專利名稱：一種熔體造粒腐植酸功能性專用肥及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)合肥生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熔體造粒腐植酸功能性專用肥及其生產(chǎn)方法。
技術(shù)背景化肥是農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)保障，是糧食增產(chǎn)的基礎(chǔ)。然而由于化肥肥效期短、利用率低，氮肥通過揮發(fā)、淋溶和徑流等途徑損失數(shù)量巨大。化肥的大量損失已經(jīng)引起一系列環(huán)境問題，地表水富營養(yǎng)化，湖泊嚴(yán)重污染，土壤生態(tài)環(huán)境惡化，地力下降，出現(xiàn)了各種各樣的作物缺素癥和生理性病害，直接影響到作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。目前，國內(nèi)外肥料發(fā)展的總趨勢是多元高效化、復(fù)合專用化、長效多功能化和綠色環(huán)保化。在這些新型肥料中，如何提高化肥利用率、增強(qiáng)土壤活性的途徑很多。然而，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中倡導(dǎo)綠色農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)，因此如何在提高化肥利用率、增強(qiáng)土壤活性的同時，兼顧肥料的無毒、無害、無任何污染、促進(jìn)作物生長、增加肥效等功能顯得尤為重要。
通過檢索發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)關(guān)于提高肥效、增強(qiáng)土壤活性且環(huán)保的肥料很少有報道。 發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過對傳統(tǒng)肥料的組成及生產(chǎn)工藝進(jìn)行研究，同時在傳統(tǒng)復(fù)合肥生產(chǎn)設(shè)備上進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，本發(fā)明的目的在于提供一種熔體造粒腐植酸功能性專用肥及其生產(chǎn)方法。該功能性專用肥具有肥效高、增強(qiáng)土壤活性且環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，順應(yīng)了綠色環(huán)保肥料的發(fā)展趨勢。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，發(fā)明人通過大量試驗(yàn)研究，最終獲得了如下技術(shù)方案原料組分重量份如下尿素400-550份，磷酸一銨200-400份，氯化鉀50-150份，腐植酸60-140份，添加劑0-30份；上述原料為均為市售產(chǎn)品，其中尿素為小顆粒尿素，其中氮含量為46. 2%，粒徑為0. 85mm-2. 80mm ； 磷酸一銨呈普通粉狀，其中氮含量為11%，五氧化二磷的含量為44% ； 氯化鉀呈白色粉末狀，其中氧化鉀的含量為62% ；腐植酸分子量為2000-5000，外觀呈褐黑色粉末狀，以干基計(jì)腐植酸含量> 60%，氮含量為 6% ；添加劑為滑石粉、磷膏、鈣粉中的一種，或兩種以上的混合物；以上原料中涉及的含量均為質(zhì)量百分比；上述原料除小顆粒尿素外，其它原料粒徑均小于1mm。
本發(fā)明熔體造粒腐植酸功能性專用肥，優(yōu)選地原料組分重量份如下尿素450-500份，磷酸一銨 250-350份， 氯化鉀70-130份，腐植酸80-120份，添加劑10-20份。
本發(fā)明熔體造粒腐植酸功能性專用肥，最優(yōu)選地原料組分重量份如下 尿素 494份，磷酸一銨261份， 氯化鉀 1 份， 腐植酸 100份， 添加劑 19份。
本發(fā)明熔體造粒腐植酸功能性專用肥的生產(chǎn)方法，包括如下工藝步驟(1)將尿素經(jīng)過高溫熔融至130-145°c，進(jìn)入緩沖槽內(nèi)，再經(jīng)輸送泵加壓，經(jīng)計(jì)量后送至塔頂混合槽內(nèi)；(2)將磷酸一銨、氯化鉀、腐植酸、添加劑分別計(jì)量后，按照一定的配比送入攪拌器中充分混合，混合原料經(jīng)破碎、篩分后送入混料加熱器中，加熱至80-105°C，由斗式提升機(jī)提升到塔頂料倉；(3)將塔頂料倉中加熱后的混料經(jīng)螺旋計(jì)量稱均勻計(jì)量后送入步驟(1)中所述塔頂混合槽中，經(jīng)高速剪切攪拌機(jī)混合制成稀糊狀物料，溫度控制在103-125 ，經(jīng)震動過濾器過濾掉顆粒雜質(zhì)后溢流至造粒噴頭，在噴頭旋轉(zhuǎn)剪切離心力作用下，將混合物均勻噴灑成小球狀的小液滴，從噴頭噴淋落下的小液滴在直徑10-18米、高100-121米的塔內(nèi)慢慢下落， 經(jīng)與塔內(nèi)的上升氣流換熱后冷卻至45-65°C，即成為復(fù)合肥小顆粒，再經(jīng)冷卻、篩分及防結(jié)塊處理后計(jì)量包裝即可。
本發(fā)明采用高塔熔體造粒工藝，其核心技術(shù)是在尿素熔融液中，按照一定比例配入預(yù)加熱的磷酸一銨、氯化鉀、腐植酸等粉末狀物料，在熔融液自身的溫度及機(jī)械攪拌作用下，迅速復(fù)合成具有一定流動性能的低溫共熔體，然后采用造粒塔噴淋造粒工藝進(jìn)行造粒，當(dāng)噴淋滴珠在造粒塔中下落的過程中與上升的空氣流進(jìn)行熱交換而迅速冷卻并固化， 便形成外觀光滑圓潤、帶有針孔狀的顆粒，即熔體造粒腐植酸功能性專用肥。具體工藝流程見附圖。
本發(fā)明含有腐植酸的功能性專用肥，是一種可改善環(huán)境條件的新型環(huán)保的綠色多功能肥料，具有營養(yǎng)均衡、抗逆性強(qiáng)、肥效期長、作物吸收率高、改良土壤、培肥地力、提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，同時肥料顆粒均勻、光滑圓潤、水分低、物性好、強(qiáng)度高、不易結(jié)塊，適合于機(jī)械化施肥。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明涉及的熔體造粒腐植酸功能性專用肥及其生產(chǎn)方法具有如下優(yōu)點(diǎn)和顯著的進(jìn)步1、本發(fā)明技術(shù)先進(jìn)，高產(chǎn)節(jié)能降耗本發(fā)明采用連續(xù)熔融尿素噴漿工藝，DCS自動系統(tǒng)自動配料，實(shí)現(xiàn)了氯化鉀、磷酸一銨、 尿素的連續(xù)投料，有效克服了國內(nèi)普遍采用尿素粉碎生產(chǎn)工藝中的不足。
本發(fā)明產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中采用尿液代替蒸汽或水，降低了物料液相，減輕了烘干負(fù)荷，提高了產(chǎn)能，更有效地發(fā)揮了裝置的規(guī)模效益。
本發(fā)明生產(chǎn)過程中不向原料內(nèi)添加水分和蒸汽及其它粘合物料來造粒，能夠防止因水分超標(biāo)而結(jié)塊，且因不引入水分，不用烘干，節(jié)能降耗。經(jīng)測算，公司年產(chǎn)20萬噸熔體造粒腐植酸功能性專用肥，每年可節(jié)約標(biāo)煤4. 5萬噸、節(jié)電1700萬千瓦時、節(jié)水1萬立方米，節(jié)能效果顯著。
2、改良土壤結(jié)構(gòu)，提高肥料利用率，降低農(nóng)業(yè)成本長期使用本發(fā)明熔體造粒腐植酸功能性專用肥作為一種有機(jī)膠體可以促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的形成，改善土壤結(jié)構(gòu)狀況，使土壤通氣，透水性能良好。另外，本發(fā)明產(chǎn)品能夠提供土壤微生物碳源，促進(jìn)土壤微生物活動，增加土壤有益微生物的數(shù)量，增強(qiáng)土壤酶活性。通過測定土壤釋放CO2量的方法證實(shí)，施用腐植酸對土壤微生物活性有明顯影響，腐植酸可使土壤中纖維素酶、磷酸酶、蛋白酶活性提高6% -42%。
本發(fā)明產(chǎn)品不僅具有高塔肥的一切優(yōu)點(diǎn)，還兼有緩控釋功效，不僅能夠抑制土壤中脲酶的活性，而且還具有活化磷和鉀的作用，具有“控氮、促磷、促鉀”的良好效果，能夠提高肥料利用率，降低生產(chǎn)成本。
3、刺激作物生長，增強(qiáng)作物抗逆性，提高作物品質(zhì)研究表明，本發(fā)明熔體造粒腐植酸功能性專用肥可促進(jìn)根部生長，提高發(fā)芽率。通過浸種或蘸根試驗(yàn)表明，本發(fā)明產(chǎn)品可使作物根長增加一倍左右，干根重增加2倍以上；種子發(fā)芽提早2-3天，出苗率提高10-20%。
干旱條件下，本發(fā)明熔體造粒腐植酸功能性專用肥能減少植物葉片氣孔導(dǎo)度，減少葉面蒸騰，從而降低耗水量，使植株體內(nèi)水分狀況得到改善，保證作物在干旱條件下正常生長發(fā)育，增強(qiáng)抗旱性。本發(fā)明產(chǎn)品中的腐植酸成分對真菌有抑制作用，易被細(xì)胞膜吸收， 改變細(xì)胞膜滲透性，促進(jìn)無機(jī)養(yǎng)分的吸收，防止腐爛病、根腐病，減少病蟲害，因此，本發(fā)明產(chǎn)品可增強(qiáng)作物抗逆性。
除此之外，本發(fā)明熔體造粒腐植酸功能性專用肥可增加糧食作物的蛋白質(zhì)含量， 可提高甜菜、甘蔗等的糖分，增加維生素C含量，研究數(shù)據(jù)表明，本發(fā)明產(chǎn)品能夠使甜菜含糖量增加1. 4%，每666. 7m2增加糖產(chǎn)量33. 9kg,明顯改善甜菜的品質(zhì)。
4、肥料營養(yǎng)成分均衡穩(wěn)定，綠色環(huán)保無污染本發(fā)明的肥料是將尿素、磷酸一銨、氯化鉀、腐植酸、添加劑等原料，融合成一個有機(jī)養(yǎng)分整體，通過各種養(yǎng)分之間的相互協(xié)同作用，形成均衡的穩(wěn)定養(yǎng)分單元，可以保證肥料的營養(yǎng)成分均衡與穩(wěn)定。


圖1為本發(fā)明熔體造粒腐植酸功能性專用肥的生產(chǎn)工藝流程圖；圖2為不同施肥處理對小麥蛋白質(zhì)含量影響的示意圖； 圖3為不同施肥處理對小麥濕面筋含量影響的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明，但不僅限如此。
實(shí)施例1 6將494份尿素，經(jīng)過高溫熔融至140°C左右，進(jìn)入緩沖槽內(nèi)，再經(jīng)輸送泵加壓，用泵送入塔頂混合器中；將261份磷酸一銨、1 份氯化鉀、100份腐植酸及19份添加劑鈣粉經(jīng)計(jì)量后，送入攪拌器中充分混合均勻，混合原料經(jīng)破碎、篩分后，送入混料加熱器加熱至90°C左右，用斗式提機(jī)送至塔頂料倉；將塔頂料倉的熱混料經(jīng)螺旋計(jì)量稱計(jì)量后送入上述混合器中，經(jīng)高速剪切攪拌機(jī)混合制成稀糊狀物料，溫度控制在110°C左右，經(jīng)震動過濾器過濾掉顆粒雜質(zhì)后溢流至造粒噴頭，在噴頭旋轉(zhuǎn)剪切離心力作用下，將混合物均勻噴灑成小球狀的小液滴，從噴頭噴淋落下的小液滴在直徑17米、高120米的塔內(nèi)慢慢下落，經(jīng)與塔內(nèi)的上升氣流換熱后冷卻至50°C 左右，即成為復(fù)合肥小顆粒，再經(jīng)冷卻、篩分及防結(jié)塊處理后計(jì)量包裝即可；得到的產(chǎn)品規(guī)格為 N-P205-K20 (25-12-8)。
實(shí)施例2 取460份尿素、341份磷酸一銨、81份氯化鉀、100份腐植酸及18份填料為原料，生產(chǎn)工藝同實(shí)施例1 ；得到的產(chǎn)品規(guī)格為N-P205-K2CK25-15-5)。
為檢驗(yàn)熔體造粒腐植酸功能性專用肥在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用情況，史丹利公司委托國家小麥研究中心進(jìn)行了試驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)研究比較不同肥料對小麥產(chǎn)量、養(yǎng)分利用及植株生理生態(tài)影響，并對各種肥料的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評價，為推廣應(yīng)用熔體造粒腐植酸功能性專用肥提供科學(xué)依據(jù)。
1、試驗(yàn)材料本試驗(yàn)在國家小麥研究中心焦作溫縣基地進(jìn)行，溫縣位于河南省西北部，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫14. 3°C，年降水量552. 4mm，無霜期210天。
供試土壤為潮土，質(zhì)地為中壤，0-20cm 土層土壤含有機(jī)質(zhì)16g/kg，全氮1. 21g/kg， 堿解氮 43. 60mg/kg，速效磷 49. lmg/kg，速效鉀 12. 5mg/kg。
小麥品種選用河南省大面積推廣的小麥品種矮抗58，施用肥料為“史丹利”熔體造粒腐植酸功能性專用肥。
2、試驗(yàn)方法試驗(yàn)設(shè)4個處理熔體造粒復(fù)合肥(N-P2O5-K2O =25-12-8)為Tl，熔體造粒腐植酸功能性專用肥(N-P2O5-K2O :25-12-8，腐植酸含量6% )為T2，熔體造粒復(fù)合肥(N-P2O5-K2O 25-15-5)為T3，熔體造粒腐植酸功能性專用肥(N-P2O5-K2O :25_15_5，腐植酸含量6 % )為 T4。以不施用任何肥料為空白對照I(CK)。
試驗(yàn)隨機(jī)排列，每種肥料采用大區(qū)種植，面積為70m2(2.9mX7mX3，每個小區(qū) 20.3m2)。復(fù)合肥全部作為基肥一次施入(50Kg/畝)，春季與小麥起身或拔節(jié)期，結(jié)合小麥灌溉進(jìn)行追施尿素氮肥(純氮8Kg/畝，折合尿素17. 5Kg/畝)，其他正常管理。
3、不同施肥處理對小麥品質(zhì)的影響3. 1不同施肥處理對小麥蛋白質(zhì)含量的影響圖2不同施肥處理對小麥蛋白質(zhì)含量的影響注CK 空白對照；Tl 熔體造粒復(fù)合肥(N-P2O5-K2O =25-12-8)；T2 熔體造粒腐植酸功能性專用肥(N-P2O5-K2O :25-12-8，腐植酸含量6% )； T3 熔體造粒復(fù)合肥(N-P2O5-K2O =25-15-5)；T4 熔體造粒腐植酸功能性專用肥(N-P2O5-K2O :25-15-5，腐植酸含量6% )。
表中不同小寫字母之間表示5%水平上顯著差異，下同。
蛋白質(zhì)含量是衡量小麥營養(yǎng)品質(zhì)和加工品質(zhì)的主要因素，小麥籽粒蛋白質(zhì)的積累受同化物的供應(yīng)水平、環(huán)境條件和栽培措施的影響。由圖2可以看出，T2 (N-P2O5-K2O: 25-12-8，腐植酸含量6% )和T4 (N-P2O5-K2O :25_15_5，腐植酸含量6% )處理的小麥蛋白質(zhì)含量顯著高于其余處理，而二者之間無顯著性差異，與空白對照相比，T2和T4處理分別增加89. 9%和89%。與普通熔體造粒復(fù)合肥相比，熔體造粒腐植酸功能性專用肥的小麥蛋白質(zhì)含量顯著升高，與Tl相比，T2處理的蛋白質(zhì)含量升高20. 7%，與T3相比，T4處理的蛋白質(zhì)含量升高21.4%。
施用熔體造粒腐植酸功能性專用肥能顯著增加小麥中蛋白質(zhì)的含量，有效改善小麥品質(zhì)。
3. 2不同施肥處理對小麥濕面筋含量的影響圖3不同施肥處理對小麥濕面筋含量的影響濕面筋是小麥粉面團(tuán)洗去淀粉后，得到的彈塑性物質(zhì)，它由麥醇溶蛋白和麥谷蛋白組成。濕面筋是衡量小麥品質(zhì)的一個重要指標(biāo)，小麥品質(zhì)的好壞主要取決于面筋的含量和質(zhì)量，它既反映小麥的營養(yǎng)品質(zhì)形狀，又反映其加工品質(zhì)形狀。
由圖3可知，施用熔體造粒腐植酸功能性專用肥能顯著增加小麥中濕面筋的含量。與Tl處理相比，T2處理的濕面筋含量升高6.72%，與T3處理相比，T4處理的濕面筋含量升高6. 37%。
3. 3不同施肥處理對小麥產(chǎn)量的影響小麥的單位面積產(chǎn)量是由單位面積穗數(shù)、每穗粒數(shù)和粒重構(gòu)成的。在一定范圍內(nèi)，產(chǎn)量隨著單位面積穗數(shù)的增加而提高的。穗數(shù)過多，每穗粒數(shù)減少，粒重下降，產(chǎn)量亦降低。因此，只有在三者相互協(xié)調(diào)的情況下，才能獲得高產(chǎn)。
表1不同施肥處理對小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響
權(quán)利要求
1.一種熔體造粒腐植酸功能性專用肥，其特征在于原料組分重量份如下 尿素400-550份，磷酸一銨200-400份，氯化鉀50-150份，腐植酸60-140份，添加劑0-30份；上述原料為均為市售產(chǎn)品，其中所述尿素為小顆粒尿素，其中氮含量為46. 2%，粒徑為0. 85mm-2. 80mm ；所述磷酸一銨呈普通粉狀，其中氮含量為11%，五氧化二磷的含量為44% ；所述氯化鉀呈白色粉末狀，其中氧化鉀的含量為62% ；所述腐植酸分子量為102 106，呈粉末狀，氮含量為 6% ；所述添加劑為滑石粉、磷膏、鈣粉中的一種，或兩種以上的混合物；上述原料中涉及的含量均為質(zhì)量百分比；上述原料除小顆粒尿素外，其它原料粒徑均小于1mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔體造粒腐植酸功能性專用肥，其特征在于原料組分重量份如下尿素450-500份，磷酸一銨250-350份，氯化鉀70-130份，腐植酸80-120份，添加劑10-20份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熔體造粒腐植酸功能性專用肥，其特征在于原料組分重量份如下尿素494份，磷酸一銨261份，氯化鉀1 份，腐植酸100份，添加劑19份。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熔體造粒腐植酸功能性專用肥的生產(chǎn)方法，包括如下步驟(1)將尿素經(jīng)過高溫熔融至130-145°C，進(jìn)入緩沖槽內(nèi)，再經(jīng)輸送泵加壓，經(jīng)計(jì)量后送至塔頂混合槽內(nèi)；(2)將磷酸一銨、氯化鉀、腐植酸、添加劑分別計(jì)量后，按照一定的配比送入攪拌器中充分混合，混合原料經(jīng)破碎、篩分后送入混料加熱器中，加熱至80-105°C，由斗式提升機(jī)提升到塔頂料倉；(3)將塔頂料倉中加熱后的混料經(jīng)螺旋計(jì)量稱均勻計(jì)量后送入步驟(1)中所述塔頂混合槽中，經(jīng)高速剪切攪拌機(jī)混合制成稀糊狀物料，溫度控制在103-125 ，經(jīng)震動過濾器過濾掉顆粒雜質(zhì)后溢流至造粒噴頭，在噴頭旋轉(zhuǎn)剪切離心力作用下，將混合物均勻噴灑成小球狀的小液滴，從噴頭噴淋落下的小液滴在直徑10-18米、高100-121米的塔內(nèi)慢慢下落，經(jīng)與塔內(nèi)的上升氣流換熱后冷卻至45-65°C，即成為復(fù)合肥小顆粒，再經(jīng)冷卻、篩分及防結(jié)塊處理后計(jì)量包裝即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熔體造粒腐植酸功能性專用肥及其生產(chǎn)方法。其將尿素、磷酸一銨、氯化鉀、腐植酸、添加劑作原料，按規(guī)定配比量??；通過在尿素熔融液中配入預(yù)加熱的磷酸一銨、氯化鉀、腐植酸等粉末狀物料，在熔融液自身的溫度及機(jī)械攪拌作用下，迅速復(fù)合成具有一定流動性能的低溫共熔體，然后采用造粒塔噴淋造粒工藝進(jìn)行造粒，當(dāng)噴淋滴珠在造粒塔中下落的過程中與上升的空氣流進(jìn)行熱交換而迅速冷卻并固化，形成熔體造粒腐植酸功能性專用肥。本發(fā)明的專用肥具有肥效高、增強(qiáng)土壤活性且環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，順應(yīng)了綠色環(huán)保肥料的發(fā)展趨勢。
文檔編號C05G3/00GK102503640SQ20111033421
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月29日
發(fā)明者周麗, 解學(xué)仕, 趙玉平, 陳大印, 高進(jìn)華 申請人:史丹利化肥股份有限公司