本發(fā)明涉及水溶肥領(lǐng)域，特別涉及一種生物復合水溶肥及其制備方法。
背景技術(shù)：
：水溶性肥料（WaterSolubleFertilizer）是一種能夠完全溶解于水的多元素復合型肥料，相對于傳統(tǒng)的固體顆粒復合肥和緩釋肥，水溶肥具有速溶、吸收率高、見效快、無殘渣、施用方便等顯著優(yōu)點，另外，水溶肥可溶于水中，通過水肥一體化的滴灌施肥、噴施施肥達到節(jié)水、節(jié)肥、省工的目的。因此，水溶肥在高效農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用逐步得到普及。目前國內(nèi)市場上銷售的大部分水溶肥均是直接將水溶性好的工業(yè)磷酸一銨、磷酸二氫鉀、硫酸鉀、尿素、硫酸銨、硝酸鉀等基礎(chǔ)原料，粉碎后按一定比例進行機械混合后制得的水溶肥產(chǎn)品，雖然具有生產(chǎn)方法簡單，成本低廉的優(yōu)點，但也存在諸多缺陷：由于是直接采用機械復配混合而成，且使用的原料顆粒也大小不一，從而造成其產(chǎn)品存在養(yǎng)份不均勻，質(zhì)量不穩(wěn)定，在運輸過程中易分級的缺點；同時，由于產(chǎn)品為易溶解的小分子鹽，在水溶肥溶解后直接生成粒子半徑很小的離子，而半徑越小的離子越不容易被土壤攔截，從而造成水溶肥在土壤中也更容易滲漏、流失，為此造成養(yǎng)分損失，不但造成肥效減弱，而且會對地下水造成污染；另外，水溶肥由于溶解快，溶解后生成大量金屬離子和酸根離子，容易造成鹽類濃度過高的危害，從而影響植物根系對養(yǎng)分的吸收。各水溶肥生產(chǎn)企業(yè)為規(guī)避以上缺陷，制備得到肥效更好，質(zhì)量更穩(wěn)定的水溶肥產(chǎn)品，研究采用大量可溶性有機原料或通過絡(luò)合反應(yīng)等方法來增大水溶肥的分子量，進而減少水溶肥溶解后的流失量，保證肥效，但由于可溶性有機原料來源少、成本高，而絡(luò)合反應(yīng)的反應(yīng)條件苛刻，過程復雜且不易控制，從而造成水溶肥的生產(chǎn)成本高昂、產(chǎn)量低，產(chǎn)品質(zhì)量控制困難，不利于水溶肥的工業(yè)化和商業(yè)化生產(chǎn)，也不利于水溶肥的廣泛推廣應(yīng)用。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，提供一種全復合有機水溶肥及其制備方法。本發(fā)明有機水溶肥是利用調(diào)理劑TP-Y的作用直接將磷酸、磷酸二氫鉀、硫酸鉀、硝酸鉀、硫酸銨、硫酸銨、尿素與有機原料中的活性基團和含氧官能團進行化學復合反應(yīng)而成，該水溶肥養(yǎng)分均勻，成本低廉，水溶性好、肥效高、肥料利用率高；本發(fā)明方法通過對全復合有機水溶肥的生產(chǎn)工藝和條件進行優(yōu)化，使工藝步驟更簡單，過程更容易控制，制備得到的產(chǎn)品質(zhì)量更穩(wěn)定；本發(fā)明全復合有機水溶肥及其制備方法，有利于水溶肥的工業(yè)化和商業(yè)化生產(chǎn)，也有利于水溶肥的廣泛推廣應(yīng)用。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種全復合有機水溶肥，包括以下重量份原材料化學復合反應(yīng)而成的：150-160份磷酸，20-30份氨氣，15-25份磷酸二氫鉀，10-15份硫酸鉀，50-70份硝酸鉀，15-30份硫酸銨，15-20份尿素，50-60份有機原料，0.5-1.5份調(diào)理劑TP-Y。一種全復合有機水溶肥，是由多種常規(guī)無機鹽肥料在調(diào)理劑TP-Y的作用下與有機原料中的活性基團和含氧官能團進行化學復合反應(yīng)而成的大分子復合水溶肥料，氮、磷、鉀總含量≥42%，有機質(zhì)≥3%，具有養(yǎng)分均勻，成本低廉，水溶性好、肥效高、肥料利用率高的優(yōu)點。上述一種全復合有機水溶肥，其中所述的磷酸優(yōu)選濕法磷酸，濕法磷酸來源廣泛，成本低廉，能節(jié)約原材料成本；用量為150-160份，用量過多，會造成復合水溶肥顯較強酸性，不利于植物對養(yǎng)分的吸收；用量過少，會造成復合水溶肥中磷含量過低，復合水溶肥中氮磷鉀含量配比失衡，不利于植物生長。上述一種全復合有機水溶肥，其中所述的氨氣的作用是中和磷酸，提供氮元素，用量為20-30份，用量過多，會造成復合水溶肥顯較強堿性，不利于植物對養(yǎng)分的吸收；用量過少，會造成復合水溶肥中氮含量過低，復合水溶肥中氮磷鉀含量配比失衡，不利于植物生長。上述一種全復合有機水溶肥，其中所述的尿素是化學復合反應(yīng)原料，用量為15-20份，用量過多，成本增加；用量過少，復合水溶肥中氮含量低，總養(yǎng)分含量降低。上述一種全復合有機水溶肥，其中所述的有機原料是化學復合反應(yīng)原料，提供活性基團和含氧官能團，在一定條件下與其它原材料進行復合反應(yīng)；所述的有機原料包括農(nóng)業(yè)廢棄物、畜禽糞便、工業(yè)廢棄物、生活垃圾；如秸稈、豆粕、棉粕、菇渣、沼渣、木質(zhì)素渣、雞糞、牛羊馬糞、兔糞、酒糟、醋糟、木薯渣、糖渣、糠醛渣、餐廚垃圾等。上述一種全復合有機水溶肥，其中所述的調(diào)理劑TP-Y的作用是催化作用，能活化各原料中基團活性，激發(fā)和促進化學復合反應(yīng)的進行；所述的調(diào)理劑TP-Y為質(zhì)量百分數(shù)為5-10%的羥烷基酰胺類物質(zhì)的水溶液；用量為0.5-1.5份，用量過多，化學復合反應(yīng)過快，反應(yīng)過于激烈，不利于反應(yīng)程度的控制，且生成的復合水溶肥水溶速度慢，不利于水溶肥的施用；用量過少，化學復合反應(yīng)速度慢，反應(yīng)不徹底，水溶肥肥效低，肥料利用率低。優(yōu)選的，上述一種全復合有機水溶肥，包括以下重量份原材料化學復合反應(yīng)而成的：154份磷酸，24份氨氣，20份磷酸二氫鉀，13份硫酸鉀，60份硝酸鉀，20份硫酸銨，18份尿素，54份有機原料，1.0份調(diào)理劑TP-Y。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，進一步的額，本發(fā)明提供了一種全復合有機水溶肥的制備方法，包括以下步驟：1、母液制備：將磷酸與氨氣反應(yīng)，除雜后得到母液；2、復合反應(yīng)：將步驟1得到的母液與磷酸二氫鉀，硫酸鉀，硝酸鉀，硫酸銨，尿素，有機原料，調(diào)理劑TP-Y進行化學復合反應(yīng)，形成共融體復合料漿；3、干燥：將步驟2得到的共融體復合料漿進行噴霧干燥，得到全復合有機水溶肥。一種全復合有機水溶肥的制備方法，利用調(diào)理劑TP-Y的催化作用，使磷酸、磷酸二氫鉀、硫酸鉀、硝酸鉀、硫酸銨、硫酸銨、尿素能與有機原料中的活性基團和含氧官能團直接進行化學復合反應(yīng)從而生成全復合有機水溶肥，并對生產(chǎn)工藝和條件進行優(yōu)化，促進化學復合反應(yīng)的進行，且工藝步驟簡單，過程易控制，制備得到的全復合有機水溶肥產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、顆粒大小均勻。上述一種全復合有機水溶肥的制備方法，其中步驟2中復合反應(yīng)的條件為105-115℃的溫度、0.6-0.8MPa的壓力，在該溫度和壓力條件下，才能使各原材料在調(diào)理劑TP-Y的催化作用下快速進行化學復合，從而生成大分子的全復合有機水溶肥；優(yōu)選的，步驟2中復合反應(yīng)的條件為110℃的溫度、0.7MPa的壓力。上述一種全復合有機水溶肥的制備方法，其中步驟2中復合反應(yīng)的終點為共融體復合料漿密度為1.55-1.65g/l；密度過小，復合反應(yīng)不充分；密度過大，復合反應(yīng)過渡，全復合有機水溶肥分子量過大，不利于水解和植物吸收；優(yōu)選的，共融體復合料漿密度為1.60g/l。上述一種全復合有機水溶肥的制備方法，其中步驟2選擇在噴射反應(yīng)器中進行復合反應(yīng)，噴射反應(yīng)器能精確控制和調(diào)節(jié)高溫、高壓的反應(yīng)條件，進行充分的化學復合反應(yīng)，反應(yīng)過程容易控制，反應(yīng)產(chǎn)物質(zhì)量穩(wěn)定，反應(yīng)速度快，反應(yīng)連續(xù)性高。上述一種全復合有機水溶肥的制備方法，其中步驟3中噴霧干燥時溫度為480-530℃；干燥溫度對復合水溶肥的顆粒大小和水溶性具有一定影響，在此溫度條件下進行干燥，得到的復合水溶肥顆粒均勻，大小合適，水溶速度快；優(yōu)選的，步驟3中噴霧干燥時溫度為510℃上述一種全復合有機水溶肥的制備方法，其中步驟3中，全復合有機水溶肥的顆粒直徑為1-5mm，顆粒直徑太大，水溶速度慢，不利于肥料的使用，顆粒直徑太小，噴霧干燥時溫度高、壓力大，對設(shè)備的要求高，能源消耗大，生產(chǎn)成本增加。上述一種全復合有機水溶肥的制備方法，其中步驟3選擇氣流式噴霧干燥器進行噴霧干燥，氣流式噴霧干燥器噴霧干燥速度快，能耗低，顆粒直徑可調(diào)且均勻性好。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：1、本發(fā)明全復合有機水溶肥是由多種常規(guī)無機鹽肥料與有機原料化學復合而成的大分子復合水溶肥料，氮、磷、鉀總含量≥42%，有機質(zhì)≥3%具有養(yǎng)分均勻，成本低廉，水溶性好、肥效高、肥料利用率高的優(yōu)點。2、本發(fā)明制備方法利用調(diào)理劑TP-Y的催化作用，使磷酸、磷酸二氫鉀、硫酸鉀、硝酸鉀、硫酸銨、硫酸銨、尿素能與有機原料中的活性基團和含氧官能團直接進行化學復合反應(yīng)從而生成全復合有機水溶肥，工藝步驟簡單，過程易控制，制備得到的全復合有機水溶肥產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、顆粒大小均勻。具體實施方式下面結(jié)合試驗例及具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本
發(fā)明內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。實施例1一種全復合有機水溶肥，其原材料重量份為：154份磷酸，24份氨氣，20份磷酸二氫鉀，13份硫酸鉀，60份硝酸鉀，20份硫酸銨，18份尿素，54份有機原料，1.0份調(diào)理劑TP-Y。上述一種全復合有機水溶肥，由以下制備方法化學復合反應(yīng)而成，具體步驟為：1、母液制備：將磷酸與氨氣進行中和反應(yīng)，除去溶液中雜質(zhì)后得到母液；2、復合反應(yīng)：將步驟1得到的母液與磷酸二氫鉀，硫酸鉀，硝酸鉀，硫酸銨，尿素，有機原料，調(diào)理劑TP-Y在高密度物料復合噴射反應(yīng)器中，在110℃的溫度、0.7MPa的壓力條件下，進行充分的復合反應(yīng)，得到密度為1.60g/l的共融體復合料漿；3、干燥：將步驟1得到的共融體復合料漿用逆式氣流懸浮噴霧干燥器在510℃的溫度條件下進行噴霧干燥，并控制顆粒直徑為3mm，從而制備得到全復合有機水溶肥。將上述制備得到的有機水溶肥進行性能檢測，并進行施用實驗，對實驗結(jié)果進行記錄。實施例2一種全復合有機水溶肥，其原材料重量份為：150份磷酸，20份氨氣，25份磷酸二氫鉀，10份硫酸鉀，70份硝酸鉀，30份硫酸銨，20份尿素，50份有機原料，0.5份調(diào)理劑TP-Y。上述一種全復合有機水溶肥，由以下制備方法化學復合反應(yīng)而成，具體步驟為：1、母液制備：將磷酸與氨氣進行中和反應(yīng)，除去溶液中雜質(zhì)后得到母液；2、復合反應(yīng)：將步驟1得到的母液與磷酸二氫鉀，硫酸鉀，硝酸鉀，硫酸銨，尿素，有機原料，調(diào)理劑TP-Y在高密度物料復合噴射反應(yīng)器中，在105℃的溫度、0.8MPa的壓力條件下，進行充分的復合反應(yīng)，得到密度為1.55g/l的共融體復合料漿；3、干燥：將步驟1得到的共融體復合料漿用逆式氣流懸浮噴霧干燥器在480℃的溫度條件下進行噴霧干燥，并控制顆粒直徑為1mm，從而制備得到全復合有機水溶肥。將上述制備得到的有機水溶肥進行性能檢測，并進行施用實驗，對實驗結(jié)果進行記錄。實施例3一種全復合有機水溶肥，其原材料重量份為：160份磷酸，30份氨氣，15份磷酸二氫鉀，15份硫酸鉀，50份硝酸鉀，15份硫酸銨，15份尿素，60份有機原料，1.5份調(diào)理劑TP-Y。上述一種全復合有機水溶肥，由以下制備方法化學復合反應(yīng)而成，具體步驟為：1、母液制備：將磷酸與氨氣進行中和反應(yīng)，除去溶液中雜質(zhì)后得到母液；2、復合反應(yīng)：將步驟1得到的母液與磷酸二氫鉀，硫酸鉀，硝酸鉀，硫酸銨，尿素，有機原料，調(diào)理劑TP-Y在高密度物料復合噴射反應(yīng)器中，在115℃的溫度、0.6MPa的壓力條件下，進行充分的復合反應(yīng)，得到密度為1.65g/l的共融體復合料漿；3、干燥：將步驟1得到的共融體復合料漿用逆式氣流懸浮噴霧干燥器在530℃的溫度條件下進行噴霧干燥，并控制顆粒直徑為5mm，從而制備得到全復合有機水溶肥。將上述制備得到的有機水溶肥進行性能檢測，并進行施用實驗，對實驗結(jié)果進行記錄。實施例4一種全復合有機水溶肥，其原材料重量份為：150份磷酸，30份氨氣，15份磷酸二氫鉀，10份硫酸鉀，70份硝酸鉀，15份硫酸銨，20份尿素，50份有機原料，1.2份調(diào)理劑TP-Y。上述一種全復合有機水溶肥，由以下制備方法化學復合反應(yīng)而成，具體步驟為：1、母液制備：將磷酸與氨氣進行中和反應(yīng)，除去溶液中雜質(zhì)后得到母液；2、復合反應(yīng)：將步驟1得到的母液與磷酸二氫鉀，硫酸鉀，硝酸鉀，硫酸銨，尿素，有機原料，調(diào)理劑TP-Y在105℃的溫度、0.7MPa的壓力條件下，進行充分的復合反應(yīng)，得到密度為1.60g/l的共融體復合料漿；3、干燥：將步驟1得到的共融體復合料漿在500℃的溫度條件下進行噴霧干燥，并控制顆粒直徑為2mm，從而制備得到全復合有機水溶肥。將上述制備得到的有機水溶肥進行性能檢測，并進行施用實驗，對實驗結(jié)果進行記錄。對比例1一種水溶肥，其原材料重量份為：154份磷酸，24份氨氣，20份磷酸二氫鉀，13份硫酸鉀，60份硝酸鉀，20份硫酸銨，18份尿素，54份有機原料。上述一種水溶肥，通過以下制備方法進行制備，具體步驟為：1、母液制備：將磷酸與氨氣進行中和反應(yīng)，除去溶液中雜質(zhì)后得到母液；2、復合反應(yīng)：將步驟1得到的母液與磷酸二氫鉀，硫酸鉀，硝酸鉀，硫酸銨，尿素，有機原料在高密度物料復合噴射反應(yīng)器中，在110℃的溫度、0.7MPa的壓力條件下，進行充分的反應(yīng)，形成共融體料漿；3、干燥：將步驟1得到的共融體料漿用逆式氣流懸浮噴霧干燥器在510℃的溫度條件下進行噴霧干燥，并控制顆粒直徑為3mm，從而制備得到水溶肥。將上述制備得到的水溶肥進行性能檢測，并進行施用實驗，對實驗結(jié)果進行記錄。對比例2一種水溶肥，其原材料重量份為：154份磷酸，24份氨氣，20份磷酸二氫鉀，13份硫酸鉀，60份硝酸鉀，20份硫酸銨，18份尿素，1.0份調(diào)理劑TP-Y。上述一種水溶肥，由以下制備方法化學復合反應(yīng)而成，具體步驟為：1、母液制備：將磷酸與氨氣進行中和反應(yīng)，除去溶液中雜質(zhì)后得到母液；2、復合反應(yīng)：將步驟1得到的母液與磷酸二氫鉀，硫酸鉀，硝酸鉀，硫酸銨，尿素，調(diào)理劑TP-Y在高密度物料復合噴射反應(yīng)器中，在110℃的溫度、0.7MPa的壓力條件下，進行充分的復合反應(yīng)，形成共融體料漿；3、干燥：將步驟1得到的共融體料漿用逆式氣流懸浮噴霧干燥器在510℃的溫度條件下進行噴霧干燥，并控制顆粒直徑為3mm，從而制備得到水溶肥。將上述制備得到的水溶肥進行性能檢測，并進行施用實驗，對實驗結(jié)果進行記錄。對比例3一種水溶肥，其原材料重量份為：154份磷酸，24份氨氣，20份磷酸二氫鉀，13份硫酸鉀，60份硝酸鉀，20份硫酸銨，18份尿素，54份有機原料，1.0份調(diào)理劑TP-Y。上述一種水溶肥，通過以下制備方法進行制備而成，具體步驟為：1、母液制備：將磷酸與氨氣進行中和反應(yīng)，除去溶液中雜質(zhì)后得到母液；2、復合反應(yīng)：將步驟1得到的母液與磷酸二氫鉀，硫酸鉀，硝酸鉀，硫酸銨，尿素，有機原料，調(diào)理劑TP-Y在高密度物料復合噴射反應(yīng)器中，在110℃的溫度、0.7MPa的壓力條件下，進行充分的反應(yīng)，得到密度為1.80g/l的共融體復合料漿；3、干燥：將步驟1得到的共融體復合料漿用逆式氣流懸浮噴霧干燥器在510℃的溫度條件下進行噴霧干燥，并控制顆粒直徑為3mm，從而制備得到復合水溶肥。將上述制備得到的水溶肥進行性能檢測，并進行施用實驗，對實驗結(jié)果進行記錄。將上述實施例1-4和對比例1-3所制備得到的水溶肥進行性能檢測，檢測結(jié)果如下：編號產(chǎn)品性狀氮磷鉀總含量（%）5%水溶液完全溶解最小時間（s）實施例1均勻顆?！?278實施例2均勻顆粒≥4282實施例3均勻顆?！?280實施例4均勻顆?！?283對比例1大小不一顆粒≥42124對比例2大小不一顆粒≤4097對比例3均勻顆?！?2216將上述實施例1-4和對比例1-3所制備得到的水溶肥用于種植葡萄、黃瓜、水稻、生菜實驗，在施用方法和用量完全一樣的情況下，對產(chǎn)量進行統(tǒng)計，結(jié)果如下：編號葡萄（kg/畝）黃瓜（kg/畝）水稻（kg/畝）生菜（kg/畝）實施例14230193007704560實施例24160187007654460實施例34120186007604430實施例44150191307504330對比例13480167406303850對比例23150148005103410對比例33590166006503920根據(jù)上述實施例1-4和對比例1-3所制備得到的水溶肥的實驗數(shù)據(jù)可知，實施例1-4采用本發(fā)明制備得到的全復合有機水溶肥，具有溶解速度快、肥效高，肥料利用率高的優(yōu)點，尤其是實施例1為最優(yōu)方案；而對比例1由于沒有使用調(diào)理劑TP-Y，反應(yīng)后不能得到全復合有機水溶肥，得到的肥料為多種原料的物理混合物，因而，噴霧干燥時同種物質(zhì)集聚，造成顆粒大小不一，雖然溶解速度較快，但在使用過程中，肥料利用率低，養(yǎng)分易流失，造成農(nóng)作物產(chǎn)量明顯降低；對比例2中由于沒有使用有機原料，無法進行復合反應(yīng)，得到的肥料為多種原料的物理混合物，且由于沒有加入有機原料，肥料中氮磷鉀總量降低，因而，噴霧干燥時同種物質(zhì)集聚，造成顆粒大小不一，在使用過程中，肥料利用率低，養(yǎng)分易流失，肥效差，造成農(nóng)作物產(chǎn)量大大降低；對比例3中由于復合反應(yīng)終點共融體復合料漿密度不在本發(fā)明方法的保護范圍內(nèi)，造成復合反應(yīng)過渡，復合肥分子量過大，溶解性降低，且不利于農(nóng)作物的吸收，造成肥料利用率降低，肥效減弱，因而，農(nóng)作物的產(chǎn)量也明顯降低。當前第1頁1 2 3