專利名稱：有機復混肥料造粒粘結劑及其生產方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于有機復混肥料造粒用有機物料造粒粘結劑的生產工藝流程及用于生產城市有機廢棄物發(fā)酵物料的造粒使用技術。
國外畜禽養(yǎng)殖場基本上屬于個體經營，其規(guī)模以中、小型為主，其糞便就地發(fā)酵，就地使用；歐美種植業(yè)多為一年一季，秸稈就地粉碎、翻壓。我國規(guī)?；笄輬黾S便每年生產量約3億噸，100萬羽的雞場、1萬頭以上的豬場數(shù)不勝數(shù)，甚至20萬頭以上的養(yǎng)豬場也爭相建立；種植制度大部分地區(qū)為一年兩熟，秸稈數(shù)量大、收獲與播種間隔時間短，秸稈來不及翻壓，加上農村能源結構的變化，全國有1/3以上(2.5億噸)的秸桿過剩。城市生活垃圾產生量2億噸/年，有機物占45％～60％，基本未有效利用，因此，我國農業(yè)廢棄物和城市有機垃圾的資源化利用成為當務之急。
目前，有機物料造粒工藝有以下兩大類即擠壓式造粒，生產條狀(又稱棒狀)和圓球狀有機復混肥；用污泥或粘土類作粘結劑，生產圓顆粒狀有機復混肥。
國內有機物料造粒工藝的不足之處(1)擠壓式生產的條狀和圓球狀有機復混肥施肥機械無法施用，含水量均大于20％，運輸過程中易破碎，氣溫高時易發(fā)霉(有機物料含水量大于15％，均易發(fā)霉)；(2)用污泥或粘土類作粘結劑，適用于城市污泥糞便處理利用，不適用于規(guī)?；笄輬黾S便、作物秸稈和城市有機發(fā)酵物料生產圓顆粒狀有機復混肥，特別是生產有效養(yǎng)分大于30％的有機復混肥，污泥或粘土無法再加進去。
有機肥料商品化的難題是有機物料的造粒問題，不制造成具有一定抗壓碎能力的圓顆粒狀，就無法長途運輸和機械化施肥。
本發(fā)明的目的是為解決有機物料的造粒中的關鍵——尋找一種合適的造粒粘結劑，該粘結劑適用于有機發(fā)酵物料酵物料的造粒，又不會對環(huán)境造成污染。
高效有機復混肥造粒粘結劑的生產工藝及使用技術本發(fā)明高分子造粒粘結劑的工藝流程圖見說明書附

圖1。
本發(fā)明所涉及的造粒粘結劑生產工藝分為以下5步，即(1)聚乙烯醇縮甲醛的制備將聚乙烯醇溶于水后與甲醛在酸性催化劑存在下進行縮合反應而制得，反應如下
多余甲醛與尿素反應，生成羥甲基脲(單羥甲基脲)、(雙羥甲基脲)。
具體操作如下在90～95℃條件下，將聚乙烯醇全部溶解，降溫至50～55℃，加入稀釋甲醛水溶液，再加入鹽酸水溶液調整pH2左右，在50℃左右反應45～50min，然后升溫至75℃左右，繼續(xù)反應45～50min，冷卻至60℃，加NaOH水溶液中和至pH7.0。
原材料用量聚乙烯醇100kg，甲醛(40％)40～50kg，水1000kg，HCl和NaOH均用于調pH，尿素用于中和多余甲醛，用量依需要定。
(2)羥甲基化聚丙烯酰胺的制備聚丙烯酰胺與甲醛的羥甲基化反應在堿性條件下(pH8～10)反應速度比酸性條件下更快，反應式如下 在實際操作中，將聚丙烯酰胺溶液pH調節(jié)至10.2，加入甲醛，在30℃左右攪拌2～3小時，再用HCl調節(jié)pH至7.5。
原材料用量聚丙烯酰胺100kg，水1000kg，甲醛25～30kg，NaOH和HCl用于調節(jié)pH，用量依需要定。
(3)交聯(lián)淀粉的制備在醛類化合物作為交聯(lián)劑條件下，淀粉發(fā)生交聯(lián)反應。
在裝有攪拌器的釜內，將馬鈴薯淀粉用冷水分散為漿液，用稀硫酸調pH至2.0～3.0，加熱至90～95℃糊化1h，冷卻至常溫，假如40％的工業(yè)甲醛溶液，攪拌30～40min進行初步交聯(lián)反應，再升溫至50℃左右，繼續(xù)反應2h，用NaOH或氨水調pH至7左右。
原材料用量馬鈴薯淀粉120～150kg，水1000kg，40％甲醛8～12kg，H2SO4和NaOH用于調節(jié)pH，用量依需要定。
(4)前三種生成物按比例混合(5∶3∶2)，用混合表面活性劑Amway改性，生成高分子造粒粘結劑CF2。納米級造粒粘結劑生產工藝將以上造粒粘結劑CF2加上分散劑十二烷基苯磺酸鈉(90∶10)，經過攪拌再經過高剪切(2萬r/min)5～10min，即成納米級造粒粘結劑CF3。
高剪切設備系本發(fā)明人自行設計加工而成。關鍵部件為電機(德國產)和剪切刀及密閉的金屬圓筒，剪切刀采用高鉻高鎳奧氏體不銹鋼加工成，為鋸齒狀(見附圖2)。
造粒粘結劑使用(1)CF2先用熱水(40～50℃)溶解，可用熱水或涼水稀釋，為加速溶解，用300r/min攪拌機攪拌；CF3可用涼水，邊攪拌邊溶解。
(2)圓盤或轉鼓造粒機造粒時，根據(jù)需要的濃度將稀釋后的粘結劑水溶液高壓噴霧(大于3kg)噴入物料，在物料混合攪拌機中邊攪拌邊邊噴霧。
(3)納米級造粒粘結劑CF3在常溫條件下可完全溶于水，CF3可直接用涼水邊攪拌邊稀釋。有機發(fā)酵物料不需要烘干、粉碎，可加入粉碎后尿素、磷酸銨、氯化鉀或硫酸鉀(根據(jù)作物需要進行配比)等化肥在圓盤或轉鼓造粒機造粒，根據(jù)需要的濃度將稀釋后的粘結劑水溶液高壓噴霧(大于3kg)噴入物料混合機，粘結劑水溶液加入量按圓盤造粒機物料含水量12％～15％轉鼓造粒機物料含水量10％～12％計算；粘結劑母液用量為物料重量的0.3％～0.5％用皮帶技術送至混料機，攪拌均勻后進圓盤或轉鼓造粒機造粒，回轉或干燥筒干燥，篩分后分裝。
納米粘結劑水溶液噴嘴由上海外高橋噴霧系統(tǒng)有限公司加工，孔徑Φ5μm。
權利要求
1.一種用于有機復混肥料造粒用的有機物料造粒粘結劑，其特征在于該造粒粘結劑全水溶，適用于城鄉(xiāng)有機廢棄物造粒，可生產N、P、K有效含量為30％以上，有機物含量40％以上的圓顆粒有機復混肥，水分含量1.2％～1.7％，粘結劑用量為肥料量的0.3％～0.5％，成粒率90％以上，顆粒平均抗壓碎力10～15N；造粒粘結劑在土壤中3個月內可全部降解，對環(huán)境不產生污染適用于轉鼓式造粒機和圓盤造粒機造粒，也適用于高濃度無機復混肥(N、P、K有效養(yǎng)分＞45％)的造粒。
2.權利要求1所述復混肥料造粒粘結劑的生產生產方法，其特征是用聚乙烯醇縮甲醛、羥甲基化聚丙烯酰胺、交聯(lián)淀粉按比例混合后，用混合表面活性劑Amway改性，生成本發(fā)明的高分子造粒粘結劑CF2；CF2加入分散劑十二烷基苯磺酸鈉，通過高剪切加工成納米級有機物料造粒粘結劑CF3。
3.權利要求2所述復混肥料造粒粘結劑的生產生產方法，其特征在于其中所用的聚乙烯醇縮甲醛的制備是在90～95℃條件下，將聚乙烯醇全部溶解，降溫至50～55℃，加入稀釋甲醛水溶液，再加入鹽酸水溶液(pH2左右)，在50℃左右反應45～50min，然后升溫至75℃左右，繼續(xù)反應45～50min，冷卻至60℃，加NaOH水溶液、氨水中和pH至7.0。反應如下 多余甲醛與尿素反應，生成羥甲基脲(單羥甲基脲)，(雙羥甲基脲)
4.權利要求2所述復混肥造粒粘結劑的生產生產方法，其特征在于其中所用的羥甲基化聚丙烯酰胺的制備是將聚丙烯酰胺溶液pH調節(jié)至10.2，加入甲醛，在30℃左右攪拌2～3小時，再調節(jié)pH至7.0。反應式如下
5.權利要求2所述復混肥造粒粘結劑的生產方法，其特征在于其中所用的交聯(lián)淀粉的制備在醛類化合物作為交聯(lián)劑條件下，淀粉發(fā)生交聯(lián)反應，即
6.權利要求2所述復混肥造粒粘結劑的生產方法，其特征在于聚乙烯醇縮甲醛，羥甲基化聚丙烯酰胺，交聯(lián)淀粉按5∶3∶2的比例混合，用混合表面活性劑Amway改性，生成本發(fā)明的造粒粘結劑CF2。
7.權利要求2所述復混肥造粒粘結劑的生產方法，其特征在于生成的高分子造粒粘結劑CF2加入分散劑十二烷基苯磺酸鈉，通過高剪切加工成納米級有機物料造粒粘結劑CF3。
8.權利要求2所述復混肥造粒粘結劑的生產方法，其特征在于加工成納米級有機物料造粒粘結劑CF3中使用的高剪切設備是由關鍵部件高速電機、剪切刀和密閉的圓形金屬筒組成。
9.權利要求1所述復混肥造粒粘結劑的使用方法，其特征在于CF2先用40～50℃的熱水將溶解，可用熱水或涼水稀釋，為加速溶解，用300r/min攪拌機攪拌；CF3可直接用涼水邊攪拌邊稀釋。在圓盤或轉鼓造粒機造粒，根據(jù)需要的濃度將稀釋后的粘結劑水溶液用大于3kg的高壓噴霧噴入物料混合機，粘結劑水溶液加入量按圓盤造粒機物料含水量12％～15％轉鼓造粒機物料含水量10％～12％計算；粘結劑母液用量為物料重量的0.3％～0.5％用皮帶技術送至混料機，攪拌均勻后進圓盤或轉鼓造粒機造粒，回轉或干燥筒干燥，篩分后分裝。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造有機復混料造粒用有機物料造粒粘結劑生產方法及其應用，該造粒粘結劑全水溶，適用于生產N、P、K有效含量為30％以上，有機物含量40％以上的圓顆粒有機復混肥；造粒粘結劑在土壤中3個月內可全部降解，對環(huán)境不產生污染；也適用于高濃度無機復混肥(N、P、K有效養(yǎng)分≥45％)的造粒。該造粒粘結劑是用聚乙烯醇縮甲醛、羥甲基化聚丙烯酰胺、交聯(lián)淀粉按比例混合后，再用混合表面活性劑Amway改性，生成本發(fā)明的造粒粘結劑。該造粒粘結劑適用于轉鼓式造粒機和圓盤造粒機造粒，造粒方法簡單適用于工業(yè)化生產。
文檔編號B01J2/28GK1390812SQ0212352
公開日2003年1月15日 申請日期2002年7月2日 優(yōu)先權日2002年7月2日
發(fā)明者張夫道 申請人:張夫道