專利名稱:氮磷鉀硅四元肥料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于化學肥料技術領域：
，具體涉及一種氮磷鉀硅四元肥料，并且還涉及該肥料的制備方法。
背景技術：
化肥在我國雖然已有多年的施用歷史，但始終以氮、磷和鉀復合肥為主。近年來， 含硅元素的化肥逐漸為人們所認識，這是因為硅對禾本科作物和蔓生科作物具有特殊的作 用，例如能促進植株光合作用，減輕鐵、錳、鋁、鎘和鋁等的金屬離子對作物的毒害(污染) 以及調節(jié)作物對氮和磷的吸收與利用，在植物體內形成不同的硅酸體或稱硅化細胞，從而 保護植物免遭病蟲害的入侵。經對水稻、小麥和玉米等的糧食作物以及甘蔗等的經濟作物 試驗表明，施用硅肥后，增產程度可達10%左右。
硅是地殼和土壤中含量第二豐富元素，水稻是含硅量最多的植物之一，其莖葉中 二氧化硅(SiO2)的含量達10-20%，被稱為硅酸植物的代表。自1926年美國加州大學 Sommer的研究率先提出硅是水稻生長的必要元素以來，硅素在水稻中的作用越來越受到人 們的重視，在高產水稻的一個生長季內可每畝(667m2)從土壤中帶走75-130Kg的二氧化硅 (SiO2),加上水稻提供高產和土地復種指數(復種率)較高，作物每年從土壤中帶走的硅素 遠遠大于氮、磷和鉀養(yǎng)分的總和，靠土壤的自然風化已難以維持平衡，加上硅的淋溶滲透損 失，造成土壤嚴重缺硅(業(yè)界稱貧硅)。
近年來，雖大力倡導秸稈還田，但由于秸稈中的硅素以蛋白石形式歸返土壤，而蛋 白石并非有機物，而是非水溶和非晶態(tài)的SiO2,因而與土壤中本身存在的硅素一樣需經過 若干年自然風化后才能供水稻植株吸收。此外，經調查和報道，朝鮮半島缺硅土壤約占耕地 面積的30 %，日本達70 %以上，我國臺灣省及東南亞地區(qū)在50 %以上，我國的缺硅耕地面 積也占50%左右。
增施硅肥逐漸成為水稻等禾本科植物生產中的一項增加產量、改善品質和增強抗 性(抵抗力)的重要措施，尤其是在禾谷類植物如水稻和小麥等在分蘗至拔節(jié)期即進入吸 收硅素的旺盛階段施用硅肥，則上述效果十分明顯。
我國有3億畝水稻土壤缺硅，若施用硅素肥料，按每畝500Kg產量計算，每畝增產 10%即為50Kg/畝，那么可增產糧食150億公斤，也等同于增加10%的可耕地3000萬畝，因 此硅肥在農業(yè)上的應用不僅具有現實意義，而且有戰(zhàn)略意義。
目前，我國施用的硅肥均為礦渣或爐渣硅肥，對比可由以下文獻印證如發(fā)明專利 公開號CN86107166A公開了一種利用煤催化氣化后的爐渣制取硅酸鉀復合肥料的方法；又 如授權公告號CN100500622C介紹了脫硫灰渣與鉀礦石復合焙燒生產鉀鈣硅酸復合肥料； 還如公開號CN101125772A推薦了用含鈦高爐渣制備固態(tài)鈣硫鎂鐵氮硅復合肥料的方法； 再如公開號CN101508610A揭示了用磷礦粉、鉀長石、煤矸石、菱鎂礦粉、氮肥、膨潤土、硅澡 土和微量元素制成緩釋長效復合肥料。
上述含硅肥料所存在的不足在于一是有效硅含量低，施用量和運輸成本大并且不足以體現本申請人在上面提到的諸如增進植物光合作用、減輕鐵、錳和鋁的離子的毒害、 改善作物對氮和磷的吸收與作用和增強植物抵御病蟲害侵襲的理想效果；二是由于他們所 屬于拘溶性硅肥，植物不能直接吸收，因而增效效果差；三是含有一定量的重金屬成分，易 對土壤產生污染并且影響糧食品質。
鑒上，在必要提供一種得以克服已有技術中的硅肥所存在的諸多不足的化學肥 料，下面將要介紹的技術方案便是在這種背景下產生的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的任務在于提供一種無需使用礦渣或爐渣而藉以體現節(jié)約能耗、保護環(huán)境 和減少工藝環(huán)節(jié)以及運輸成本、有助于植株直接吸收而藉以提高肥料利用率和功效以及節(jié) 省肥料資源、有利于改善土質而藉以避免污染土壤和保障糧食品質的氮磷鉀硅四元肥料。
本發(fā)明的還一任務在于提供一種氮磷鉀硅四元肥料的制備方法，該方法工藝步驟 簡單并且能保障所述氮磷鉀硅四元肥料的效果的全面體現。
一種氮磷鉀硅四元肥料，其是由下列質量百分數的原料構成硅鉀肥9 10%、尿 素11 25%、氯化鉀10 20%、磷酸一銨23 35%、氯化銨12 26%、合成氨1. 3 1. 7%、硫酸2. 5 3%和凹凸棒土彡0. 05%。
一種氮磷鉀硅四元肥料，其是由下列質量百分數的原料構成硅鉀肥9 10%、尿 素11 25%、氯化鉀10 20%、磷酸一銨23 35%、氯化銨12 26%、合成氨1. 3 1. 7%、硫酸2. 5 3%、凹凸棒土彡0. 05%和活性劑彡0. 2%0
本發(fā)明所述的硅鉀肥的有效硅的質量百分含量為50 55%。
本發(fā)明所述的硫酸為稀硫酸。
本發(fā)明的還一任務是這樣來完成的，一種氮磷鉀硅四元肥料的制備方法，它包括 以下步驟
A)配料，先按質量百分比稱取如下原料硅鉀肥9 10%、尿素11 25%、氯化 鉀10 20%、磷酸一銨23 35%、氯化銨12 26%和凹凸棒土< 0. 05%，然后將上述稱 取的原料粉碎混勻，得到造粒用原料；
B)造粒，將造粒用原料引入造粒機造粒，在造粒過程中向造粒機內的造粒用原料 中加入質量百分比為1. 3 1. 7%的合成氨和質量百分比為2. 5 3%的硫酸，得到濕粒 料；
C)烘干，將濕粒料引入烘干機烘干，并且控制烘干機的進、出口溫度，得到待分篩 的半成品干粒料；
D)分篩，將半成品的干粒料引入分篩裝置分篩，得到顆粒狀的氮磷鉀硅四元肥料。
一種氮磷鉀硅四元肥料的制備方法，它包括以下步驟
A)配料，先按質量百分比稱取如下原料硅鉀肥9 10%、尿素11 25%、氯化 鉀10 20%、磷酸一銨23 35%、氯化銨12 26%和凹凸棒土< 0. 05%，然后將上述稱 取的原料粉碎混勻，得到造粒用原料；
B)造粒，將造粒用原料引入造粒機造粒，在造粒過程中向造粒機內的造粒用原料 中加入質量百分比為1. 3 1. 7%的合成氨和質量百分比為2. 5 3%的硫酸，得到濕粒 料；[0024]C)烘干，將濕粒料引入烘干機烘干，并且控制烘干機的進、出口溫度，得到待分篩 的半成品干粒料；
D)分篩并且在分篩后涂膜，先將半成品的干粒料引入分篩裝置分篩，而后將分篩 的半成品干粒料引入包膜裝置包膜，在包膜裝置包膜的過程中向半成品干粒料中引入質量 百分比為< 0. 0032%的活性劑，得到顆粒狀的并且表面包膜的氮磷鉀硅四元肥料。
本發(fā)明在步驟B)中所述的造粒機為氨酸法轉鼓造粒機；在步驟D)中所述的顆粒 的顆粒直徑為2. 0-4. 5mm。本發(fā)明在步驟C)中所述的控制烘干機的進、出口溫度是將進、出口溫度分別控制 為 120 130°C和 55 65°C。
本發(fā)明提供的技術方案因不使用礦渣或爐渣，故不存在粉碎過程，從而可體現節(jié) 能、保護環(huán)境、減少工藝環(huán)節(jié)和運輸成本；硅為可溶性硅，有助于根部直接吸收，避免肥料損 耗，增進肥效和節(jié)約肥料資源；有利于改善土質而藉以避免污染土壤和保障糧食品質。
具體實施方式
實施例1
A)配料，優(yōu)選而非限于地使用由中國河南省安陽市菲達硅鉀肥有限責任公司生產 銷售的并且有效硅的質量百分含量為50-55 %的硅鉀肥9 %、尿素11. 15 %、氯化鉀20 %、 磷酸一銨29. 72%、氯化銨26%，凹凸棒土 0. 03%，然后將上述稱取的原料粉碎并且混合均 勻，得到造粒用原料；
B)造粒，將由步驟A)得到的造粒用原料投入優(yōu)選采用由中國江蘇省宜興市無錫 永春科技有限公司生產銷售的型號為ZGW系列中的任意一種型號的氨酸化轉鼓造粒機中， 并且向造粒機內即向造料粒內加入質量百分比為1.6%的合成氨和質量百分比為2. 5%的 稀硫酸(質量百分比濃度為98%)，加入的合成氨與稀硫酸進行氨酸反應，利用氨酸反應放 熱所提供的熱量使造粒機內的物料加熱至50-60°C，優(yōu)選的方案是控制合成氨與稀硫酸的 加入量，具體以物料的pH至5. 8 6. 2為準，得到濕粒料；
C)烘干，將由步驟B)得到的濕粒料引入回轉式烘干機烘干，回轉式烘干機的進口 (入口)溫度為125°C，而出口溫度為58°C，物料出回轉式烘干機，得到待分篩的半成品干粒 料；
D)分篩，將由步驟C)得到的半成品干粒料引入分篩裝置(分篩機)分篩，得到顆 粒狀的并且顆粒直徑為2. 0 4. 5mm的氮磷鉀硅四元肥料。
實施例2
A)配料，硅鉀肥10%、尿素24. 69%、氯化鉀10%、磷酸一銨35%、氯化銨16%和 凹凸棒土 0. 01 %，然后將上述稱取的原料粉碎并且混合均勻，得到造粒用原料；
B)造粒，將由步驟A)得到的造粒用原料投入優(yōu)選采用由中國江蘇省宜興市無錫 永春科技有限公司生產銷售的型號為ZGW系列中的任意一種型號的氨酸化轉鼓造粒機中， 并且向造粒機內即向造料粒內加入質量百分比為1.3%的合成氨和質量百分比為3%的稀 硫酸(質量百分比濃度為98% )，得到濕粒料；
C)烘干，將由步驟B)得到的濕粒料引入回轉式烘干機烘干，回轉式烘干機的進口 (入口)溫度為120°C，而出口溫度為65°C，物料出回轉式烘干機，得到待分篩的半成品干粒料；
D)分篩，將由步驟C)得到的半成品干粒料引入分篩裝置(分篩機)分篩，得到顆粒狀的并且顆粒直徑為2. 0 4. 5mm的氮磷鉀硅四元肥料，其余均同對實施例1的描述。
實施例3
A)配料，硅鉀肥9.5%、尿素20%、氯化鉀18%、磷酸一銨27. 99%和氯化銨20%， 凹凸棒土 0. 03%，然后將上述稱取的原料粉碎并且混合均勻，得到待造粒料；
B)造粒，將由步驟A)得到的造粒料投入由實施例1和2所述的氨酸化轉鼓造粒機 中，并且向造粒機內即向物料內加入質量百分比為1.5%的合成氨和質量百分比為2. 8% 的稀硫酸(質量百分比濃度為98% )，得到濕粒料；
C)烘干，將由步驟B)得到的濕粒料引入回轉式烘干機烘干，回轉式烘干機的進口 (入口)溫度為130°C，出口溫度為55°C，得到待分篩的半成品干粒料；
D)分篩并且在分篩后涂膜(包膜)，將由步驟C)得到的半成品干粒料引入分篩裝 置(分篩機)分篩，在分篩后引入包膜裝置即包膜機包膜，具體是向包膜機噴入即向處于包 膜機中的粒料噴入優(yōu)選而非限于地使用由中國河北省石家莊市石家莊化工材料有限公司 生產銷售的十二烷基二甲基甜菜堿BS-12活性劑質量百分比為0. 18%，使粒料的表面均勻 分布(包覆)活性劑層，得到表面包膜的顆粒狀的并且顆粒直徑為2. 0 4. 5mm的氮磷鉀 硅四元肥料，其余均同對實施例1的描述。
權利要求
一種氮磷鉀硅四元肥料，其特征在于其是由下列質量百分數的原料構成硅鉀肥9～10％、尿素11～25％、氯化鉀10～20％、磷酸一銨23～35％、氯化銨12～26％、合成氨1.3～1.7％、硫酸2.5～3％和凹凸棒土≤0.05％。
2.根據權利要求
1所述的氮磷鉀硅四元肥料，其特征在于其是由下列質量百分數的原 料構成硅鉀肥9 10%、尿素11 25%、氯化鉀10 20%、磷酸一銨23 35%、氯化銨 12 26%、合成氨1. 3 1. 7%、硫酸2. 5 3%、凹凸棒土彡0. 05%和活性劑彡0. 2%。
3.根據權利要求
1或2所述的氮磷鉀硅四元肥料，其特征在于所述的硅鉀肥的有效硅 的質量百分含量為50 55%。
4.根據權利要求
1或2所述的氮磷鉀硅四元肥料，其特征在于所述的硫酸為稀硫酸。
5.一種如權利要求
1所述的氮磷鉀硅四元肥料的制備方法，其特征在于它包括以下步驟A)配料，先按質量百分比稱取如下原料硅鉀肥9 10%、尿素11 25%、氯化鉀 10 20%、磷酸一銨23 35%、氯化銨12 26%和凹凸棒土< 0. 05%，然后將上述稱取 的原料粉碎混勻，得到造粒用原料；B)造粒，將造粒用原料引入造粒機造粒，在造粒過程中向造粒機內的造粒用原料中加 入質量百分比為1. 3 1. 7%的合成氨和質量百分比為2. 5 3%的硫酸，得到濕粒料；C)烘干，將濕粒料引入烘干機烘干，并且控制烘干機的進、出口溫度，得到待分篩的半 成品干粒料；D)分篩，將半成品的干粒料引入分篩裝置分篩，得到顆粒狀的氮磷鉀硅四元肥料。
6.一種如權利要求
2所述的氮磷鉀硅四元肥料的制備方法，其特征在于它包括以下步驟A)配料，先按質量百分比稱取如下原料硅鉀肥9 10%、尿素11 25%、氯化鉀 10 20%、磷酸一銨23 35%、氯化銨12 26%和凹凸棒土< 0. 05%，然后將上述稱取 的原料粉碎混勻，得到造粒用原料；B)造粒，將造粒用原料引入造粒機造粒，在造粒過程中向造粒機內的造粒用原料中加 入質量百分比為1. 3 1. 7%的合成氨和質量百分比為2. 5 3%的硫酸，得到濕粒料；C)烘干，將濕粒料引入烘干機烘干，并且控制烘干機的進、出口溫度，得到待分篩的半 成品干粒料；D)分篩并且在分篩后涂膜，先將半成品的干粒料引入分篩裝置分篩，而后將分篩的半 成品干粒料引入包膜裝置包膜，在包膜裝置包膜的過程中向半成品干粒料中引入質量百分 比為< 0. 0032%的活性劑，得到顆粒狀的并且表面包膜的氮磷鉀硅四元肥料。
7.根據權利要求
5或6所述的氮磷鉀硅四元肥料的制備方法，其特征在于在步驟B)中 所述的造粒機為氨酸法轉鼓造粒機；在步驟D)中所述的顆粒的顆粒直徑為2. 0-4. 5mm。
8.根據權利要求
5或6所述的氮磷鉀硅四元肥料的制備方法，其特征在于在步驟C)中 所述的控制烘干機的進、出口溫度是將進、出口溫度分別控制為120 130°C和55 65°C。
專利摘要
一種氮磷鉀硅四元肥料及其制備方法，屬于化學肥料技術領域：
。其是由下列質量百分數的原料構成硅鉀肥9～10％、尿素11～25％、氯化鉀10～20％、磷酸一銨23～35％、氯化銨12～26％、合成氨1.3～1.7％、硫酸2.5～3％和凹凸棒土≤0.05％。本發(fā)明提供的技術方案因不使用礦渣或爐渣，故不存在粉碎過程，從而可體現節(jié)能、保護環(huán)境、減少工藝環(huán)節(jié)和運輸成本；硅為可溶性硅，有助于根部直接吸收，避免肥料損耗，增進肥效和節(jié)約肥料資源；有利于改善土質而藉以避免污染土壤和保障糧食品質。
文檔編號C05G1/00GKCN101805219SQ201010142403
公開日2010年8月18日 申請日期2010年3月26日
發(fā)明者華衛(wèi), 施勝昔, 朱元培, 陳金虎 申請人:常熟市陸富新型肥料研發(fā)有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan