分層緩控多元肥及其制造工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種肥料和生產(chǎn)方法，即一種分層緩控多元肥及其制造工藝，其特征在于：提供一種分層緩控多元肥，這種肥料包括以下原料：尿素60-75重量份，粘合劑1.5-5重量份，拒水粉10-15份，褐煤腐植酸5-15重量份。有益效果是：尿素分層包裹，各層密度和拒水性根據(jù)實驗數(shù)據(jù)設(shè)定，緩釋控釋性能得到優(yōu)化，其養(yǎng)分利用率提高兩倍以上。包裹材料含水極少，加工過程中氮素不會損失，凝固后具有良好的拒水性和密封性。實驗表明：這種肥料具有加工簡單、成本低廉、使用方便、可控性強(qiáng)等優(yōu)點，深受試驗地農(nóng)民的好評，市場前景十分可觀。
【專利說明】分層緩控多元肥及其制造工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種肥料和生產(chǎn)方法，即一種分層緩控多元肥及其制造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]化肥的使用對于糧食產(chǎn)量的提高發(fā)揮了巨大作用?？墒?，由于化肥在農(nóng)田里溶解較快，不能長時間提供養(yǎng)分，因而需要多次施肥，勞動強(qiáng)度較大，養(yǎng)分利用率低。為此，人們提出了化肥緩釋和控釋技術(shù)。所謂緩釋是指養(yǎng)份釋放速率較慢，所謂控釋是指在設(shè)定的時間釋放養(yǎng)分。緩釋控釋肥料能改變傳統(tǒng)的施肥方式，可減少追肥次數(shù)，實現(xiàn)一次性施肥，可大幅度提高肥料利用率，減少肥料施用量，減輕勞動強(qiáng)度，降低成本，增加收益，是化肥使用技術(shù)的一次階段性的進(jìn)步?，F(xiàn)有緩釋控釋化肥的加工方法主要有以下四種:1、合成緩溶有機(jī)氮肥，如脲甲醛(UF)、異丁叉十脲(IBDU)等；2、合成緩溶無機(jī)氮肥，如磷酸銨鎂(NH4MgP04)等；3、生產(chǎn)抑制劑改良的緩釋肥料，如長效碳銨(添加DCD))、長效尿素(添加HQ)等。4、包膜(裹)緩釋/控釋肥料,如硫衣尿素、涂層尿素、Nutricote CAFS >Luxuriance (樂喜施)；前三種，目前已經(jīng)在化肥中使用，緩釋效果很好，但緩釋的時間還比較短，并且難以達(dá)到控釋的標(biāo)準(zhǔn)。后一種不僅能夠緩釋，而且控釋效果也很好，但肥料的成分還很單一，不能代替有機(jī)肥料的作用。為了解決這個問題，人們研制了復(fù)合肥，采用腐植酸、泥炭土等有機(jī)肥料包裹化肥，既可提供養(yǎng)分，又能改良土壤結(jié)構(gòu)，也具有一定的緩釋作用，很受農(nóng)民歡迎?？墒?，現(xiàn)有復(fù)合肥存在以下問題:一是還不能實現(xiàn)控釋。二是養(yǎng)分還是比較單一，由于氮肥不宜和鉀肥特別是草木灰混合，現(xiàn)有復(fù)合肥料多為氮素肥料，還不能同時提供鉀肥。三是復(fù)合肥料在造粒過程中多采用水或含水的粘合劑，使氮素產(chǎn)生一定的溶解揮發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種緩釋控釋性能好，加工過程養(yǎng)分不損失，可同時提供多種養(yǎng)分，可改良土壤，且成本較低、使用方便、肥效顯著的肥料。
[0004]上述目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:提供一種分層緩控多元肥，這種肥料包括以下原料:尿素60-75重量份，粘合劑1.5-5重量份，拒水粉10-15份，褐煤腐植酸5-15重量份。
[0005]所說的粘合劑是聚氨酯或不飽和聚酯樹脂。
[0006]所說的粘合劑是粘土和水?dāng)嚢瓒傻娜闋钫惩烈夯蝠っ缀退訜岫傻娜闋铕っ滓?，其中的黏米液是用糯米?0-50倍重量的水加熱熬制的粘稠液體或面粉加10-30倍重量的水熬制的粘稠液體。
[0007]所說的拒水粉由粉煤灰和脂肪酸制成，具體制法是:粉煤灰加熱到75-80°C投入碾磨機(jī)，將以脂肪酸防水劑按100:1.5-2的比例加入于熱粉煤灰中，碾磨20-30分鐘，脂肪酸在碾磨中進(jìn)行滲透并且包裹粉煤灰的表面，再經(jīng)熱風(fēng)烘干，排出有害氣體，成為防水粉。
[0008]所說的拒水粉是有機(jī)醇鈉與粉煤灰制成，具體制法是:將有機(jī)硅醇鈉與粉煤灰混合進(jìn)行反應(yīng)，生成防水漿料，在二氧化碳環(huán)境下再進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)烘干制得防水粉。
[0009]所說的拒水粉是120目以上的滑石粉或方解石粉與脂肪酸酯以100:1-2的比例混合，在100-120°C溫度下攪拌，再保溫半小時即可。
[0010]所說的拒水粉是把120目以上的沸石粉和石蠟乳液以100:0.5-2的重量比混合，在80-100°C下充分?jǐn)嚢柩心?，直至石蠟乳液完全吸收，冷卻至常溫即可。
[0011]所說的原料還包括固氮菌劑0.3-2重量份、娃酸鹽菌劑0.2-1.5重量份或鉀含量50-60%的氯化鉀肥或硫酸鉀肥5-10重量份。
[0012]所說的肥料的制造方法是:將尿素20-25份放入造粒盤，噴入霧化聚氨脂1.5-2.5重量份，同時噴入拒水粉5-6份，滾動形成微孔層；再加入尿素20-30份，同時噴入霧化聚氨脂0.8-1.5份、拒水粉4-5份、褐煤腐植酸2-5份，滾動形成中孔層；再加入尿素20-25重量份，噴入霧化聚氨脂0.4-1份，拒水粉2-3份，同時加入生化腐植酸6-18份，滾動形成大孔 層。
[0013]所說的肥料的制造方法是:將尿素20-25份放入造粒盤，噴入霧化聚氨脂1.5-2.5重量份，同時噴入拒水粉5-6份，滾動形成微孔層；再加入尿素20-30份，同時噴入霧化聚氨脂0.8-1.5份、拒水粉4-5份、褐煤腐植酸2-5份，滾動形成中孔層；再加入尿素20-25重量份，噴入霧化聚氨脂0.4-1份，同時加入拒水粉2-3份，滾動形成大孔層，取出待凝固干燥后再放入造粒盤，噴入霧化乳狀粘土液或乳狀黏米液，褐煤腐植酸2-5份、固氮菌劑0.3-2重量份、硅酸鹽菌劑0.2-1.5重量份，滾動形成附加層。
[0014]所說的肥料的制造方法是:將尿素20-25份放入造粒盤，噴入霧化聚氨脂1.5-2.5重量份，同時噴入拒水粉5-6份，滾動形成微孔層；再加入尿素20-30份，同時噴入霧化聚氨脂0.8-1.5份、拒水粉4-5份，褐煤腐植酸2-5份，滾動形成中孔層；再加入尿素20-25重量份，噴入霧化聚氨脂0.4-1份，同時加入拒水粉2-3份，褐煤腐植酸2-5份，滾動形成大孔層，取出待凝固干燥后再放入造粒盤，噴入霧化乳狀粘土液或乳狀黏米液，同時加入氯化鉀或硫酸鉀或草木灰5-10重量份，滾動形成附加層，成球后50-60°C下烘干。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:尿素分層包裹，各層密度和拒水性根據(jù)實驗數(shù)據(jù)設(shè)定，緩釋控釋性能得到優(yōu)化，其養(yǎng)分利用率提高兩倍以上。包裹材料含水極少，加工過程中氮素不會損失，凝固后具有良好的拒水性和密封性。實驗表明:這種肥料具有加工簡單、成本低廉、使用方便、可控性強(qiáng)等優(yōu)點，深受試驗地農(nóng)民的好評，市場前景十分可觀。
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明總的構(gòu)思是將尿素用粘合劑及拒水粉包裹起來，形成可控的緩釋層，滿足作物各生長階段對養(yǎng)分的需求。下面圍繞這一構(gòu)思介紹六個實施例:
[0017]第一種實施例:將尿素20-25份放入造粒盤，噴入霧化聚氨脂1.5-2.5重量份，同時噴入拒水粉5-6份，滾動形成微孔層；再加入尿素20-30份，同時噴入霧化聚氨酯0.8-1.5份、拒水粉4-5份、褐煤腐植酸2-5份，滾動形成中孔層；再加入尿素20-25重量份，噴入霧化聚氨脂0.4-1份，拒水粉2-3份，同時加入生化腐植酸6-18份，滾動形成大孔層。
[0018]這里的聚氨酯可采用市售的各種液體或可配制成液體的聚氨酯產(chǎn)品，推薦采用聚氨酯防水涂料，有雙組份和單組份兩種，其中單組份涂料比較簡便，是由異氰酸酯、聚醚等經(jīng)加成聚合反應(yīng)而成的含異氰酸酯基的預(yù)聚體，配以催化劑、無水助劑、無水填充劑、溶劑等，經(jīng)混合等工序加工制成的單組分聚氨酯防水涂料。
[0019]這里的拒水粉由粉煤灰和脂肪酸制成，具體制法是:粉煤灰加熱到75-80°C投入碾磨機(jī)，將以脂肪酸防水劑按100:1.5-2的比例加入于熱粉煤灰中，碾磨20-30分鐘，脂肪酸在碾磨中進(jìn)行滲透并且包裹粉煤灰的表面，再經(jīng)熱風(fēng)烘干，排出有害氣體，成為防水粉。
[0020]采用聚氨酯速凝粘合劑，不會造成化肥的溶解，可是，用量過多會增加成本，而且崩解時間過長。加入拒水粉與聚氨酯共同結(jié)成封閉膜，既可降低聚氨酯的用量，又可防止水分的進(jìn)入，延長化肥溶解的時間，而拒水粉的基料均為對土壤結(jié)構(gòu)有利且容易降解的材料，降解時間短于聚氨酯，因而能夠及時崩解，達(dá)到緩釋控釋的目的。
[0021]使用時，先對粉煤灰進(jìn)行化驗，選用有毒物質(zhì)含量不超標(biāo)的粉煤灰，并且篩除金屬等雜質(zhì)，然后參與造粒。據(jù)測定，粉煤灰中含鈣1%、鉀1.8%、磷0.66%、鈉0.27%、鎂
0.16%、鐵2%、銅32ppm、鋅26ppm、猛300ppm,可為土壤的補(bǔ)給肥源。實驗表明:施用本肥料的土壤孔隙度明顯增加，土壤容重減輕，土壤保肥水能力提高，地溫提高0.7°C?1.2°C。特別是對于粘土、鹽堿土改良效果十分突出，豆科作物增產(chǎn)效果尤其顯著。
[0022]粉煤灰加入球肥此前未見報道，而且是一個頗具爭議的問題，許多復(fù)合肥廠家認(rèn)為，粉煤灰氮素養(yǎng)分很低，雖然具有改良土壤的效果，但增加了肥料的體積，運輸和使用都不方便，得不償失。但從本項實驗效果來看，加入粉煤灰還是有價值的，試點農(nóng)戶普遍認(rèn)為可行，紛紛預(yù)訂產(chǎn)品，可見前景十分樂觀。
[0023]實驗情況:2009年以來，分別進(jìn)行了室內(nèi)實驗和田間實驗，情況簡介如下:
[0024]一、室內(nèi)實驗:
[0025]1、飽和水浸實驗。將內(nèi)層、中層、外層配方分別制成標(biāo)準(zhǔn)樣，浸水，記錄崩解時間，從中優(yōu)選本例的配方，其崩解 時間分別為5天、12天、30天，說明三個包裹層的拒水性能呈較大的梯次變化。
[0026]2、建立試驗床，模擬田間土壤含水量的變化，按玉米的生育期，即播種前15天、拔節(jié)期、揚花期三次灌溉，土壤含水量短時間達(dá)到飽和水，平時含水量達(dá)20-25%，氣溫分別為15-200C /30 天、20-25°C /30 天、22_30°C /30 天、18_25°C /30 天。將多種配方的樣本分別進(jìn)行實驗，本例樣本的各層平均崩解時間分別為10天、45天、90天，合乎農(nóng)藝要求，故定為優(yōu)選配方。
[0027]二、田間實驗:
[0028]2010-2011年，進(jìn)行了多點田間實驗，在同品種、同地塊、同用肥量、同管理的情況下，進(jìn)行了多種對比。實驗組采用播種同時一次性深施，對照組分別為播種同時一次性深施和一次底肥、兩次追肥。兩次追肥分為人工扎眼追肥和機(jī)械追肥。實驗結(jié)果顯示:與一次施肥相比，實驗組產(chǎn)量提高15%。與三次施肥的機(jī)械追肥相比，產(chǎn)量提高8%，產(chǎn)生成本降低5%。與人工追肥相比，產(chǎn)量提高11%，施肥成本降低了 20%?？梢姡@種使用這種肥料的效益是十分顯著的，受到了實驗區(qū)農(nóng)戶的高度贊揚。
[0029]第二種實施例:制備粘土液或黏米液備用。其中，粘土液由粘土和水?dāng)嚢柚瞥扇闋?，黏米液推薦參與糯米加20-50倍重量的水加熱熬制成乳狀液，或面粉加10-30倍重量的水熬制的乳狀液。
[0030]制備拒水粉:取有機(jī)醇鈉，其中典型的市售產(chǎn)品是甲基硅醇鈉，分子式:(CH3) 3Si0Na,將有機(jī)硅醇鈉與粉煤灰混合進(jìn)行反應(yīng)，生成防水漿料，在二氧化碳環(huán)境下再進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)烘干得防水粉。
[0031]將尿素20-25份放入造粒盤,噴入霧化聚氨脂1.5-2.5重量份，同時噴入拒水粉5-6份，滾動形成微孔層；再加入尿素20-30份，同時噴入霧化聚氨脂0.8-1.5份、拒水粉
4-5份、褐煤腐植酸2-5份，滾動形成中孔層；再加入尿素20-25重量份，噴入霧化聚氨脂
0.4-1份，同時加入拒水粉2-3份，滾動形成大孔層，取出待凝固干燥后再放入造粒盤，噴入霧化乳狀粘土液或乳狀黏米液，褐煤腐植酸2-5份、固氮菌劑0.3-2重量份、硅酸鹽菌劑
0.2-1.5重量份，滾動形成附加層。
[0032]這里的固氮菌劑的作用是吸收土壤內(nèi)的氮素，同時降低肥料中氮素的釋放。硅酸鹽菌劑是能分解土壤最主要成分硅鋁酸鹽，釋放出鉀和其它灰份元素，將土壤中磷灰土和磷灰石的磷轉(zhuǎn)變?yōu)榭山o態(tài)磷，而且能固定空氣中的氮素。目前，這種硅酸鹽菌劑都是作為菌肥單獨使用，還沒有與尿素復(fù)合的報道。本例采用隔離層外附加菌肥，通過一次施肥即可達(dá)到活化土壤中的鉀以及釋磷固氮的效果。
[0033]實驗結(jié)果顯示:與一次施肥相比，·實驗組產(chǎn)量提高22%。與三次施肥的機(jī)械追肥相比，產(chǎn)量提高12.6%，產(chǎn)生成本降低5 %。與人工追肥相比，產(chǎn)量提高15.3%，施肥成本降低了 20%。
[0034]第三種實施例:制備粘土液或黏米液備用。其中，粘土液由粘土和水?dāng)嚢柚瞥扇闋睿っ滓和扑]參與糯米加20-50倍重量的水加熱熬制成乳狀液，或面粉加10-30倍重量的水熬制的乳狀液。
[0035]制備拒水粉:120目以上的滑石粉或方解石粉與脂肪酸酯以100:1-2的比例混合，在100-120°C溫度下加熱并攪拌，再保溫半小時即可。
[0036]將尿素20-25份放入造粒盤,噴入霧化聚氨脂1.5-2.5重量份，同時噴入拒水粉
5-6份，滾動形成微孔層；再加入尿素20-30份，同時噴入霧化聚氨脂0.8-1.5份、拒水粉
4-5份，褐煤腐植酸2-5份，滾動形成中孔層；再加入尿素20-25重量份，噴入霧化聚氨脂
0.4-1份，同時加入拒水粉2-3份，褐煤腐植酸2-5份，滾動形成大孔層，取出待凝固干燥后再放入造粒盤，噴入霧化乳狀粘土液或乳狀黏米液，同時加入氯化鉀或硫酸鉀或草木灰
5-10重量份，滾動形成附加層，成球后50-60°C下烘干。
[0037]第四種實施例:以不飽和聚酯樹脂等量替代前三個實施例所用的粘合劑聚氨酯。具體方式以191不飽和聚酯樹脂為例:把促進(jìn)劑或固化劑之一與基質(zhì)混合，在造粒盤上用兩個噴頭對里面的物料進(jìn)行噴霧球化，其用量可參照前三個實施例的聚氨酯的用量，由內(nèi)向外逐漸遞減。不飽和聚酯樹脂可以按照商品說明稀釋到最小濃度，固化速度可以按照商品說明并且根據(jù)加工需要通過改變固化劑和促進(jìn)劑的量來調(diào)整。
[0038]實驗表明:以不飽和聚酯樹脂替代聚氨酯，其緩釋作用和增產(chǎn)效果更為顯著。但由于不飽和聚酯樹脂的固化速度很快，固化前必須散開，否則容易成坨。為了減輕這個環(huán)節(jié)的難度，推薦采用石蠟包裹在沸石粉的表面而制成的拒水粉。具體制法是:120目以上的沸石粉和石蠟乳液以100:0.5-2的重量比混合，在80-100°C下充分?jǐn)嚢柩心?，直至石蠟乳液沒有剩余，冷卻至常溫即可得到拒水粉。顯然，石蠟與不飽和聚酯樹脂容易脫離，可以防止球體的粘連。
【權(quán)利要求】
1.一種分層緩控多元肥及其制造工藝，其特征在于:提供一種分層緩控多元肥，這種肥料包括以下原料:尿素60-75重量份，粘合劑1.5-5重量份，拒水粉10-15份，褐煤腐植酸5-15重量份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分層緩控多元肥及其制造工藝，其特征在于:所說的粘合劑是聚氨酯或不飽和聚酯樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分層緩控多元肥及其制造工藝，其特征在于:所說的粘合劑是粘土和水?dāng)嚢瓒傻娜闋钫惩烈夯蝠っ缀退訜岫傻娜闋铕っ滓海渲械酿っ滓菏怯门疵准?0-50倍重量的水加熱熬制的粘稠液體或面粉加10-30倍重量的水熬制的粘稠液體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分層緩控多元肥及其制造工藝，其特征在于:所說的拒水粉由粉煤灰和脂肪酸制成，具體制法是:粉煤灰加熱到75-80°C投入碾磨機(jī)，將以脂肪酸防水劑按100:1.5-2的比例加入于熱粉煤灰中，碾磨20-30分鐘，脂肪酸在碾磨中進(jìn)行滲透并且包裹粉煤灰的表面，再經(jīng)熱風(fēng)烘干，排出有害氣體，成為防水粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分層緩控多元肥及其制造工藝，其特征在于:所說的拒水粉是有機(jī)醇鈉與粉煤灰制成，具體制法是:將有機(jī)硅醇鈉與粉煤灰混合進(jìn)行反應(yīng)，生成防水漿料，在二氧化碳環(huán)境下再進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)烘干制得防水粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分層緩控多元肥及其制造工藝，其特征在于:所說的拒水粉是120目以上的滑石粉或方解石粉與脂肪酸酯以100:1-2的比例混合，在100-120°C溫度下攪拌，再保溫半小時即可。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分層緩控多元肥及其制造工藝，其特征在于:所說的拒水粉是把120目以上的沸石粉和石蠟乳液以100:0.5-2的重量比混合，在80-100°C下充分?jǐn)嚢柩心ィ敝潦炄橐和耆?，冷卻至常溫即可。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的 分層緩控多元肥及其制造工藝，其特征在于:所說的原料還包括固氮菌劑0.3-2重量份、硅酸鹽菌劑0.2-1.5重量份或鉀含量50-60%的氯化鉀肥或硫酸鉀肥5-10重量份。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分層緩控多元肥及其制造工藝，其特征在于:所說的肥料的制造方法是:將尿素20-25份放入造粒盤，噴入霧化聚氨脂1.5-2.5重量份，同時噴入拒水粉5-6份，滾動形成微孔層；再加入尿素20-30份，同時噴入霧化聚氨脂0.8-1.5份、拒水粉4-5份、褐煤腐植酸2-5份，滾動形成中孔層；再加入尿素20-25重量份，噴入霧化聚氨脂0.4-1份，拒水粉2-3份，同時加入生化腐植酸6-18份，滾動形成大孔層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分層緩控多元肥及其制造工藝，其特征在于:所說的肥料的制造方法是:將尿素20-25份放入造粒盤，噴入霧化聚氨脂1.5-2.5重量份，同時噴入拒水粉5-6份，滾動形成微孔層；再加入尿素20-30份，同時噴入霧化聚氨脂0.8-1.5份、拒水粉4-5份、褐煤腐植酸2-5份，滾動形成中孔層；再加入尿素20-25重量份，噴入霧化聚氨脂0.4-1份，同時加入拒水粉2-3份，滾動形成大孔層，取出待凝固干燥后再放入造粒盤，噴入霧化乳狀粘土液或乳狀黏米液，褐煤腐植酸2-5份、固氮菌劑0.3-2重量份、硅酸鹽菌劑0.2-1.5重量份，滾動形成附加層。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分層緩控多元肥及其制造工藝，其特征在于:所說的肥料的制造方法是:將尿素20-25份放入造粒盤，噴入霧化聚氨脂1.5-2.5重量份，同時噴入拒水粉5-6份，滾動形成微孔層；再加入尿素20-30份，同時噴入霧化聚氨脂0.8-1.5份、拒水粉4-5份，褐煤腐植酸2-5份，滾動形成中孔層；再加入尿素20-25重量份，噴入霧化聚氨脂0.4-1份，同時加入拒水粉2-3份，褐煤腐植酸2-5份，滾動形成大孔層，取出待凝固干燥后再放入造粒盤，噴入霧化乳狀粘土液或乳狀黏米液，同時加入氯化鉀或硫酸鉀或草木灰5-10重量份，滾動形 成附加層，成球后50-60°C下烘干。
【文檔編號】C05G3/08GK103435425SQ201310382880
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】王中臣, 王延鳴 申請人:王中臣