一種硅化合物包裹的緩釋肥料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種天然硅化合物包裹的緩釋肥料。該緩釋肥料是以天然硅化合物作為包裹材料，采用圓盤造粒和流化床的方法，通過(guò)粘結(jié)劑粘結(jié)到核心肥料顆粒的表面，最后將融化的蠟噴涂在外表面進(jìn)行封閉而制得。由于麥飯石、天然沙子、硅砂等硅化合物有植物必須的硅元素，且密度高，強(qiáng)度好，包裹在肥料面后形成致密的包膜層，并使用強(qiáng)疏水的蠟層進(jìn)行封閉后，大大增強(qiáng)了肥料的緩釋性能。肥料在施用后，養(yǎng)分逐漸釋放后，天然蠟可完全降解，而硅化合物也可釋放養(yǎng)分硅，供植物之需，克服了常規(guī)的樹脂包膜肥料的二次污染問(wèn)題。因此該緩釋肥料具有緩釋性能好，硬度高，耐磨性好，成本低且環(huán)保的諸多優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物、蔬菜瓜果、花卉草坪等各種植物。
【專利說(shuō)明】一種硅化合物包裹的緩釋肥料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于包膜緩釋肥料的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種采用天然硅化合物包裹的緩釋肥料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]肥料是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重要的生產(chǎn)資料之一，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有舉足輕重的地位。我國(guó)是肥料生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)，我國(guó)2010量化肥消費(fèi)總量為6619.8萬(wàn)噸，化肥生產(chǎn)和消耗位居世界第一。但我國(guó)肥料使用效率與發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在很大的差距。在化肥的使用中存在著以下問(wèn)題。
[0003](I)肥料利用率低，污染很嚴(yán)重
[0004]我國(guó)耕地占世界的7%，卻用了世界近30%的化肥，平均畝施化肥量是世界平均值的3倍多。20世紀(jì)80年代以來(lái)，化肥使用量不斷增加，然而肥料利用率卻呈現(xiàn)不斷下降的趨勢(shì)。肥料的利用率比發(fā)達(dá)國(guó)家60%以上的利用率低約30個(gè)百分點(diǎn)，其中氮30%~35%，磷10% ~20%，鉀 35% ~50%。
[0005](2)化肥浪費(fèi)嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)損失巨大
[0006]化肥工業(yè)是高耗能工業(yè)，也是消耗資源并產(chǎn)生環(huán)境污染的工業(yè)。我國(guó)目前每年施用的氮肥量約為2000萬(wàn)噸，肥料的累計(jì)利用率為45%~60%，氮肥的損失平均高達(dá)45%，相當(dāng)于損失氮肥900萬(wàn)噸。按此計(jì)算，因氮肥利用率低造成的直接經(jīng)濟(jì)損失折合人民幣達(dá)239.4億元。每年因肥料利用率低造成的直接經(jīng)濟(jì)損失更高達(dá)500億元。
[0007](3)肥料品種單一，以無(wú)機(jī)肥料為主。
[0008]在我國(guó)肥料結(jié)構(gòu)中，無(wú)機(jī)肥料和無(wú)機(jī)復(fù)合肥料約占95%以上，有機(jī)肥和有機(jī)復(fù)合肥約占2~3 %，緩釋肥料不足2%，而液體肥料比例更低。單純大量使用化肥的弊端是造成土壤有機(jī)質(zhì)下降，土壤板結(jié)，地力下降，土地的長(zhǎng)期使用生產(chǎn)效率降低，而且會(huì)引起作物品質(zhì)下降，病蟲害增多。
[0009]因此單依靠增加化肥的使用量，不僅造成肥料養(yǎng)分的大量流失、土壤板結(jié)、生態(tài)環(huán)境等問(wèn)題，難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量的目標(biāo)，而且不利于可持續(xù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，不符合節(jié)能減排發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的要求。要使我國(guó)農(nóng)業(yè)走可持續(xù)發(fā)展的道路，就必須提倡大量施用緩釋肥料等，這是肥料行業(yè)發(fā)展的重要方向。
[0010]緩釋肥料能夠保證農(nóng)作物在整個(gè)生長(zhǎng)期過(guò)程中都能吸收到豐富的營(yíng)養(yǎng)，有利于農(nóng)作物的正生長(zhǎng)，既可以提高肥料的利用率，增加產(chǎn)量，提高品質(zhì)，減少農(nóng)業(yè)面源污染，還能減少施肥次數(shù)，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。所以，大力發(fā)展可提高肥料利用率、減輕環(huán)境污染的緩釋肥料也是必然趨勢(shì)。
[0011]國(guó)際肥料工業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)緩釋肥料的定義是指在施肥后養(yǎng)分能夠緩慢釋放，并被作物吸收利用的肥料，比速效肥有更長(zhǎng)肥效的肥料。
[0012]緩釋肥料種類繁多，根據(jù)不同的分類角度，分類有所差異。從養(yǎng)分控釋途徑將其劃分為3種，包括物理阻礙型、化學(xué)合成微溶型和生化抑制型。物理阻礙型緩釋肥料，主要指包膜肥料和膠粘型肥料，主要通過(guò)物理的阻礙來(lái)控釋分釋放。包膜肥料是近年來(lái)發(fā)展迅速的緩釋肥料，占緩釋肥料的95%以上。
[0013]包膜肥料(或包裹肥料)是以顆粒性肥料為核心，表層涂覆一層或多層低水溶性或微溶性的無(wú)機(jī)物質(zhì)或有機(jī)聚合物等。包膜材料分為無(wú)機(jī)和有機(jī)材料兩種。無(wú)機(jī)材料包括硫磺、鈣鎂磷肥、硅藻土 \金屬磷酸鹽等。有機(jī)材料包括天然高分子、合成高分子以及半合成高分子材料。
[0014]美國(guó)是包膜控釋肥料研制的發(fā)源地，以包硫尿素(S⑶)為主。僅用硫包裹肥料，緩釋效果不是很好。通過(guò)在其表面包覆一層烯烴聚合物得到的改進(jìn)包硫尿素，產(chǎn)品名為Polys，這種產(chǎn)品售價(jià)比聚合物包膜肥料便宜，在美國(guó)市場(chǎng)上被廣泛使用。1964年美國(guó)公司采用二聚環(huán)戊二烯和丙三醇共聚開發(fā)出高分子聚合物包膜控釋肥料商品名為Osmocote，首先在世界上實(shí)現(xiàn)聚合物包膜肥料的工業(yè)化生產(chǎn)。此后，德國(guó)、加拿大、日本等國(guó)相繼開始生產(chǎn)以不同聚合物包膜的肥料。
[0015]日本室素-旭化成肥料公司(Chissoasahi Fertilizer C0.，Ltd.)在1976年首次發(fā)明出了一種熱塑性樹脂包膜緩釋肥料，并在1982年開始批量生產(chǎn)，采用的包膜材料以聚烯烴為主體，簡(jiǎn)稱P0CF工藝。目前該公司用聚烯烴包膜的尿素、KC1和硫酸鉀的商品名為Meister，聚烯烴包膜的NP、NK和NPK的商品名為Nutricote，是亞洲園藝市場(chǎng)的主導(dǎo)品牌。
[0016]以色列海法化學(xué)工業(yè)公司(Haifa Chemical, Ltd.)的Multicote產(chǎn)品是世界控釋肥料市場(chǎng)的主要品牌，在美國(guó)、西歐和日本均有銷售。它的生產(chǎn)工藝是將粒狀肥料在轉(zhuǎn)盤上加熱，同時(shí)用脂肪酸和金屬氫氧化物處理，兩者反應(yīng)生成脂肪酸金屬鹽的包膜，然后再外加石蠟涂層，最終形成包膜NPK肥。
[0017]沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)韓曉日等人在緩釋肥開發(fā)研究了以聚乙烯醇(PVA)和淀粉為主要成分的合成包膜劑，包膜劑與氮肥增效劑、緩釋劑、保水劑及土壤改良劑等混合包膜工藝。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)研制成功了熱塑性樹脂、滑`石粉和玉米粉為原料的包膜肥料。北京農(nóng)林科學(xué)院植物營(yíng)養(yǎng)與資源研究所研制成功兩項(xiàng)具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的研究成果“沸石包衣尿素”及可控緩控釋樹脂包衣尿素生產(chǎn)設(shè)備，并研制出適合不同作物需要的系列緩釋肥料。
[0018]中科院過(guò)程工程所肖傳緒等提出一種用可降解的天然有機(jī)物包裹的緩釋肥料。他們用木質(zhì)素包膜制得包膜尿素，與非包膜尿素相比對(duì)養(yǎng)分釋放速度有明顯的降低，而且養(yǎng)分釋放后木質(zhì)素在土壤中可完全降解，可轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)有利于增加有機(jī)物，改良土壤。(肖傳緒，莫海濤，張小勇.一種可降解天然有機(jī)物包裹緩釋肥料及其制備方法和用途，專利號(hào):200610079035.4。)
[0019]在肥料領(lǐng)域，硅肥是另外一個(gè)重點(diǎn)發(fā)展的肥料品種。硅是植物重要的營(yíng)養(yǎng)元素，植物體內(nèi)的重要組成部分。大部分植物體內(nèi)含有硅。檢測(cè)表明，生產(chǎn)1000公斤稻谷，水稻地上部分二氧化硅的吸收量達(dá)150公斤，超過(guò)水稻吸收氮磷鉀的總和。在水稻、小麥、大麥、大豆等作物灰分中，硅氧化物占14.2%~61.4%。硅肥被國(guó)際土壤界列為繼氮、磷、鉀之后的第四大元素肥料。
[0020]硅肥對(duì)植物的生長(zhǎng)有非常重要的作用:1)硅肥有利于提高作物的光合作用和葉綠素含量，使莖葉挺直，促進(jìn)有機(jī)物積累；2)硅肥能增加作物莖桿的機(jī)械強(qiáng)度，提高抗倒伏能力85%以上，并能提高作物對(duì)病蟲害的抵抗力，可預(yù)防根系腐爛和早衰。3)硅肥能有效調(diào)節(jié)葉片氣孔開閉和抑制水分蒸騰，增強(qiáng)作物的抗旱、抗干熱風(fēng)、抗寒及抗低溫等抗逆能力；
4)硅肥能減少磷肥在土壤中的固定，活化土壤中的磷和促進(jìn)根系對(duì)磷的吸收，提高磷肥的利用率。被稱為“植物調(diào)節(jié)性肥料”;5)硅肥能活化有益微生物，改良土壤，可明顯改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。
[0021]研究表明，隨著施肥水平的提高，大量化肥的施入必須要有硅肥的配合，“氮磷鉀加硅”科學(xué)平衡施肥，才能達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的效果。而我國(guó)缺硅土壤占總耕地面積的50~80%以上，以水稻為例，我國(guó)常年種植水稻的面積達(dá)3333多萬(wàn)公頃，缺硅土壤占50%以上。如果全部施用硅肥，按增產(chǎn)10%計(jì)，僅此一項(xiàng)每年應(yīng)可增產(chǎn)100萬(wàn)噸稻谷，推廣硅肥的生產(chǎn)與應(yīng)用具有非常明顯的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。2004年6月I日，農(nóng)業(yè)部頒布了硅肥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T797-2004,推進(jìn)了硅肥的生產(chǎn)和使用。 [0022]目前，硅肥的品種主要有枸溶性硅肥和水溶性硅肥兩大類，枸溶性硅肥是指不溶于水而溶于酸后可以被植物吸收的硅肥，包括各種硅酸鹽等硅化合物等。水溶性硅肥是指溶于水可以被植物直接吸收的硅肥。
[0023]天然的硅砂和沙子的主要成分都是Si02。硅砂的SiO2的純度甚至能達(dá)98以上。而沙子在沙漠地區(qū)則是非常豐富的硅資源的來(lái)源。
[0024]麥飯石是一種對(duì)生物無(wú)毒、無(wú)害并具有一定生物活性的復(fù)合礦物或藥用巖石。麥飯石的主要化學(xué)成分是無(wú)機(jī)的硅鋁酸鹽，包括Si02、A1203、Fe203、K2O, P2O5等，還含有K、Na、Ca、Mg、Cu、Mo等微量元素和稀土元素。
[0025]麥飯石不但有豐富的S1、K、P等植物必須的大量元素,還有許多活性高的微量元素，可加快農(nóng)作物的生長(zhǎng)，提高作物的質(zhì)量，增加產(chǎn)量，降低和吸收殘佘農(nóng)藥，確保農(nóng)作物可發(fā)安全食用。同時(shí)麥飯石在改良土壤方面具有良好的應(yīng)用。它能夠穩(wěn)定和提高、平衡土壤的物理機(jī)能，所以它比其它土壤改良劑更有優(yōu)勢(shì)。使用麥飯石可以減少化肥、土壤改良劑的使用，并可經(jīng)濟(jì)、有效地改善土質(zhì)，保護(hù)環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0026]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)使用樹脂包膜肥料時(shí)價(jià)格昂貴、包膜材料難降解、施用后造成二次污染的缺陷，同時(shí)也克服硫和木質(zhì)素包膜肥料緩釋性能不理想、抗機(jī)械能力差的弱點(diǎn)，從而提供一種使用天然硅化合物作為包裹材料，天然蠟作為封閉劑的成本低且環(huán)保的包裹緩釋肥料，及其制備方法。
[0027]目前最常見的包裹型緩釋肥料都是采用有機(jī)樹脂作為包膜材料。雖然包裹性能好，緩釋期長(zhǎng)，但由于包膜材料成本高、工藝復(fù)雜、需回收有機(jī)溶劑等問(wèn)題使樹脂包膜肥料價(jià)格高居不下，限制了它的應(yīng)用。而且它還有一個(gè)致命弱點(diǎn)就是樹脂材料不可降解，大量使用后的殘留物對(duì)土壤有一定的破壞作用，會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。
[0028]為克服上述缺點(diǎn)，發(fā)明人肖傳緒等發(fā)明了以可降解的木質(zhì)素作為包裹材料的緩釋肥料。該緩釋肥料使用極其廉價(jià)而且可降解的有機(jī)物木質(zhì)素作為包裹材料，用植物油進(jìn)行封閉，在肥料的養(yǎng)分在土壤中緩慢釋放的同時(shí)木質(zhì)素可降解為腐植酸，具有良好的環(huán)保性。但木質(zhì)素緩釋肥料的緩釋性能不夠理想，主要原因有兩個(gè)，一方面木質(zhì)素較輕，致密度不好，包裹層易被磨損，使核心顆粒不能被完全包裹??；另一個(gè)方面，植物油雖然能封閉木質(zhì)素，但在溫度較高時(shí)流動(dòng)性好，不能完全封閉包裹層。這兩個(gè)原因從而導(dǎo)致肥料的緩釋期短。[0029]因此研發(fā)緩釋性能好，且對(duì)環(huán)境友好的緩釋肥料勢(shì)在必行。而本發(fā)明將從這兩個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)一步提高緩釋肥料的緩釋性能和抗機(jī)械能力。
[0030]我們首先選擇含硅的天然化合物作為包裹材料。目前我國(guó)肥料領(lǐng)域?qū)璺市枨蠓浅４?，如果用天然的硅化合物?duì)核心肥料進(jìn)行包裹，不但可以提高肥料的緩釋性能，同時(shí)在養(yǎng)分釋放后，還能通過(guò)酸解逐漸給土壤增加硅元素。而且天然硅化合物對(duì)環(huán)境不會(huì)造成任何污染。
[0031]我們選用的天然的硅化合物，如麥飯石、天然沙子、硅砂等均有適宜的物化性質(zhì)作為肥料的良好包裹材料。木質(zhì)素的平均比重約在0.4~0.6g/cm3左右。硅砂的比重是
2.3g/cm3，硬度為7 ;麥飯石的比重是2.60~2.66g/cm3，硬度為5~6 ;而天然沙子顆粒的比重是2.0g/cm3。它們的成分主要為二氧化硅，通常為石英的形式，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定和質(zhì)地堅(jiān)硬。天然的硅化合物來(lái)源廣泛，成本低廉，且硅材料具有強(qiáng)度高，耐磨性能好，是良好的包裹骨架材料。
[0032]其次選擇天然來(lái)源的植物蠟或動(dòng)物蠟作為封閉層。蠟材料具有熔點(diǎn)高、在常溫下呈固態(tài)、可降解等特點(diǎn)，比植物油具有更明顯的封閉優(yōu)勢(shì)。以最常見的植物臘——巴西棕櫚蠟為例，其熔點(diǎn)為80~85°C。
[0033]本發(fā)明的目的是通過(guò)如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0034]本發(fā)明提供一種環(huán)保型天然硅化合物包裹的緩釋肥料，包括以復(fù)合肥料和單質(zhì)顆粒肥料為核心，包裹在核心肥料外面的主要成分為天然硅化合物的膜層，和包裹在最外層的作為封閉劑的天然蠟層。
[0035]所述的核心肥料主要成分為復(fù)合肥料顆粒(三元復(fù)合肥料顆粒)和單質(zhì)肥料顆粒(如尿素和硫酸鉀)。
[0036]所述的主要成分為天然硅化合物包括麥飯石、天然沙子、硅砂等，其粒度為90目以下，天然硅化合物膜層的重量占緩釋肥料的總重量的5~15wt%。
[0037]所述的蠟包括植物蠟(棕櫚蠟和松蠟等)和動(dòng)物蠟(蟲蠟和蜂蠟等)，蠟層的重量占緩釋肥料的總重量的1~3wt%。
[0038]本發(fā)明提供的環(huán)保型天然硅化合物包裹緩釋肥料的制備方法，包括如下的步驟:
[0039]1)將天然硅化合物采用球磨機(jī)或者雷蒙磨進(jìn)行粉碎，用篩子篩分得到90目以下的粉末材料作為包裹材料。
[0040]2)造粒步驟可分為圓盤造粒和流化床造粒兩種工藝。
[0041]在圓盤造粒機(jī)中加入核心肥料顆粒,轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤使顆粒均勻滾動(dòng)，邊噴入霧狀的粘結(jié)劑溶液，邊撒入粉末包裹材料，將包裹材料均勻粘結(jié)到核心肥料顆粒的表面，完成造粒后采用熱風(fēng)機(jī)進(jìn)行干燥，直至肥料的含水量為1~5wt%。
[0042]在流化床中加入核心肥料并使顆粒在床層中處于穩(wěn)定流化狀態(tài)，邊噴入霧狀的粘結(jié)劑溶液，邊加入粉末包裹材料，將包裹材料粘結(jié)到核心肥料顆粒的表面。流化氣流為熱空氣，粘結(jié)劑和硅化合物包裹在顆粒表面并很快干燥。如此噴涂、包裹造粒和干燥在一個(gè)流化床中全部完成。
[0043]所述的粘結(jié)劑為質(zhì)量濃度為0.1~0.5wt%的聚丙烯酸水溶液。
[0044]3)將蠟在高溫下進(jìn)行融化后，采用高壓噴槍在3~4kg/cm3的壓力下，以霧狀噴涂到在造粒機(jī)或流化床中滾動(dòng)的肥料顆粒表面，直至顆粒表面完全被蠟層封閉。冷卻后即得到天然硅化合物包裹緩釋肥料。
[0045]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0046]1、本發(fā)明的天然硅化合物包裹的緩釋肥料，主要包膜材料是硅化合物和動(dòng)植物蠟，均為天然產(chǎn)物。肥料在施用后，養(yǎng)分逐漸釋放后，天然蠟可完全降解，而硅化合物也可緩慢釋放養(yǎng)分硅，供植物之需，克服了通用的樹脂包膜肥料在使用中由包膜材料引起的二次污染問(wèn)題。
[0047]2、該緩釋肥料的主要包膜材料為天然硅化合物，密度高，強(qiáng)度好，包裹在肥料顆粒表面后形成良好的致密包膜層，肥料的硬度高，耐磨性好，有效加強(qiáng)了包膜肥料的緩釋性倉(cāng)泛。
[0048]3、該緩釋肥料采用高熔點(diǎn)的并具有強(qiáng)疏水的固體蠟作為肥料顆粒的封閉層。制備過(guò)程中，蠟先融化后呈液態(tài)將顆粒完全封閉，再冷卻后呈固體，具有較好的耐磨性能，在較高的環(huán)境溫度也保持良好的外形，大大增強(qiáng)了肥料的緩釋性能。
[0049]4、硅化合物包裹型緩釋肥料使用的硅化合物均為天然材料，例如天然沙子，具有來(lái)源廣泛，成本低廉的特點(diǎn)，尤其在一些沙資源豐富的地區(qū)，可以變廢為寶。
[0050]5、本發(fā)明的制備方法有兩種，可根據(jù)實(shí)際情況選擇工藝流程，可有效降低生產(chǎn)成本。圓盤造粒法設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，但是間歇式操作。而流化床法可在一個(gè)設(shè)備內(nèi)實(shí)現(xiàn)多個(gè)工序，效率高，但運(yùn)行能耗較高。
[0051]由于制備硅化合物包裹的緩釋肥料的包裹材料均采用天然來(lái)源的材料如硅材料和蠟等，克服樹脂材料造成的二次污染的環(huán)境問(wèn)題。因此該緩釋肥料具有緩釋性能好，硬度高，耐磨性好，成本低且環(huán)保的諸多優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物、蔬菜瓜果、花卉、草坪等各種植物，滿足其生長(zhǎng)。
【具體實(shí)施方式】`
[0052]實(shí)施例1
[0053]首先將麥飯石用球磨機(jī)進(jìn)行粉碎，篩分后得到粒度為100目以下的麥飯石，并配制質(zhì)量濃度為0.2wt%的聚丙烯酸水溶液。在圓盤造粒機(jī)中加入200公斤的45%的復(fù)合肥料顆粒，開始轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤，通過(guò)高壓噴嘴將聚丙烯酸溶液以霧狀的形式均勻噴涂到復(fù)合肥顆粒表面。同時(shí)撒入粉末麥飯石粘附到顆粒外層。這樣不斷噴涂粘結(jié)劑麥飯石一層層包裹在顆粒外層，直到16公斤麥飯石(核心肥料的Swt%)全部包裹在顆粒上。然后用熱風(fēng)機(jī)對(duì)包裹后的顆粒進(jìn)行干燥，直至肥料的含水量為3.5wt%。
[0054]最后將棕櫚臘加熱至85°C完全融化后,通過(guò)高壓噴槍在3.5kg/cm3的壓力下，以霧狀噴涂到肥料顆粒表面，直至顆粒表面完全被蠟層封閉。棕櫚蠟的包裹量為3公斤(核心肥料的1.5Wt%)。冷卻后即得到麥飯石包裹緩釋肥料。該緩釋肥料的緩釋期達(dá)4個(gè)月，可應(yīng)用于玉米的生長(zhǎng)。在玉米播種后一次性施入緩釋肥料即可滿足整個(gè)生育期的營(yíng)養(yǎng)需求。
[0055]實(shí)施例2
[0056]將天然沙子加入雷蒙磨中進(jìn)行粉碎，用120目的篩子進(jìn)行篩分得到精細(xì)沙。啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，并打開空氣的電加熱裝置，在流化床中加入100公斤的大顆粒尿素，使尿素在床層中穩(wěn)定流化。在流化床側(cè)壁的四周裝有噴嘴，通過(guò)高壓噴嘴將配制的0.5wt%聚丙烯酸溶液以霧狀的形式均勻噴涂到流化中的尿素顆粒表面。同時(shí)從流化床底部加入精細(xì)沙，細(xì)沙隨氣流流化起來(lái)，在床中與尿素碰撞并粘附到顆粒外層。同時(shí)熱氣流對(duì)尿素進(jìn)行干燥，繼續(xù)邊噴粘結(jié)劑邊將15公斤(核心肥料的15wt%)的細(xì)沙全部包裹在尿素上，并將顆粒完全干燥。
[0057]然后利用一個(gè)加熱罐將松蠟加熱完全融化后，通過(guò)噴槍在高壓下以霧狀噴涂到肥料顆粒表面，直至顆粒表面完全被蠟層封閉。松蠟的包裹量為3公斤(核心肥料的3wt%)。關(guān)閉流化空氣的電加熱，肥料經(jīng)空氣冷卻后即得到沙包尿素。該肥料的緩釋期可達(dá)3個(gè)月。
[0058]實(shí)施例3
[0059]首先將硅砂用球磨機(jī)進(jìn)行粉碎，篩分后得到粒度為90目以下的硅砂粉末。啟動(dòng)流化床，加入120公斤的硫酸鉀顆粒，顆粒在向上熱空氣中開始在床中處于良好流化狀態(tài)。將0.3wt%聚丙烯酸溶液通過(guò)側(cè)壁的高壓槍均勻噴涂到流化的核心顆粒表面，同時(shí)用氣流將硅砂粉末輸入流化床，并在床中和顆粒碰撞粘附在顆粒表面。直至將12公斤的硅砂(核心肥料的10wt% )全部包裹在顆粒上。
[0060]接著將蟲蠟加熱至融化后，經(jīng)過(guò)3.5kg/cm3的高壓噴槍，蠟以霧狀的形式噴涂到肥料顆粒表面，直至2.4公斤蟲蠟(核心肥料的2wt%)完全將肥料顆粒表面進(jìn)行封閉。最后將肥料冷卻后即得到硅砂包裹緩釋鉀肥。該緩釋鉀肥的緩釋期達(dá)3.2個(gè)月，可作為果樹生長(zhǎng)的追肥之用。
[0061]實(shí)施例4
[0062]首先將天然沙子用球磨機(jī)進(jìn)行粉碎，通過(guò)140目篩分后得到細(xì)沙。在圓盤造粒機(jī)中加入200公斤的48%的復(fù)合肥料顆粒，轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤使肥料滾動(dòng)。這時(shí)一邊用高壓槍將
0.lwt%聚丙烯酸溶液以霧狀均勻噴涂到復(fù)合肥顆粒表面，一邊撒入細(xì)沙粉末粘附到顆粒外層。如此不斷噴涂粘結(jié)劑直到10公斤細(xì)沙(核心肥料的5wt%)全部包裹在顆粒上，并進(jìn)一步用熱風(fēng)機(jī)對(duì)顆粒進(jìn)行干燥。最后將蜂蠟加熱至完全融化后，用噴槍在高壓下均勻噴涂到肥料顆粒表面，直至顆粒表面被2公斤蜂蠟(核心肥料的lwt%)完全封閉。冷卻后即得到沙包裹緩釋復(fù)合肥料。該緩釋肥料的緩釋期為2至2.5個(gè)月，可滿足花卉的營(yíng)養(yǎng)需求。
【權(quán)利要求】
1.一種天然硅化合物包裹的緩釋肥料，包括以復(fù)合肥料和單質(zhì)肥料顆粒為核心，包裹在核心肥料外面的主要成分為天然硅化合物的膜層，和包裹在肥料最外層的作為封閉劑的天然臘層；所述的核心肥料包括復(fù)合肥料顆粒、尿素和硫酸鉀顆粒；所述的天然硅化合物包括麥飯石、天然沙子和硅砂，其粒度為90目以下；所述的天然蠟包括棕櫚蠟、松蠟、蜂蠟和蟲蠟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然硅化合物包裹的緩釋肥料，其特征在于:所述的主要成分為天然硅化合物膜層的重量占緩釋肥料的總重量的5~15wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然硅化合物包裹緩釋肥料，其特征在于:所述的天然蠟層的重量占緩釋肥料的總重量的1~3wt%。
4.一種權(quán)利要求1所述的天然硅化合物包裹的緩釋肥料的制備方法，包括如下的步驟:1)將天然硅化合物進(jìn)行粉碎和篩分后的粉末材料作為包裹材料；2)在圓盤造粒機(jī)或流化床中用粘結(jié)劑溶液將包裹材料粘結(jié)到核心肥料顆粒的表面，然后將造粒后的肥料干燥到物料含水量為1~5wt% ；3)最后在顆粒外表面噴涂融化的蠟作為封閉劑，冷卻后即得到天然硅化合物包裹緩釋肥料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天然硅化合物包裹的緩釋肥料的制備方法，其特征在于:將天然硅化合物采用球磨機(jī)或者雷蒙磨進(jìn)行粉碎，用篩子篩分得到90目以下的粉末材料作為包裹材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天然硅化合物包裹的緩釋肥料的制備方法，其特征在于:在圓盤造粒機(jī)中加入核心肥料顆粒，轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤使顆粒均勻滾動(dòng)，邊噴入霧狀的粘結(jié)劑溶液，邊撒入粉末包裹材料，將包裹材料均勻粘結(jié)到核心肥料顆粒的表面，完成造粒后采用熱風(fēng)機(jī)進(jìn)行干燥。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天然硅化合物包裹的緩釋肥料的制備方法，其特征在于:在流化床中加入核心肥料并使顆粒穩(wěn)定在床層處于流化狀態(tài)，邊噴入霧狀的粘結(jié)劑溶液，邊加入粉末包裹材料，將包裹材料粘結(jié)到核心肥料顆粒的表面，流化氣流為熱空氣，粘結(jié)劑和硅化合物包裹在顆粒表面并很快干燥。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天然硅化合物包裹的緩釋肥料的制備方法，其特征在于:所述的粘結(jié)劑為質(zhì)量濃度為0.1~0.5wt%的聚丙烯酸水溶液。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天然硅化合物包裹的緩釋肥料的制備方法，其特征在于:將蠟在高溫下進(jìn)行融化后， 采用高壓噴槍在3~4kg/cm3的壓力下，以霧狀噴涂到在造粒機(jī)或流化床中滾動(dòng)的肥料顆粒表面，直至顆粒表面完全被蠟層封閉。
【文檔編號(hào)】C05G3/00GK103664368SQ201310642365
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】張小勇, 莫海濤 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所