專利名稱：一種利用聯(lián)堿法生產(chǎn)長(zhǎng)效氯化銨為氮源的長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料，具體地說是一種利用聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿工藝中所得副產(chǎn)品氯化銨為氮源的長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料及制備方法。
背景技術(shù)：
聯(lián)堿法(又稱侯氏制堿法)，是我國(guó)著名化學(xué)家侯德榜1942年提出的完整的工業(yè)制堿(Na2CO3)方法。1961年在大連建成了我國(guó)第一座聯(lián)堿車間，后來經(jīng)過完善和發(fā)展，現(xiàn)在仍然是制堿工業(yè)的主要方法。侯氏制堿法的原理是依據(jù)離子反應(yīng)發(fā)生的原理進(jìn)行的，離子反應(yīng)會(huì)向著離子濃度減小的方向進(jìn)行。制純堿(Na2CO3),首先利用NaHCO3在溶液中溶液中溶解度較小制得NaHC03。再利用碳酸氫鈉不穩(wěn)定性分解得到純堿。在飽和食鹽水中通入氨氣，形成飽和氨鹽水，再向其中通入二氧化碳，第一步是氨氣與水和二氧化碳反應(yīng)生成一分子的碳酸氫銨；第二步是碳酸氫銨與氯化鈉反應(yīng)生成一分子的氯化銨和碳酸氫鈉沉淀，碳酸氫鈉溶解度較小而沉淀析出。根據(jù)NH4Cl在常溫時(shí)的溶解度比NaCl大，而在低溫下卻比NaCl溶解度小的原理，在278K 283K(5°C 10°C )時(shí)，向母液中加入食鹽細(xì)粉，而使NH4Cl單獨(dú)結(jié)晶析出。因此聯(lián)堿法生產(chǎn)的另一產(chǎn)品就是NH4Cl，為白色晶體，理論含N2量為26.2 %，可做氮肥。NH4Cl比重1.532，溶解熱為16.73kJ/mol，在密閉條件加熱至400°C熔化，在空氣中加熱至100°C時(shí)開始升華，337.8°C時(shí)分解為NH3和HCl。NH4Cl易吸潮結(jié)塊，給貯存運(yùn)輸帶來一定困難。利用聯(lián)堿裝置生產(chǎn)的粉狀氯化銨(產(chǎn)品含氮在25%左右，水份含量小于1% ;NH4C1是一種良好的農(nóng)用氮肥，特別適用生產(chǎn)復(fù)混肥料。氯化銨是銨態(tài)氮肥，氯化銨作為普通氮肥氮素不穩(wěn)定，施入土壤以后，易產(chǎn)生氨揮發(fā)和轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮而流失，發(fā)生強(qiáng)烈的硝化和反硝化作用，造成大量的氮素營(yíng)養(yǎng)流失，肥效期短，氮素利用率低，市場(chǎng)前景不容樂觀。目前我國(guó)氯化銨產(chǎn) 量呈穩(wěn)定增長(zhǎng)態(tài)勢(shì):2005年603萬噸，2006年624萬噸，2007年725萬噸，2008年860萬噸，2009年918萬噸。2010年氯化銨產(chǎn)量已接近1000萬噸。氯化銨在我國(guó)氮肥產(chǎn)量中的比重已由2005年的4%提高到現(xiàn)在的6%以上。我國(guó)的氯化銨幾乎全部來自聯(lián)堿生產(chǎn)，所以，氯化銨的開發(fā)利用又直接影響到我國(guó)聯(lián)堿企業(yè)的健康發(fā)展。純堿廣泛用于建材、輕工、化工、冶金、紡織等工業(yè)部門和人們的日常生活中，純堿工業(yè)堪稱為“化工之母”。因此，開發(fā)長(zhǎng)效氯化銨，再利用長(zhǎng)效氯化銨為原料生產(chǎn)長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料，提高氯化銨的氮素利用率和擴(kuò)大氯化銨的應(yīng)用范圍，對(duì)于穩(wěn)定我國(guó)聯(lián)堿工業(yè)、促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展、保護(hù)生態(tài)環(huán)境都十分重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用聯(lián)堿法生產(chǎn)長(zhǎng)效氯化銨為氮源的長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料及制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
—種利用聯(lián)堿法生產(chǎn)長(zhǎng)效氯化銨為氮源的長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料:復(fù)混肥中有效含量按重量份數(shù)計(jì)，氮(N):磷(P2O5):鉀(K2O) = 10-15: 8-12: 8_15，總養(yǎng)分含量為30-42 ;所述氮素為氯化銨和銨穩(wěn)定劑混合而成；按重量份數(shù)計(jì)，其中氯化銨:銨穩(wěn)定劑=I: 0.001-0.1 ;其中氯化銨為利用在聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿工藝中的副產(chǎn)物氯化銨。所述銨穩(wěn)定劑為雙氰胺、3，4-二甲基吡唑磷酸鹽、3，5-二甲基吡唑、3，5-二甲基吡唑磷酸鹽、1-甲胺酰基-3-甲基吡唑、1-甲基吡唑-1羧酰胺、3-甲基吡唑、氮-吡啶(2-氯-6-(三氯甲基)-吡啶)或4-氯-3-甲基吡唑中的一種或幾種。利用聯(lián)堿法生產(chǎn)長(zhǎng)效氯化銨為氮源的長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料的制備方法，:按重量比例在聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿工藝中的副產(chǎn)物氯化銨中添加銨穩(wěn)定劑和/或增效劑溶于水、有機(jī)溶劑或載體中，通過攪拌泵機(jī)械混拌均勻或人工攪拌后，與粉狀原料磷、鉀肥以及輔料混合，通過團(tuán)粒法，利用圓盤造?；蜣D(zhuǎn)鼓造粒機(jī)的滾動(dòng)床，通過增濕、加熱進(jìn)行團(tuán)聚造粒，得到復(fù)混肥。所述載體為甲醛、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、二氯甲烷或四氯化碳。在聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿工藝中冷析和鹽析結(jié)晶出來的氯化銨進(jìn)入分離干燥前與添加銨穩(wěn)定劑混合。所述磷肥原料為磷酸一銨、磷酸二銨、重過磷酸鈣或過磷酸鈣；鉀肥原料為氯化鉀或硫酸鉀，輔料為稀土、腐植酸、珍珠鹽或粘結(jié)劑。本發(fā)明原理:在原聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿工藝中的氯化銨生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上，添加銨穩(wěn)定劑的配料裝置、儲(chǔ)料裝置和定量給料裝置系統(tǒng)，在原聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿工藝中冷析和鹽析結(jié)晶出來的氯化銨進(jìn)入分離干燥裝置之前加入銨穩(wěn)定劑，使已加入的抑制劑與氯化銨在干燥過程中實(shí)現(xiàn)充分的混均，而后與粉狀原料磷、鉀肥以及輔料混合，通過團(tuán)粒法，利用圓盤造?；蜣D(zhuǎn)鼓造粒機(jī)的滾動(dòng)床，通過增濕、加熱進(jìn)行團(tuán)聚造粒，得到復(fù)混肥。本發(fā)明所具有如下優(yōu)點(diǎn):1.長(zhǎng)效/緩釋 劑靶標(biāo)精準(zhǔn)，提高長(zhǎng)效緩釋復(fù)合肥的有效性。本發(fā)明是在聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿在純堿析出后的工藝中，在氯化銨產(chǎn)品生產(chǎn)干燥前工序中添加銨穩(wěn)定劑制成長(zhǎng)效或穩(wěn)定的氯化銨氮素肥料。在以此為主要氮源制成長(zhǎng)效/緩釋復(fù)混肥料，使有限的長(zhǎng)效/緩釋劑發(fā)揮最大作用；2.實(shí)現(xiàn)復(fù)合肥中氮素緩急相濟(jì)，短效與長(zhǎng)效互補(bǔ)的高效復(fù)混肥料產(chǎn)品生產(chǎn)。本發(fā)明中既有氮素長(zhǎng)效或穩(wěn)定的氯化銨，效果穩(wěn)定，又有氮素迅速的磷酸一銨、磷酸二銨，克服了長(zhǎng)效復(fù)合肥通常在前期肥效不明顯的缺點(diǎn)；3.提高氯化銨中氮素的利用率。提高氯化銨中氮素利用率10-20個(gè)百分點(diǎn)，減少氯化銨使用量20-50%以上；4.延長(zhǎng)肥效期。實(shí)現(xiàn)以普通氯化銨為主要氮源的復(fù)混肥料中氯化銨肥效期從20-30天延長(zhǎng)到80-100天，可以一次施肥免追肥；5.增加作物產(chǎn)量。在作物增產(chǎn)潛力范圍內(nèi)，與以普通氯化銨為主要氮源的復(fù)混肥料等氮量施肥，可提高作物產(chǎn)量在8-10%以上；6.實(shí)現(xiàn)聯(lián)堿法裝置生產(chǎn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。本發(fā)明技術(shù)的應(yīng)用，使聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿的企業(yè)，同時(shí)生產(chǎn)長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料，降低生產(chǎn)成本，增加經(jīng)濟(jì)效益。使以氯化銨為主要氮源的復(fù)混肥料產(chǎn)品成本降低、性能提高。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。以原聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿工藝中生產(chǎn)副產(chǎn)品氯化銨生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上，利用聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿工藝裝置系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)長(zhǎng)效氯化銨，再以長(zhǎng)效氯化銨為氮源生產(chǎn)長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥。實(shí)施例1:制備I噸長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料，其中氮、磷、鉀肥中有效含量按重量份數(shù)計(jì)，氮(N):磷(P2O5):鉀(K2O)為 10: 8: 8。將327kg長(zhǎng)效緩釋氯化銨(含N25% )、182kg磷酸一銨(P2O5 44%,N10% ) U34kg氯化鉀(含K2O 60% )和輔料稀土 357kg混合。將上述比例物料通過圓盤造?；蜣D(zhuǎn)鼓造粒機(jī)的滾動(dòng)床進(jìn)行團(tuán)粒法造粒，即得長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料。其中長(zhǎng)效緩釋氯化銨，將雙氰胺加入質(zhì)量百分比37%的甲醛溶液中于配料裝置中充分溶解，而后儲(chǔ)存于儲(chǔ)料裝置，利用定量裝置系統(tǒng)，如計(jì)量泵，將雙氰胺溶液與在原聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿工藝中冷析和鹽析結(jié)晶出來的氯化銨進(jìn)入分離干燥裝置之前充分混合，經(jīng)過分離干燥，待用；其中以100份(質(zhì)量)氯化銨計(jì)，添加I份雙氰胺。實(shí)施例2:制備I噸長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料，其中氮、磷、鉀肥中有效含量按重量份數(shù)計(jì)，氮(N):磷(P2O5):鉀(K2O)為 15: 12: 14。將491kg長(zhǎng)效緩釋氯化銨(含N25%)、273kg磷酸一銨(P2O5 44%,N10% ) ,233kg氯化鉀(含K2O 60%)、輔料稀土 3kg混合。將上述比例物料通過圓盤造粒或轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)的滾動(dòng)床進(jìn)行團(tuán)粒法造粒，即得長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料。其中長(zhǎng)效緩釋氯化銨，將3，4_ 二甲基吡唑磷酸鹽加入水、質(zhì)量百分比37%的甲醛或質(zhì)量百分比95%的乙醇溶液中于配料裝置中充分溶解，而后儲(chǔ)存于儲(chǔ)料裝置，利用定量裝置系統(tǒng)，如計(jì)量泵，將3，4-二甲基吡唑磷酸鹽與在原聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿工藝中冷析和鹽析結(jié)晶出來的氯化銨進(jìn)入分離干燥裝置之前充分混合，經(jīng)過分離干燥，待用；其中以100份(質(zhì)量)氯化銨計(jì)，添加0.5份3，4- 二甲基吡唑磷酸鹽。實(shí)施例3:制備I噸長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料，其中氮、磷、鉀肥中有效含量按重量份數(shù)計(jì)，氮(N):磷(P2O5):鉀(K2O)為 12: 12: 12。將387kg長(zhǎng)效緩釋氯化銨(含N24% )、273kg磷酸一銨(P2O5 44%,N10% ) ,200kg氯化鉀(含K2O 60%)、輔料稀土 140kg混合。將上述比例物料通過圓盤造?；蜣D(zhuǎn)鼓造粒機(jī)的滾動(dòng)床進(jìn)行團(tuán)粒法造粒，即得長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料。其中長(zhǎng)效緩釋氯化銨，將氮-吡啶加入質(zhì)量百分比37%的甲醛、乙醇溶液或水中于配料裝置中充分溶解，而后儲(chǔ)存于儲(chǔ)料裝置，利用定量裝置系統(tǒng)，如計(jì)量泵，將氮-吡啶與在原聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿工藝中冷析和鹽析結(jié)晶出來的氯化銨進(jìn)入分離干燥裝置之前充分混合，經(jīng)過分離干燥，待用；其中以100份(質(zhì)量)氯化銨計(jì)，添加I份氮-吡啶。實(shí)施例4: 制備I噸長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料，其中氮、磷、鉀肥中有效含量按重量份數(shù)計(jì)，氮(N):磷(P2O5):鉀(K2O)為 12: 12: 15。
將371kg長(zhǎng)效緩釋氯化銨(含N25%)、273kg磷酸一銨(P2O5 44%,N10% ) ,300kg硫酸鉀(含K2O 50% )、輔料稀土 56kg混合。將上述比例物料通過圓盤造?；蜣D(zhuǎn)鼓造粒機(jī)的滾動(dòng)床進(jìn)行團(tuán)粒法造粒，即得長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料。其中長(zhǎng)效緩釋氯化銨，將雙氰胺、3，4_ 二甲基吡唑磷酸鹽加入質(zhì)量百分比37%的甲醛、乙醇溶液或水中于配料裝置中充分溶解，而后儲(chǔ)存于儲(chǔ)料裝置，利用定量裝置系統(tǒng)，如計(jì)量泵，將雙氰胺、3，4-二甲基吡唑磷酸鹽混合溶液與在原聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿工藝中冷析和鹽析結(jié)晶出來的氯化銨進(jìn)入分離干燥裝置之前充分混合，經(jīng)過分離干燥，待用；其中以100份(質(zhì)量)氯化銨計(jì)，添加2份雙氰胺，0.5份3，4-二甲基吡唑磷酸鹽。實(shí)施例5:制備I噸長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料，其中氮、磷、鉀肥中有效含量按重量份數(shù)計(jì)，氮(N):磷(P2O5):鉀(K2O)為 15: 10: 15。將462kg長(zhǎng)效緩釋氯化銨(含N24%)、218kg磷酸二銨(P2O5 46%,N18% ) ,300kg硫酸鉀(含K2O 50% )、輔料稀土 20kg混合。將上述比例物料通過圓盤造粒或轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)的滾動(dòng)床進(jìn)行團(tuán)粒法造粒，即得長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料。將雙氰胺和氮-吡啶加入質(zhì)量百分比37%的甲醛、乙醇溶液或水中于配料裝置中充分溶解，而后儲(chǔ)存于儲(chǔ)料裝置， 利用定量裝置系統(tǒng)，如計(jì)量泵，將雙氰胺和氮-吡啶混合溶液與在原聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿工藝中冷析和鹽析結(jié)晶出來的氯化銨進(jìn)入分離干燥裝置之前充分混合，經(jīng)過分離干燥，待用；其中以100份(質(zhì)量)氯化銨計(jì)，添加I份雙氰胺，0.1份氮-吡啶。實(shí)施例6:制備I噸長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料，其中氮、磷、鉀肥中有效含量按重量份數(shù)計(jì)，氮(N):磷(P2O5):鉀(K2O)為 15: 10: 15。將444kg 氯化銨(含N 25% )、218kg 磷酸二銨(P2O5 46%，N18% )、300kg 硫酸鉀(含K2O 50% )與4.4kg雙氰胺均勻混合，在添加33.6kg輔料稀土混合。將上述比例物料通過圓盤造?；蜣D(zhuǎn)鼓造粒機(jī)的滾動(dòng)床進(jìn)行團(tuán)粒法造粒，即得長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料。效果實(shí)驗(yàn):利用實(shí)施例2所生產(chǎn)的肥料在玉米上應(yīng)用效果:效果試驗(yàn)1:所用種植品種為新東單90。畝施實(shí)施例3所制肥料純氮12kg量；對(duì)照施普通氯化銨純氮15kg，磷酸一銨量為P2O5 12kg，氯化鉀量為K2O 12kg，一次做底肥施入。施用效果如表I所示。表1.減少施氮量的試驗(yàn)效果
肥料玉米畝產(chǎn)量kg 增產(chǎn)％節(jié)氮肥％
普通氯化銨 748α α
長(zhǎng)效氯化銨756170720.00效果試驗(yàn)2:
所用種植品種為新東單90。畝施實(shí)施例3所制肥料純氮12kg ;對(duì)照施普通氯化銨純氮12kg，磷酸一銨量為P2O5 12kg，氯化鉀量為K2O 12kg，一次做底肥施入。施用效果如表2所示。表2.相同施氮量的試驗(yàn)效果
權(quán)利要求
1.一種利用聯(lián)堿法生產(chǎn)長(zhǎng)效氯化銨為氮源的長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料，其特征在于:復(fù)混肥中有效含量按重量份數(shù)計(jì)，氮(N):磷(P2O5):鉀(K2O) = 10-15: 8-12: 8_15，總養(yǎng)分含量為30-42 ;所述氮素為氯化銨和銨穩(wěn)定劑混合而成；按重量份數(shù)計(jì)，其中氯化銨:銨穩(wěn)定劑=I: 0.001-0.1 ;其中氯化銨為利用在聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿工藝中的副產(chǎn)物氯化銨。
2.按權(quán)利要求1所述的利用聯(lián)堿法生產(chǎn)長(zhǎng)效氯化銨為氮源的長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料，其特征在于:所述銨穩(wěn)定劑為雙氰胺、3，4-二甲基吡唑磷酸鹽、3，5-二甲基吡唑、3，5-二甲基吡唑磷酸鹽、1-甲胺酰基-3-甲基吡唑、1-甲基吡唑-1羧酰胺、3-甲基吡唑、氮-吡啶(2-氯-6-(三氯甲基)-吡啶)或4-氯-3-甲基吡唑中的一種或幾種。
3.—種權(quán)利要求1所述利用聯(lián)堿法生產(chǎn)長(zhǎng)效氯化銨為氮源的長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料的制備方法，其特征在于:按重量比例在聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿工藝中的副產(chǎn)物氯化銨中添加銨穩(wěn)定劑和/或增效劑溶于水、有機(jī)溶劑或載體中，通過攪拌泵機(jī)械混拌均勻或人工攪拌后，與粉狀原料磷、鉀肥以及輔料混合，通過團(tuán)粒法，利用圓盤造?；蜣D(zhuǎn)鼓造粒機(jī)的滾動(dòng)床，通過增濕、加熱進(jìn)行團(tuán)聚造粒，得到復(fù)混肥。
4.權(quán)利要求3所述利用聯(lián)堿法生產(chǎn)長(zhǎng)效氯化銨為氮源的長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料的制備方法，其特征在于:所述載體為甲醛、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、二氯甲烷或四氯化碳。
5.權(quán)利要求3所述利用聯(lián)堿法生產(chǎn)長(zhǎng)效氯化銨為氮源的長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料的制備方法，其特征在于:在聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿工藝中冷析和鹽析結(jié)晶出來的氯化銨進(jìn)入分離干燥前與添加銨穩(wěn)定劑混合。
6.權(quán)利要求3所述利用聯(lián)堿法生產(chǎn)長(zhǎng)效氯化銨為氮源的長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料的制備方法，其特征在于:所述磷肥原料為磷酸一銨、磷酸二銨、重過磷酸鈣或過磷酸鈣；鉀肥原料為氯化鉀或硫酸鉀，輔 料為稀土、腐植酸、珍珠鹽或粘結(jié)劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料，具體地說是一種利用聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿工藝中所得副產(chǎn)品氯化銨為氮源的長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料及制備方法。復(fù)混肥中有效含量按重量份數(shù)計(jì)，氮(N)∶磷(P2O5)∶鉀(K2O)＝10-15∶8-12∶8-15，總養(yǎng)分含量為30-42；所述氮素為氯化銨和銨穩(wěn)定劑混合而成；按重量份數(shù)計(jì)，其中氯化銨∶銨穩(wěn)定劑＝1∶0.001-0.1；其中氯化銨為利用在聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿工藝中的副產(chǎn)物氯化銨。本發(fā)明生產(chǎn)的長(zhǎng)效緩釋復(fù)混肥料具有長(zhǎng)效/緩釋劑靶標(biāo)精準(zhǔn)，復(fù)合肥的有效性提高氯化銨中氮素利用率10-20個(gè)百分點(diǎn)，減少氯化銨使用量20-50％。
文檔編號(hào)C05G3/08GK103073366SQ201110329990
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者李東坡, 武志杰, 于德清 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所