率、厚度都會影響化肥中小分子的傳質(zhì)阻力，進而改變擴散的動力學(xué)行為，達到控制釋放的目的；(2)變質(zhì)陳化糧、秸稈、油腳等包封材料在土壤中微生物的作用下，變成有機的腐殖質(zhì)，不僅解決長期施用化肥造成土地板結(jié)的問題，而且成為長效肥料的補充成分。
文檔編號C05G5/00GK101058518SQ200710057359
公開日2007年10月24日 申請日期2007年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月18日
發(fā)明者孫有光, 馬建, 孫光遠 申請人:天津理工大學(xué)