專利名稱：可控緩釋肥料包膜技術(shù)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到肥料包膜，利用包膜材料經(jīng)過對(duì)各類肥料進(jìn)行包膜工藝，達(dá)到可控制釋放植物生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)元素的目的。使包膜肥料隨溫度、濕度增加微生物活性增強(qiáng)，殼膜的分解速度加快從而肥料釋放速度加快，滿足植物大量生長(zhǎng)對(duì)肥料營(yíng)養(yǎng)需要與植物生長(zhǎng)同步配合提高肥料利用率，使作物增產(chǎn)、降低生產(chǎn)成本。
當(dāng)前市場(chǎng)上的農(nóng)業(yè)肥料，多以無機(jī)肥料為主，尿素、復(fù)合肥，這類肥料由于肥料自身性質(zhì)的決定施入土壤后，早期釋放性強(qiáng)、易揮發(fā)損失、利用率降低、造成資源浪費(fèi)和污染大氣及土壤環(huán)境。因此，實(shí)現(xiàn)對(duì)肥料釋放控制顯得尤為重要。是有效提高利用率，減少污染的有效途徑。
本發(fā)明的主要目的是選用適用的包膜材料，對(duì)肥料進(jìn)行包膜工藝處理，提高肥料利用率，減輕因大量施用化肥造成土壤結(jié)構(gòu)環(huán)境破壞及污染。同時(shí)減少施肥次數(shù)做到一次代替多次施肥的目的，減輕農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，使農(nóng)業(yè)施肥達(dá)到細(xì)致化、科學(xué)化、良性化。
本發(fā)明的方案及內(nèi)容根據(jù)植物品種，土壤結(jié)構(gòu)，肥力情況和栽培目的，將科學(xué)配比復(fù)合好的肥料或單質(zhì)肥料(如尿素)顆粒經(jīng)過包膜工藝處理，生產(chǎn)加工而成可控制釋放的肥料品種。
本發(fā)明的可控制釋放包膜材料是利用礦質(zhì)材料、有機(jī)材料、基礎(chǔ)油、動(dòng)植物混合油、骨油，粘結(jié)劑作為包膜材料。
有機(jī)材料1、蝦蟹介殼粉2、生骨粉3、蒸制骨粉礦質(zhì)材料1、化石粉2、粉煤灰3、油母頁(yè)巖蝦蟹介殼粉以有機(jī)物為主，含一定量的鈣和碳酸鈣和礦物質(zhì)成分，普通存在其中還有大量天然多糖聚合物如甲殼素、殼聚糖是可作生物降解塑料的基礎(chǔ)原料。海洋動(dòng)物介殼粉碎后可撒入農(nóng)田作基肥，由于碳酸鈣含量很高，特別適宜我國(guó)南方沿海地區(qū)酸性土壤改良。例如在酸冷性稻田中施用，即能降低土壤酸性和鋁離子對(duì)作物的毒害作用。同時(shí)還可以補(bǔ)充作物部分營(yíng)養(yǎng)成分。
我國(guó)海洋動(dòng)物介殼資源豐富，一是海洋介殼動(dòng)物加工剩余的廢棄物；二是濱海地區(qū)地下淺層埋藏的海洋動(dòng)物遺留介殼，如山東省萊州羊角溝濱海發(fā)現(xiàn)7.5Km2，厚達(dá)5m的介殼埋藏。加工過程污染小、成本低，可被生物完全降解。
生骨粉將骨頭曬干或烘干粉碎制成，含脂肪及骨膠，肥效遲緩，含磷9.95％氮3.7％。
蒸制骨粉將骨頭置于2-4大氣壓下經(jīng)2-4小時(shí)蒸制而成，能除去大部分脂肪和骨素，肥效較慢，含磷22％、氮3.5％。
上述兩種骨粉，都難以分解，可與生理酸性或酸性肥料混合制成復(fù)合肥，在酸性、中性土壤上應(yīng)用均能獲得較好的效果。資源豐富、成本低、可被生物完全降解并可補(bǔ)磷和有機(jī)質(zhì)，提高肥料品質(zhì)。
用生骨粉作包膜材料，因含脂肪及骨膠和保持骨頭原有的不易分解性狀，能使包裹的肥料達(dá)到長(zhǎng)時(shí)間控制釋放的效果。
用蒸制骨粉作包膜材料，因經(jīng)過蒸制而去掉了大部分脂肪和骨素，原有的性狀質(zhì)地得到破壞、通氣性增強(qiáng)、分解速度加快、可利用包裹肥料材料達(dá)到較短的控制釋放的效果，作為當(dāng)季作物施用。
油母頁(yè)巖在我國(guó)分布很廣，是古生代由洪水沉積而成，過去用來提煉石油，油母頁(yè)巖含有大量蠟質(zhì)，并是一種天然的復(fù)合肥料。含有機(jī)質(zhì)20％左右。全氮和全磷在0.6％以上，還有各種微量元素及稀有元素，如硼(B)、鈷(Co)、鉬(Mo)鋅(Zn)、鈾(U)鐳(R2)等。
用油母頁(yè)巖巖粉作為肥料的包膜材料，包裹后經(jīng)適易高溫?zé)疲顾炠|(zhì)釋放出來在包裹表面形成臘質(zhì)層達(dá)到與水分離的慢釋放效果，并提高本身肥效。
一級(jí)等級(jí)白色結(jié)晶體，含氮量＞2％；二級(jí)等級(jí)黑褐色油母頁(yè)巖，含氮量0.5-2.0％；三級(jí)等級(jí)灰綠色油母頁(yè)巖，含氮量0.3-1.0％。
粉煤灰是一種人工火山灰質(zhì)混合材料，是結(jié)晶體、玻璃體及少量未燃碳組成的一種復(fù)合結(jié)構(gòu)的混合體。其中結(jié)晶體包括石英、莫來石、磁鐵礦等。玻璃體包括光滑的球體形玻璃體粒子，形狀不規(guī)則孔隙少的小顆粒、疏松多孔且形狀不規(guī)則的玻璃球等，未燃碳多呈疏松多孔形式。
粉煤灰物理活性，能促進(jìn)制品膠凝活性和改善制品性能(如，強(qiáng)度、抗?jié)B性、耐磨性能)這是粉煤灰能夠直接被充分利用的最有實(shí)用價(jià)值的活性。
粉煤灰富含硅、鈣、鐵、鎂還含有一定量的氮、磷、鉀及相當(dāng)數(shù)量的微量元素(如硼、硫、鋅、銅等)。因此，粉煤灰是很好的硅、鈣肥及其他微量元素資源，可增加土壤中的養(yǎng)分元素，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，據(jù)分析粉煤灰平均含氮0.06％、含磷0.3％、含鉀0.7％、含硅近60％。此外由于粉煤灰多孔表面積大，吸附性能好，它可吸附某此養(yǎng)分離子和氣體。調(diào)節(jié)養(yǎng)分釋放速度，減少肥料揮發(fā)損失，提高肥料的利用率，是肥料包膜的良好材料。同時(shí)資源豐富，我國(guó)產(chǎn)量達(dá)到11000萬噸。利用率已達(dá)26％。粉煤灰中添加磷酸氫二銨，與活化粉煤灰中的氧化鎂、氧化鈣等發(fā)生反應(yīng)生成具有易溶性鹽類，它們包裹在肥料表面，形成一層保護(hù)層從而延緩了肥料的分解和吸潮及釋放速度，從而形成控釋性肥料品種。
化石粉，一種天然礦石，通過燒制粉碎而成，也可不經(jīng)燒制粉碎，用途廣泛，是一種很好填充物料較常見。
利用上述原料發(fā)明的控制釋放的包膜品種
第一種，利用化石粉，基礎(chǔ)油作包裹材料，經(jīng)包膜工藝處理使所包膜的無機(jī)肥料和有機(jī)無機(jī)肥料達(dá)到控制釋放的目的。
配方實(shí)例1000千克肥料，配用化石粉100千克?；A(chǔ)油6千克或動(dòng)植物油。
第二種，利用粉煤灰。粘結(jié)劑，油作包裹材料制成控制釋放肥料。
配方實(shí)例3 1000千克肥料，配用粉煤灰120千克，粘結(jié)劑占肥料總量的0.5-0.6％。骨油5千克。
4 1000千克肥料，配用粉煤灰100-120千克、基礎(chǔ)油6千克或動(dòng)植物油5千克。
第三種，利用油母頁(yè)巖、粘結(jié)劑作包裹材料制成控釋肥料。
配方實(shí)例2 1000千克肥料，配用油母頁(yè)巖150千克、粘結(jié)劑占物料總量0.5％。
3 1000千克肥料配用油母頁(yè)巖150千克、基礎(chǔ)油3-4千克(作粘結(jié)劑)。
第四種，利用海洋動(dòng)物介殼，粘結(jié)劑、油作包裹材料制成控釋肥料。
配方實(shí)例2 1000千克肥料，配用介殼粉100千克、粘結(jié)劑占物料總量0.5％、骨油5千克。
3 1000千克肥料，配用介殼粉100千克、基礎(chǔ)油6千克或動(dòng)植物油5千克。
第五種，利用生骨粉、蒸制骨粉、粘結(jié)劑、骨油作包裹材料制成控釋肥料。
配方實(shí)例2 1000千克肥料，配用生骨粉150千克、粘結(jié)劑占物料總量0.5％、骨油5千克。
3 1000千無肥料，配用生骨粉150千克、基礎(chǔ)油6千克或動(dòng)植物油5千克。
4 1000千克肥料，配用蒸制骨粉150千克、粘結(jié)劑占物料總量0.5％、骨油6千克。
5 1000千克肥料，配用蒸制骨粉150千克、基礎(chǔ)油6千克或動(dòng)植物油6千克。
6 1000千克肥料，配用生骨粉100千克，蒸制骨粉50千克、粘結(jié)劑占物料總量0.5％、骨油5千克。
7 1000千克肥料，配用生骨粉100千克、蒸制骨粉50千克、基礎(chǔ)油6千克或動(dòng)植物油6千克。
以上述配方中的粘結(jié)劑分三種3聚醋酸乙烯乳俗稱白膠，系醋酸乙烯均聚物的水性分散體粘合力的白色乳膠粘合劑，常溫度下、粘結(jié)力強(qiáng)、成膜性好、無毒、無刺激性氣味、安全可靠、可在上述配方中通用主要用在礦質(zhì)材料包膜。
4有機(jī)物料粘合劑，是新型高分子樹脂、有較好耐熱性、耐水性白色或微黃色粉末可直接投入配料中，攪勻后采用。
5復(fù)合肥料造粒專用粘結(jié)劑，幾種高分子樹脂材料混合制成，成本低、產(chǎn)品易干燥、強(qiáng)度高、不結(jié)塊。
上述配方中的油類10骨油，是從骨頭中提煉出來的油脂，用途廣泛無毒、無污染材料。骨油溶點(diǎn)溫度高，常溫下易形成固體，包裹在肥料外表，易形成油脂膜，阻止水分快速進(jìn)入肥料顆體內(nèi)加速轉(zhuǎn)化，同時(shí)對(duì)粘結(jié)劑性質(zhì)不破壞，提高包裹材料強(qiáng)度。
11基礎(chǔ)油，是石油分類中的油類，制作機(jī)油的原材料，粘度高，既可作為包膜材料粘結(jié)劑，又可在包膜外形成油膜，使水分與肥料分離，阻止水分快速進(jìn)入肥料顆體內(nèi)。
12動(dòng)植物油，是含有動(dòng)物脂肪和植物油，有一定粘度性質(zhì)基本同基礎(chǔ)油，不同的是它對(duì)土壤沒有污染。
本發(fā)明包膜控釋肥料的制備方法采用包裹設(shè)備，圓盤包裹機(jī)或包衣機(jī)，用手動(dòng)噴霧器噴灑粘結(jié)劑或用粘結(jié)劑自動(dòng)使用系統(tǒng)或流化床自動(dòng)噴涂系統(tǒng)。根據(jù)生產(chǎn)量大小選擇施用，將需要包裹的肥料放進(jìn)包裹包衣機(jī)中，噴灑粘結(jié)劑，添加包裹材料。包裹厚度達(dá)到要求時(shí)，外面包骨油冷卻，即為成品。
用基礎(chǔ)油，動(dòng)植物油作粘結(jié)劑或油包衣的方法同上。
粘結(jié)劑是粉劑時(shí)將粉劑摻入包裹材料中，攪拌均勻，包裹時(shí)先向包裹肥料中噴灑少量的水以利包裹，包裹后再用油包衣，即為成品。
用油母頁(yè)巖作包裹材料應(yīng)用時(shí)，將肥料包裹后，要進(jìn)高溫干燥機(jī)中，加溫處理，通過高溫使頁(yè)巖所含的石臘滲出包衣在表面，出機(jī)后快速冷卻，臘層就很好的形成臘衣。
包裹材料礦質(zhì)材料中，可添加一定比例的水溶肥料和有機(jī)質(zhì)肥料，作為開孔劑，也可以不用，根據(jù)要求釋放時(shí)間決定。
有機(jī)材料中，可添加一定比例的水溶性肥料和能快速分解的有機(jī)質(zhì)肥料，作為開孔劑，也可以不用，根據(jù)要求釋放時(shí)間決定。
通過肥料包裹層的厚度和包裹控釋材料中添加開孔劑的比例及油包衣或臘衣控制肥料養(yǎng)分的釋放速度。
包裹材料要進(jìn)行粉碎，制成細(xì)粉，一般在0.14-0.15mm這樣包裹出的肥料表面光滑肥料顆粒包裹完整。包裹厚度可占包裹量的5-20％。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)和效果由于本發(fā)明采用天然礦質(zhì)，有機(jī)物質(zhì)和油類，包衣制成的控制釋放肥料，工藝簡(jiǎn)單、材料均為綠色、無污染品質(zhì)。肥料利用率得到提高，使用方便，適用性廣，南北適易，特別是用于林業(yè)、園藝草坪、花木、設(shè)施農(nóng)業(yè)和地膜覆蓋種植業(yè)、水生作物。肥效利用率達(dá)75％，包膜肥料能使水稻增產(chǎn)，增產(chǎn)率在15-20％，并且能提高抗病能力，改善作物品質(zhì)，協(xié)調(diào)穩(wěn)定土壤的作用。
權(quán)利要求
1.可控緩釋包膜技術(shù)與方法所述礦質(zhì)材料化石粉、粉煤灰、油母頁(yè)巖；
2.可控緩釋包膜技術(shù)與方法所述有機(jī)質(zhì)材料蝦蟹介殼粉、生骨粉、蒸制骨粉；
3.可控緩釋包膜技術(shù)與方法所述油類基礎(chǔ)油、骨油、動(dòng)植物油；
4.可控緩釋包膜技術(shù)與方法所述粘結(jié)劑抗水、抗油粘結(jié)劑、白膠、復(fù)合肥專用粘結(jié)劑、有機(jī)物料粘結(jié)劑
5.可控緩釋包膜技術(shù)與方法所述配方(見表)
6.上述配方通過調(diào)節(jié)包膜厚度或包膜重量，利用上述材料可以配制出多種釋放時(shí)間不同的控釋配方品種。
全文摘要
本發(fā)明可控緩釋包膜技術(shù)和方法，主要特點(diǎn)是優(yōu)質(zhì)礦質(zhì)和有機(jī)質(zhì)材料及油脂包裹、包衣的方法，利用本發(fā)明工藝處理加工出的肥料達(dá)到控制釋放的目的，可改善土壤環(huán)境，降低污染、提高肥料利用率、提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，一次施肥替代多次施肥方法。生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、原料豐富、價(jià)廉適合工廠化商品生產(chǎn)，(特別適合復(fù)合肥企業(yè)利用)。質(zhì)量穩(wěn)定，適合林業(yè)、農(nóng)業(yè)、園藝草坪、花卉苗木、設(shè)施農(nóng)業(yè)和地膜覆蓋種植業(yè)、水田作物、果樹、栽培需要。
文檔編號(hào)C05G5/00GK1524832SQ0310654
公開日2004年9月1日 申請(qǐng)日期2003年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月2日
發(fā)明者吳永常 申請(qǐng)人:吳永常