專利名稱：粒狀肥料涂層技術(shù)、涂層材料生產(chǎn)工藝及配方的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于緩釋肥料。
現(xiàn)有技術(shù)國外生產(chǎn)緩釋肥料一般分為兩大類第一類是尿素與醛類等物質(zhì)反應(yīng)生成的緩釋肥料;第二類是涂層肥料，采用硫磺、聚合物(聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、酚醛樹脂、聚氨酯等)以及油類、石蠟等。國外生產(chǎn)這種肥料所使用的涂層材料一般占緩釋肥料產(chǎn)品總重量的10-20%;每噸產(chǎn)品氮含量為36-37%之間，價(jià)格高，如美國涂硫尿素每噸氮的成本約提高31%，故只能用于草坪、花卉等高價(jià)作物，不能用于大田生產(chǎn)。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案克服了上述問題，生產(chǎn)出低成本能用于大田的涂層肥料。其方案是研制出含有動(dòng)物膠的低成本涂層材料，采用機(jī)械噴射涂層技術(shù)和手工涂層技術(shù)，生產(chǎn)出涂層肥料，涂層材料用量只占涂層肥料產(chǎn)品總重量的0.3-0.8%;每噸產(chǎn)品氮含量為＞46%，與尿素的氮含量相近，本發(fā)明的涂層尿素每噸氮的成本僅提高5.68%，只有涂硫尿素的五分之一，顯示出明顯的優(yōu)勢。
本發(fā)明的涂層材料配方動(dòng)物膠0.5～2.5份增溶劑10～25份有機(jī)酸0.5～1.5份無機(jī)酸10～30份微量元素?zé)o機(jī)鹽30～50份非金屬元素40～60份表面活性劑0.5～1.5份。
上述的涂層材料配方中，其特征在于動(dòng)物膠為動(dòng)物皮膠、骨膠、混合膠等。
上述的涂層材料配方中，其特征在于增溶劑為無機(jī)鹽類，最好為無機(jī)氨類，如尿素、硫酸銨、硝酸銨等。
上述的涂層材料配方中，其特征在于微量元素?zé)o機(jī)鹽為鐵、鋅、錳、鉬、銅、鎂、釩等元素的無機(jī)鹽。
上述的涂層材料配方中，其特征在于非金屬元素為硼、硫、氫、氧等元素化合物。
上述的涂層材料配方中，其特征在于表面活性劑為陽離子表面活性劑。
本發(fā)明的涂層材料生產(chǎn)工藝含有動(dòng)物膠、增溶劑、有機(jī)酸、無機(jī)酸、微量元素?zé)o機(jī)鹽、非金屬元素和表面活性劑等原料，按上述比例投料，在不同的時(shí)間加入鐵、鋅、錳、鉬、銅、鎂、釩等元素的無機(jī)鹽。原料經(jīng)部分預(yù)處理，加入反應(yīng)釜中，于常溫常壓下反應(yīng)，間斷法生產(chǎn)，反應(yīng)時(shí)間50-100分鐘，反應(yīng)完畢再分離出機(jī)械雜質(zhì)后即為涂層材料。
用上述工藝制備的涂層材料，與肥料如尿素顆粒表面有一定的親和力，少量的涂層材料能均勻地涂布于肥料顆粒表面，并有少量滲透入肥料顆粒內(nèi)，涂層材料干固氧化后，能在肥料顆粒表面形成一層極薄的包膜。從而改善肥料的物理性能和農(nóng)化性質(zhì)。根據(jù)這種特性，設(shè)計(jì)了機(jī)械噴射涂層技術(shù)和手工涂層技術(shù)，生產(chǎn)涂層顆粒肥料。機(jī)械噴射涂層技術(shù)生產(chǎn)涂層顆粒肥料流程制備好的涂層材料溶液送至溶液槽，再用泵送至高位槽，溶液靠高位差自高位槽流出，分送至各噴射器。0.3-0.5MPa的壓縮空氣從外管道送入噴射器器，通過噴嘴噴射，產(chǎn)生抽吸作用，將涂層材料溶液吸入噴射器，氣液混合后，以噴霧狀噴入肥料造粒塔內(nèi)，與造粒塔上部落下的顆粒肥料接觸，在顆粒肥料表面形成包膜，借助于肥料本身熱量，將涂層溶液中的水分蒸發(fā)掉，包膜干固氧化，完成噴涂生產(chǎn)工藝，送包裝系統(tǒng)。
機(jī)械噴射涂層工藝的主要條件空氣壓力0.3-0.5MPa，涂層液用量為每噸肥料用涂層液6-10公斤。
通過試生產(chǎn)，證實(shí)其整體工藝具有如下特點(diǎn)1.工業(yè)化流程簡單，設(shè)備結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，改造容易，投資少，操作調(diào)節(jié)容易，維修工作量小，便于管理。
2.涂層材料在常溫常壓下合成，噴涂過程在尿素造粒塔內(nèi)與尿素生產(chǎn)同步進(jìn)行，并且一次成型;又能利用尿素本身的熱量，使包膜干固，不需另設(shè)干燥、冷卻系統(tǒng)，具有一定先進(jìn)性和新穎性及實(shí)用性。
3.在生產(chǎn)過程中，減少造粒塔頂排氣中尿素粉塵和氨含量，減少排氣對(duì)環(huán)境的污染。
涂層顆粒肥料在廣東和河北等省南北兩種氣候兩種土壤條件下進(jìn)行大規(guī)模試驗(yàn)。通過室內(nèi)分析，大田試驗(yàn)和表征示范，證明涂層顆粒肥料適用于糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物和蔬菜等。闡明涂層肥料對(duì)水稻、甘蔗等的增產(chǎn)機(jī)理和原因，涂層肥料對(duì)水稻、甘蔗、花生、蔬菜、小麥、夏玉米、棉花等作物比一般化肥有明顯效果，其增產(chǎn)幅度水稻5-6%、甘蔗7-8%、花生4-10%、蔬菜(菜芯、青瓜)7%、(大白菜)17%、小麥10.2%、夏玉米9.7%、棉花13.2%。
本發(fā)明以下列實(shí)例得到充分證明實(shí)施例1水稻用涂層肥料涂層材料配方動(dòng)物膠2份增溶劑12份有機(jī)酸0.5份無機(jī)酸10份微量元素?zé)o機(jī)鹽15份非金屬元素42份表面活性劑0.5份。
按上述配方，經(jīng)部分預(yù)處理，加入反應(yīng)釜中，于常溫常壓下反應(yīng)，間斷法生產(chǎn)，反應(yīng)時(shí)間50-70分鐘，反應(yīng)完畢再分離出機(jī)械雜質(zhì)后即為涂層材料。
制成的涂層材料噴涂于尿素顆粒表面(用量為0.7%)，經(jīng)干固氧化后制成涂層尿素用于水稻，經(jīng)1987-1989三年試驗(yàn)結(jié)果綜合對(duì)比，施涂層尿素的水稻有效穗數(shù)比施普通尿素的水稻綜合平均畝增8000穗，實(shí)粒每穗多3.28粒。施涂層尿素的水稻綜合平均畝產(chǎn)稻谷472.15公斤;施普通尿素的水稻綜合平均畝產(chǎn)稻谷448.9公斤，畝增產(chǎn)稻谷23.25公斤，增產(chǎn)率5.18%;米質(zhì)也是施涂層尿素的比施普通尿素的水稻如蛋白質(zhì)含量高0.34%，直鏈淀粉高0.89%。
實(shí)施例2甘蔗用涂層肥料涂層材料配方混合膠1份增溶劑10份有機(jī)酸0.5份無機(jī)酸15份微量元素?zé)o機(jī)鹽17份非金屬元素50份表面活性劑1份。
按上述配方，經(jīng)部分預(yù)處理，加入反應(yīng)釜中，于常溫常壓下反應(yīng)，間斷法生產(chǎn)，反應(yīng)時(shí)間70-100分鐘，反應(yīng)完畢再分離出機(jī)械雜質(zhì)后即為涂層材料。
制成的涂層材料拌涂于尿素顆粒表面(用量為0.7%)，經(jīng)干固氧化后制成涂層尿素用于甘蔗，經(jīng)1987-1989三年三造試驗(yàn)結(jié)果綜合對(duì)比表明，在畝基本苗數(shù)一致的基礎(chǔ)上，施涂層尿素的甘蔗比施普通尿素的甘蔗畝有效莖數(shù)多40條、莖長長6.6公分、中部莖徑大0.09公分、尾部莖徑大0.17分;施涂層尿素的甘蔗綜合平均畝產(chǎn)9737.74公斤，比施普通尿素的甘蔗綜合平均畝產(chǎn)9051.95公斤，畝增產(chǎn)685.8公斤，增產(chǎn)率7.58%;施涂層尿素的甘蔗含糖量比施普通尿素的甘蔗含糖量高0.357%。
實(shí)施例3花生用涂層肥料涂層材料配方動(dòng)物混合膠1份增溶劑13份有機(jī)酸0.5份無機(jī)酸20份微量元素?zé)o機(jī)鹽19份非金屬元素42份表面活性劑0.5份。
按上述配方，經(jīng)部分預(yù)處理，加入反應(yīng)釜中，于常溫常壓下反應(yīng)，間斷法生產(chǎn)，反應(yīng)時(shí)間70-80分鐘，反應(yīng)完畢再分離出機(jī)械雜質(zhì)后即為涂層材料。
制成的涂層材料噴涂于尿素顆粒表面(用量為0.7%)，經(jīng)干固氧化后制成涂層尿素用于花生，經(jīng)1988-1989二年兩春一秋共三造試驗(yàn)結(jié)果綜合對(duì)比表明，施涂層尿素的比施普通尿素的花生綜合平均分枝多0.03條，單株總夾果多1.22個(gè)，飽果數(shù)多0.7個(gè)，半公斤莢果少18.3個(gè)，出仁率高0.8%，百仁重多1.4克;施涂層尿素的花生綜合畝產(chǎn)221.6公斤，比施普通尿素的花生綜合畝產(chǎn)203.7公斤，畝增產(chǎn)17.9公斤，增產(chǎn)率8.79%。
實(shí)施例4菜芯用涂層肥料涂層材料配方動(dòng)物皮膠1.5份增溶劑15份有機(jī)酸0.5份無機(jī)酸15份微量元素?zé)o機(jī)鹽20份非金屬元素45份表面活性劑0.7份。
按上述配方，經(jīng)部分預(yù)處理，加入反應(yīng)釜中，于常溫常壓下反應(yīng)，間斷法生產(chǎn)，反應(yīng)時(shí)間70-90分鐘，反應(yīng)完畢再分離出機(jī)械雜質(zhì)后即為涂層材料。
制成的涂層材料噴涂于尿素顆粒表面(用量為0.7%)，經(jīng)干固氧化后制成涂層尿素用于大白菜，在河北省邯鄲試驗(yàn)結(jié)果綜合對(duì)比表明增產(chǎn)效果顯著，從構(gòu)成產(chǎn)量因素結(jié)果看施涂層尿素的株高52.6厘米;施普通尿素的50.8厘米;單株重施涂層尿素的3.43公斤，施普通尿素的2.74公斤，單球重施涂層尿素的2.88公斤，施普通尿素的2.16公斤;凈菜率施涂層尿素的81%，施普通尿素的76.5%，平均畝產(chǎn)施涂層尿素的大白菜9808公斤，施普通尿素的大白菜8350公斤，平均增產(chǎn)1458公斤，增產(chǎn)率17%。
實(shí)施例5小麥用涂層肥料涂層材料配方動(dòng)物皮膠1.5份增溶劑13份有機(jī)酸1份無機(jī)酸20份微量元素?zé)o機(jī)鹽22份非金屬元素50份表面活性劑0.5份。
按上述配方，經(jīng)部分預(yù)處理，加入反應(yīng)釜中，于常溫常壓下反應(yīng)，間斷法生產(chǎn)，反應(yīng)時(shí)間70-90分鐘，反應(yīng)完畢再分離出機(jī)械雜質(zhì)后即為涂層材料。
制成的涂層材料噴涂于尿素顆粒表面(用量為0.7%)，經(jīng)干固氧化后制成涂層尿素用于小麥，從1991-1993年小麥?zhǔn)┯玫攘康耐繉幽蛩嘏c普通尿素肥效對(duì)比(共33個(gè)點(diǎn)的小麥?zhǔn)┯?0-30公斤/畝)試驗(yàn)結(jié)果綜合對(duì)比表明增產(chǎn)效果顯著，施涂層尿素的比施用等量的施普通尿素的增產(chǎn)小麥38.7公斤/畝，增產(chǎn)率為10.1%，且年際間的變化不大，表明涂層尿素的肥效比較穩(wěn)定。它增產(chǎn)的表現(xiàn)是有效的分孽增多、穗粒數(shù)和千粒重都有增加，在品質(zhì)方面，蛋白質(zhì)和賴氨酸的含量亦有增加。這除與涂層中含有多種微量元素和減少氮素?fù)p失等有關(guān)外，也與涂層尿素的有效養(yǎng)分釋放適應(yīng)了小麥的吸肥規(guī)律有重要關(guān)系。單株重施涂層尿素的3.43公斤，施普通尿素的2.74公斤，單球重施涂層尿素的2.88公斤，施普通尿素的2.16公斤;凈菜率施涂層尿素的81%，施普通尿素的76.5%，平均畝產(chǎn)施涂層尿素的大白菜9808公斤，施普通尿素的大白菜8350公斤，平均增產(chǎn)1458公斤，增產(chǎn)率17%。
實(shí)施例6夏玉米用涂層肥料涂層材料配方動(dòng)物皮膠10份增溶劑15份有機(jī)酸6份硼酸4份鉬酸鹽0.2份硫酸錳20份硫酸鋅24份硫酸鎂24份硫酸銅24份硫酸亞鐵136份尿素152份陽離子表面活性劑(905)30份。
按上述配方，經(jīng)部分預(yù)處理，加入反應(yīng)釜中，于常溫常壓下反應(yīng)，間斷法生產(chǎn)，反應(yīng)時(shí)間50-70分鐘，反應(yīng)完畢再分離出機(jī)械雜質(zhì)后即為涂層材料。
制成的涂層材料噴涂于尿素顆粒表面(用量為0.7%)，經(jīng)干固氧化后制成涂層尿素用于夏玉米，根據(jù)1991-1993年30個(gè)涂層尿素與普通尿素肥效對(duì)比驗(yàn)點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果綜合對(duì)比表明施用涂層尿素的可增加玉米的徑粗，增加功能葉片的光合能力，促進(jìn)植株健壯且能延續(xù)植株衰老的作用，故對(duì)夏玉米的穗部性狀即穗粒數(shù)和千粒重有重大影響，三年試驗(yàn)證明施用涂層尿素的夏玉米穗粒數(shù)和千粒重均比施普通尿素的高。1991年分別增加33.5粒和13.3克。
實(shí)施例7棉花用涂層肥料涂層材料配方動(dòng)物皮膠1份增溶劑10份有機(jī)酸1份無機(jī)酸20份微量元素?zé)o機(jī)鹽22份非金屬元素50份表面活性劑0.5份。
按上述配方，經(jīng)部分預(yù)處理，加入反應(yīng)釜中，于常溫常壓下反應(yīng)，間斷法生產(chǎn)，反應(yīng)時(shí)間70-100分鐘，反應(yīng)完畢再分離出機(jī)械雜質(zhì)后即為涂層材料。
制成的涂層材料噴涂于尿素顆粒表面(用量為0.7%)，經(jīng)干固氧化后制成涂層尿素用于棉花，從1991-1993年棉花全試驗(yàn)區(qū)共32個(gè)點(diǎn)，施用涂層尿素的棉花畝產(chǎn)皮棉74.5公斤，施用普通尿素的棉花畝產(chǎn)皮棉65.8公斤，施涂層尿素的比施用等量的施普通尿素的棉花始花期早二天，吐絮期早二～三天，因此霜前花多，僵瓣率少，據(jù)多點(diǎn)統(tǒng)計(jì)霜前花多14.3%，衣分多0.5%，絨長多1.3毫米。棉花纖維物理指標(biāo)測定結(jié)果，施用涂層尿素比施普通尿素，纖維細(xì)度多60米，提高1.1%，光電儀主體長度多0.5毫米，提高1.5%，強(qiáng)力多0.1克，提高2.5%，斷裂長度多0.8千米，提高3.6%，成熟系數(shù)多0.04，提高2.6%，改善了棉花品質(zhì)。
實(shí)施例8涂層復(fù)合肥甘蔗應(yīng)用涂層材料配方混合膠1份增溶劑10份有機(jī)酸0.5份無機(jī)酸15份微量元素?zé)o機(jī)鹽15份非金屬元素45份表面活性劑0.5份。
按上述配方，經(jīng)部分預(yù)處理，加入反應(yīng)釜中，于常溫常壓下反應(yīng)，間斷法生產(chǎn)，反應(yīng)時(shí)間50-100分鐘，反應(yīng)完畢再分離出機(jī)械雜質(zhì)后即為涂層材料。
加入復(fù)合肥料總重量的1.5%已制成的涂層材料，與復(fù)合肥料攪拌均勻后烘干，即成涂層復(fù)合肥料。
現(xiàn)選用N∶P∶K＝11∶6∶8的復(fù)合肥料和同樣配比的涂層復(fù)合肥料施用于甘蔗，每畝用量190公斤，分基肥、分孽肥、生長肥三次施入，1991年3月上旬下種，1992年2月25日收獲，根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)觀察調(diào)查，涂層復(fù)合肥料肥效長，能夠適應(yīng)甘蔗各生育期供肥需求，農(nóng)藝性狀好，施用復(fù)合肥料的比施用普通復(fù)合肥料的蔗莖長15.3厘米、蔗莖增粗0.11厘米、單莖重增長0.016公斤、畝有效莖數(shù)多286條，結(jié)果施涂層復(fù)合肥料畝產(chǎn)甘蔗4870公斤，施普通復(fù)合肥料畝產(chǎn)甘蔗4464公斤，畝增產(chǎn)甘蔗406公斤，增產(chǎn)率9.1%。
實(shí)施例9 涂層材料的制備生產(chǎn)1噸用于尿素造粒塔噴涂的材料的制備方法向帶攪拌的反應(yīng)釜內(nèi)加入500公斤熱水，開動(dòng)攪拌器，加入10公斤動(dòng)物膠，攪拌30分鐘，加入尿素152公斤，攪拌10分鐘，然后依次加入硼酸4公斤、有機(jī)酸6公斤，攪拌5分鐘后加入硫酸錳20公斤、硫酸鋅24公斤、硫酸鎂24公斤、硫酸銅4公斤，繼續(xù)攪拌至所加入的無機(jī)鹽完全溶解，再加入905陽離子表面活性劑30公斤，攪拌均勻后加入硫酸亞鐵136公斤，繼續(xù)攪拌至完全溶解，最后加入鉬酸鹽0.2公斤，攪拌5分鐘，可取出分離一些混入的機(jī)械雜質(zhì)后即為涂層材料。
實(shí)施例10噴涂工藝尿素系統(tǒng)處于正常生產(chǎn)狀態(tài);檢查整個(gè)噴涂系統(tǒng)設(shè)備、閥門、各項(xiàng)工藝條件符合開工的正常狀態(tài)。將涂層溶液放入地下槽，到一定液位高度，開動(dòng)溶液泵，將涂層溶液送至高位槽，待高位槽液位升至1/2時(shí)，打開高位槽出口閥，涂層溶液沿管道流至裝在造粒塔下部通器門的噴嘴的調(diào)節(jié)閥前，然后開啟接入噴嘴的壓縮空氣，并保持總管壓縮空氣壓力穩(wěn)定在0.4MPa，檢查各噴氣噴嘴噴氣正常后，稍開各噴嘴之溶液調(diào)節(jié)閥，根據(jù)尿素產(chǎn)量控制涂料投入量每噸尿素用涂料627公斤，然后觀察出造粒塔涂層尿素的顏色、噴涂均勻性、水分含量等情況，以各噴嘴之間的夾角、仰角、涂料投入量、壓縮空氣壓力等條件變動(dòng)來控制涂層尿素質(zhì)量，即可得符合本專利要求的涂層尿素。
權(quán)利要求
1.一種肥料涂層材料，其特征在于涂層材料配方，含有動(dòng)物膠 0.5～2.5份增溶劑 10～25份有機(jī)酸 0.5～1.5份無機(jī)酸 10～30份微量元素?zé)o機(jī)鹽 30～50份非金屬元素 40～60份表面活性劑 0.5～1.5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肥料涂層材料，其特征在于動(dòng)物膠為動(dòng)物皮膠、骨膠、混合膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肥料涂層材料，其特征在于增溶劑為無機(jī)鹽類，最好為無機(jī)氨類，如尿素、硫酸銨、硝酸銨。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肥料涂層材料，其特征在于微量元素?zé)o機(jī)鹽為鐵、鋅、錳、鉬、銅、鎂、釩元素的無機(jī)鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肥料涂層材料，其特征在于非金屬元素為硼、硫、碳元素化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肥料涂層材料，其特征在于表面活性劑為陽離子表面活性劑。
7.權(quán)利要求1的肥料涂層材料生產(chǎn)工藝，其特征在于含有動(dòng)物膠、增溶劑、有機(jī)酸、無機(jī)酸、微量元素?zé)o機(jī)鹽、非金屬元素和表面活性劑原料，按上述比例投料，在不同時(shí)間加入鐵、鋅、錳、鉬、銅、鎂、礬元素的無機(jī)鹽。原料經(jīng)部分預(yù)處理，加入反應(yīng)釜中，于常溫常壓下反應(yīng)，間斷法生產(chǎn)，反應(yīng)時(shí)間50-100分鐘，反應(yīng)完畢分離出機(jī)械雜質(zhì)后即為涂層材料。
8.一種涂層肥料，其特征在于使用權(quán)利要求1所述的肥料涂層材料作為肥料表面涂層材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的涂層肥料，其特征在于涂層工藝為機(jī)械噴涂工藝或者手工涂覆。機(jī)械噴涂工藝采用氣力輸送噴射器，以壓縮氣為介質(zhì)，將被涂覆的溶液吸入噴射器，與空氣混合霧化后，噴入肥料造粒塔內(nèi)，涂于肥料表面，包膜干固氧化而成涂層顆粒肥料。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的涂層肥料，其特征在于噴涂工藝采用氣力輸送空氣壓力為0.3～0.5MPa;每噸肥料用涂層溶液用量為6-10公斤。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的涂層肥料，其特征在于該涂層肥料用于糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物、蔬菜作物。
全文摘要
一種肥料涂層材料，含有動(dòng)物膠、增溶劑、有機(jī)酸、無機(jī)酸、微量元素?zé)o機(jī)鹽、表面活性劑。部分預(yù)熱，常溫常壓間斷法生產(chǎn)。在化肥造粒塔用機(jī)械噴涂工藝或手工涂覆生產(chǎn)涂層肥料，涂層材料用量為0.3—0.8％，每噸產(chǎn)品氮含量＜46％。該肥料用于糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物、蔬菜作物效果顯著，增產(chǎn)幅度水稻5—6％、甘蔗7—8％、花生4—10％、蔬菜7—17％、小麥10.2％、棉花13.2％。
文檔編號(hào)C05G3/00GK1112538SQ9510223
公開日1995年11月29日 申請(qǐng)日期1995年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月16日
發(fā)明者陳大昭, 陳際翚, 袁極雅, 賀偉佳, 陳素珍 申請(qǐng)人:廣州氮肥廠