粒状肥料涂层技术、涂层材料生产工艺及配方.pdf

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摘要
申请专利号:

CN95102231.8

申请日:

1995.03.16

公开号:

CN1112538A

公开日:

1995.11.29

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

||||||公开

IPC分类号:

C05G3/00; C05G5/00; B05D1/02

主分类号:

C05G3/00; C05G5/00; B05D1/02

申请人:

广州氮肥厂;

发明人:

陈大昭; 陈际翚; 袁极雅; 贺伟佳; 陈素珍

地址:

510061广东省广州市天河区车陂路

优先权:

专利代理机构:

化学工业部化工专利服务中心

代理人:

孙伯庆

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内容摘要

一种肥料涂层材料,含有动物胶、增溶剂、有机酸、无机酸、微量元素无机盐、表面活性剂。部分预热,常温常压间断法生产。在化肥造粒塔用机械喷涂工艺或手工涂覆生产涂层肥料,涂层材料用量为0.3—0.8%,每吨产品氮含量<46%。该肥料用于粮食作物、经济作物、蔬菜作物效果显著,增产幅度:水稻5—6%、甘蔗7—8%、花生4—10%、蔬菜7—17%、小麦10.2%、棉花13.2%。

权利要求书

1: 1、一种肥料涂层材料,其特征在于涂层材料配方,含有 动物胶:          0.5~2.5份 增溶剂:          10~25份 有机酸:          0.5~
2: 5份 无机酸:          10~30份 微量元素无机盐:  30~50份 非金属元素:      40~60份 表面活性剂:      0.5~1.5份。 2、根据权利要求1所述的肥料涂层材料,其特征在于动物胶为动物皮胶、骨胶、混合胶。 3、根据权利要求1所述的肥料涂层材料,其特征在于增溶剂为无机盐类,最好为无机氨类,如尿素、硫酸铵、硝酸铵。 4、根据权利要求1所述的肥料涂层材料,其特征在于微量元素无机盐为铁、锌、锰、钼、铜、镁、钒元素的无机盐。 5、根据权利要求1所述的肥料涂层材料,其特征在于非金属元素为硼、硫、碳元素化合物。 6、根据权利要求1所述的肥料涂层材料,其特征在于表面活性剂为阳离子表面活性剂。 7、权利要求1的肥料涂层材料生产工艺,其特征在于含有动物胶、增溶剂、有机酸、无机酸、微量元素无机盐、非金属元素和表面活性剂原料,按上述比例投料,在不同时间加入铁、锌、锰、钼、铜、镁、矾元素的无机盐。原料经部分预处理,加入反应釜中,于常温常压下反应,间断法生产,反应时间50-100分钟,反应完毕分离出机械杂质后即为涂层材料。 8、一种涂层肥料,其特征在于使用权利要求1所述的肥料涂层材料作为肥料表面涂层材料。 9、根据权利要求8所述的涂层肥料,其特征在于涂层工艺为机械喷涂工艺或者手工涂覆。机械喷涂工艺采用气力输送喷射器,以压缩气为介质,将被涂覆的溶液吸入喷射器,与空气混合雾化后,喷入肥料造粒塔内,涂于肥料表面,包膜干固氧化而成涂层颗粒肥料。 10、根据权利要求8所述的涂层肥料,其特征在于喷涂工艺采用气力输送空气压力为0.3~0.5MPa;每吨肥料用涂层溶液用量为6-10公斤。 11、根据权利要求8所述的涂层肥料,其特征在于该涂层肥料用于粮食作物、经济作物、蔬菜作物。
3: 5份 增溶剂:          10~25份 有机酸:          0.5~1.5份 无机酸:          10~30份 微量元素无机盐:  30~50份 非金属元素:      40~60份 表面活性剂:      0.5~1.5份。 2、根据权利要求1所述的肥料涂层材料,其特征在于动物胶为动物皮胶、骨胶、混合胶。 3、根据权利要求1所述的肥料涂层材料,其特征在于增溶剂为无机盐类,最好为无机氨类,如尿素、硫酸铵、硝酸铵。 4、根据权利要求1所述的肥料涂层材料,其特征在于微量元素无机盐为铁、锌、锰、钼、铜、镁、钒元素的无机盐。 5、根据权利要求1所述的肥料涂层材料,其特征在于非金属元素为硼、硫、碳元素化合物。 6、根据权利要求1所述的肥料涂层材料,其特征在于表面活性剂为阳离子表面活性剂。 7、权利要求1的肥料涂层材料生产工艺,其特征在于含有动物胶、增溶剂、有机酸、无机酸、微量元素无机盐、非金属元素和表面活性剂原料,按上述比例投料,在不同时间加入铁、锌、锰、钼、铜、镁、矾元素的无机盐。原料经部分预处理,加入反应釜中,于常温常压下反应,间断法生产,反应时间50-100分钟,反应完毕分离出机械杂质后即为涂层材料。 8、一种涂层肥料,其特征在于使用权利要求1所述的肥料涂层材料作为肥料表面涂层材料。 9、根据权利要求8所述的涂层肥料,其特征在于涂层工艺为机械喷涂工艺或者手工涂覆。机械喷涂工艺采用气力输送喷射器,以压缩气为介质,将被涂覆的溶液吸入喷射器,与空气混合雾化后,喷入肥料造粒塔内,涂于肥料表面,包膜干固氧化而成涂层颗粒肥料。 10、根据权利要求8所述的涂层肥料,其特征在于喷涂工艺采用气力输送空气压力为0.3~0.5MPa;每吨肥料用涂层溶液用量为6-10公斤。 11、根据权利要求8所述的涂层肥料,其特征在于该涂层肥料用于粮食作物、经济作物、蔬菜作物。

说明书


本发明属于缓释肥料。

    现有技术:国外生产缓释肥料一般分为两大类:第一类是尿素与醛类等物质反应生成的缓释肥料;第二类是涂层肥料,采用硫磺、聚合物(聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、酚醛树脂、聚氨酯等)以及油类、石蜡等。国外生产这种肥料所使用的涂层材料一般占缓释肥料产品总重量的10-20%;每吨产品氮含量为36-37%之间,价格高,如美国涂硫尿素每吨氮的成本约提高31%,故只能用于草坪、花卉等高价作物,不能用于大田生产。

    本发明采用的技术方案克服了上述问题,生产出低成本能用于大田的涂层肥料。其方案是研制出含有动物胶的低成本涂层材料,采用机械喷射涂层技术和手工涂层技术,生产出涂层肥料,涂层材料用量只占涂层肥料产品总重量的0.3-0.8%;每吨产品氮含量为>46%,与尿素的氮含量相近,本发明的涂层尿素每吨氮的成本仅提高5.68%,只有涂硫尿素的五分之一,显示出明显的优势。

    本发明的涂层材料配方:

    动物胶:0.5~2.5份

    增溶剂:10~25份

    有机酸:0.5~1.5份

    无机酸:10~30份

    微量元素无机盐:30~50份

    非金属元素:40~60份

    表面活性剂:0.5~1.5份。

    上述的涂层材料配方中,其特征在于动物胶为动物皮胶、骨胶、混合胶等。

    上述的涂层材料配方中,其特征在于增溶剂为无机盐类,最好为无机氨类,如尿素、硫酸铵、硝酸铵等。

    上述的涂层材料配方中,其特征在于微量元素无机盐为铁、锌、锰、钼、铜、镁、钒等元素的无机盐。

    上述的涂层材料配方中,其特征在于非金属元素为硼、硫、氢、氧等元素化合物。

    上述的涂层材料配方中,其特征在于表面活性剂为阳离子表面活性剂。

    本发明的涂层材料生产工艺:含有动物胶、增溶剂、有机酸、无机酸、微量元素无机盐、非金属元素和表面活性剂等原料,按上述比例投料,在不同的时间加入铁、锌、锰、钼、铜、镁、钒等元素的无机盐。原料经部分预处理,加入反应釜中,于常温常压下反应,间断法生产,反应时间50-100分钟,反应完毕再分离出机械杂质后即为涂层材料。

    用上述工艺制备的涂层材料,与肥料如尿素颗粒表面有一定的亲和力,少量的涂层材料能均匀地涂布于肥料颗粒表面,并有少量渗透入肥料颗粒内,涂层材料干固氧化后,能在肥料颗粒表面形成一层极薄的包膜。从而改善肥料的物理性能和农化性质。根据这种特性,设计了机械喷射涂层技术和手工涂层技术,生产涂层颗粒肥料。机械喷射涂层技术生产涂层颗粒肥料流程:制备好的涂层材料溶液送至溶液槽,再用泵送至高位槽,溶液靠高位差自高位槽流出,分送至各喷射器。0.3-0.5MPa的压缩空气从外管道送入喷射器器,通过喷嘴喷射,产生抽吸作用,将涂层材料溶液吸入喷射器,气液混合后,以喷雾状喷入肥料造粒塔内,与造粒塔上部落下地颗粒肥料接触,在颗粒肥料表面形成包膜,借助于肥料本身热量,将涂层溶液中的水分蒸发掉,包膜干固氧化,完成喷涂生产工艺,送包装系统。

    机械喷射涂层工艺的主要条件:空气压力:0.3-0.5MPa,涂层液用量为每吨肥料用涂层液6-10公斤。

    通过试生产,证实其整体工艺具有如下特点:

    1.工业化流程简单,设备结构不复杂,改造容易,投资少,操作调节容易,维修工作量小,便于管理。

    2.涂层材料在常温常压下合成,喷涂过程在尿素造粒塔内与尿素生产同步进行,并且一次成型;又能利用尿素本身的热量,使包膜干固,不需另设干燥、冷却系统,具有一定先进性和新颖性及实用性。

    3.在生产过程中,减少造粒塔顶排气中尿素粉尘和氨含量,减少排气对环境的污染。

    涂层颗粒肥料在广东和河北等省南北两种气候两种土壤条件下进行大规模试验。通过室内分析,大田试验和表征示范,证明涂层颗粒肥料适用于粮食作物、经济作物和蔬菜等。阐明涂层肥料对水稻、甘蔗等的增产机理和原因,涂层肥料对水稻、甘蔗、花生、蔬菜、小麦、夏玉米、棉花等作物比一般化肥有明显效果,其增产幅度:水稻5-6%、甘蔗7-8%、花生4-10%、蔬菜(菜芯、青瓜)7%、(大白菜)17%、小麦10.2%、夏玉米9.7%、棉花13.2%。

    本发明以下列实例得到充分证明:

    实施例1:    水稻用涂层肥料

    涂层材料配方:

    动物胶:2份

    增溶剂:12份

    有机酸:0.5份

    无机酸:10份

    微量元素无机盐:15份

    非金属元素:42份

    表面活性剂:0.5份。

    按上述配方,经部分预处理,加入反应釜中,于常温常压下反应,间断法生产,反应时间50-70分钟,反应完毕再分离出机械杂质后即为涂层材料。

    制成的涂层材料喷涂于尿素颗粒表面(用量为0.7%),经干固氧化后制成涂层尿素用于水稻,经1987-1989三年试验结果综合对比,施涂层尿素的水稻有效穗数比施普通尿素的水稻综合平均亩增8000穗,实粒每穗多3.28粒。施涂层尿素的水稻综合平均亩产稻谷472.15公斤;施普通尿素的水稻综合平均亩产稻谷448.9公斤,亩增产稻谷23.25公斤,增产率5.18%;米质也是施涂层尿素的比施普通尿素的水稻如蛋白质含量高0.34%,直链淀粉高0.89%。

    实施例2:    甘蔗用涂层肥料

    涂层材料配方:

    混合胶:1份

    增溶剂:10份

    有机酸:0.5份

    无机酸:15份

    微量元素无机盐:17份

    非金属元素:50份

    表面活性剂:1份。

    按上述配方,经部分预处理,加入反应釜中,于常温常压下反应,间断法生产,反应时间70-100分钟,反应完毕再分离出机械杂质后即为涂层材料。

    制成的涂层材料拌涂于尿素颗粒表面(用量为0.7%),经干固氧化后制成涂层尿素用于甘蔗,经1987-1989三年三造试验结果综合对比表明,在亩基本苗数一致的基础上,施涂层尿素的甘蔗比施普通尿素的甘蔗亩有效茎数多40条、茎长长6.6公分、中部茎径大0.09公分、尾部茎径大0.17分;施涂层尿素的甘蔗综合平均亩产9737.74公斤,比施普通尿素的甘蔗综合平均亩产9051.95公斤,亩增产685.8公斤,增产率7.58%;施涂层尿素的甘蔗含糖量比施普通尿素的甘蔗含糖量高0.357%。

    实施例3:    花生用涂层肥料

    涂层材料配方:

    动物混合胶:1份

    增溶剂:13份

    有机酸:0.5份

    无机酸:20份

    微量元素无机盐:19份

    非金属元素:42份

    表面活性剂:0.5份。

    按上述配方,经部分预处理,加入反应釜中,于常温常压下反应,间断法生产,反应时间70-80分钟,反应完毕再分离出机械杂质后即为涂层材料。

    制成的涂层材料喷涂于尿素颗粒表面(用量为0.7%),经干固氧化后制成涂层尿素用于花生,经1988-1989二年两春一秋共三造试验结果综合对比表明,施涂层尿素的比施普通尿素的花生综合平均分枝多0.03条,单株总夹果多1.22个,饱果数多0.7个,半公斤荚果少18.3个,出仁率高0.8%,百仁重多1.4克;施涂层尿素的花生综合亩产221.6公斤,比施普通尿素的花生综合亩产203.7公斤,亩增产17.9公斤,增产率8.79%。

    实施例4:    菜芯用涂层肥料

    涂层材料配方:

    动物皮胶:1.5份

    增溶剂:15份

    有机酸:0.5份

    无机酸:15份

    微量元素无机盐:20份

    非金属元素:45份

    表面活性剂:0.7份。

    按上述配方,经部分预处理,加入反应釜中,于常温常压下反应,间断法生产,反应时间70-90分钟,反应完毕再分离出机械杂质后即为涂层材料。

    制成的涂层材料喷涂于尿素颗粒表面(用量为0.7%),经干固氧化后制成涂层尿素用于大白菜,在河北省邯郸试验结果综合对比表明增产效果显著,从构成产量因素结果看:施涂层尿素的株高52.6厘米;施普通尿素的50.8厘米;单株重施涂层尿素的3.43公斤,施普通尿素的2.74公斤,单球重施涂层尿素的2.88公斤,施普通尿素的2.16公斤;净菜率施涂层尿素的81%,施普通尿素的76.5%,平均亩产施涂层尿素的大白菜9808公斤,施普通尿素的大白菜8350公斤,平均增产1458公斤,增产率17%。

    实施例5:    小麦用涂层肥料

    涂层材料配方:

    动物皮胶:1.5份

    增溶剂:13份

    有机酸:1份

    无机酸:20份

    微量元素无机盐:22份

    非金属元素:50份

    表面活性剂:0.5份。

    按上述配方,经部分预处理,加入反应釜中,于常温常压下反应,间断法生产,反应时间70-90分钟,反应完毕再分离出机械杂质后即为涂层材料。

    制成的涂层材料喷涂于尿素颗粒表面(用量为0.7%),经干固氧化后制成涂层尿素用于小麦,从1991-1993年小麦施用等量的涂层尿素与普通尿素肥效对比(共33个点的小麦施用20-30公斤/亩)试验结果综合对比表明:增产效果显著,施涂层尿素的比施用等量的施普通尿素的增产小麦38.7公斤/亩,增产率为10.1%,且年际间的变化不大,表明涂层尿素的肥效比较稳定。它增产的表现是有效的分孽增多、穗粒数和千粒重都有增加,在品质方面,蛋白质和赖氨酸的含量亦有增加。这除与涂层中含有多种微量元素和减少氮素损失等有关外,也与涂层尿素的有效养分释放适应了小麦的吸肥规律有重要关系。单株重施涂层尿素的3.43公斤,施普通尿素的2.74公斤,单球重施涂层尿素的2.88公斤,施普通尿素的2.16公斤;净菜率施涂层尿素的81%,施普通尿素的76.5%,平均亩产施涂层尿素的大白菜9808公斤,施普通尿素的大白菜8350公斤,平均增产1458公斤,增产率17%。

    实施例6:    夏玉米用涂层肥料

    涂层材料配方:

    动物皮胶:10份

    增溶剂:15份

    有机酸:6份

    硼酸:4份

    钼酸盐:0.2份

    硫酸锰:20份

    硫酸锌:24份

    硫酸镁:24份

    硫酸铜:24份

    硫酸亚铁:136份

    尿素:152份

    阳离子表面活性剂(905):30份。

    按上述配方,经部分预处理,加入反应釜中,于常温常压下反应,间断法生产,反应时间50-70分钟,反应完毕再分离出机械杂质后即为涂层材料。

    制成的涂层材料喷涂于尿素颗粒表面(用量为0.7%),经干固氧化后制成涂层尿素用于夏玉米,根据1991-1993年30个涂层尿素与普通尿素肥效对比验点的统计结果综合对比表明:施用涂层尿素的可增加玉米的径粗,增加功能叶片的光合能力,促进植株健壮且能延续植株衰老的作用,故对夏玉米的穗部性状即穗粒数和千粒重有重大影响,三年试验证明施用涂层尿素的夏玉米穗粒数和千粒重均比施普通尿素的高。1991年分别增加33.5粒和13.3克。

    实施例7:    棉花用涂层肥料

    涂层材料配方:

    动物皮胶:1份

    增溶剂:10份

    有机酸:1份

    无机酸:20份

    微量元素无机盐:22份

    非金属元素:50份

    表面活性剂:0.5份。

    按上述配方,经部分预处理,加入反应釜中,于常温常压下反应,间断法生产,反应时间70-100分钟,反应完毕再分离出机械杂质后即为涂层材料。

    制成的涂层材料喷涂于尿素颗粒表面(用量为0.7%),经干固氧化后制成涂层尿素用于棉花,从1991-1993年棉花全试验区共32个点,施用涂层尿素的棉花亩产皮棉74.5公斤,施用普通尿素的棉花亩产皮棉65.8公斤,施涂层尿素的比施用等量的施普通尿素的棉花始花期早二天,吐絮期早二~三天,因此霜前花多,僵瓣率少,据多点统计:霜前花多14.3%,衣分多0.5%,绒长多1.3毫米。棉花纤维物理指标测定结果,施用涂层尿素比施普通尿素,纤维细度多60米,提高1.1%,光电仪主体长度多0.5毫米,提高1.5%,强力多0.1克,提高2.5%,断裂长度多0.8千米,提高3.6%,成熟系数多0.04,提高2.6%,改善了棉花品质。

    实施例8:    涂层复合肥甘蔗应用

    涂层材料配方:

    混合胶:1份

    增溶剂:10份

    有机酸:0.5份

    无机酸:15份

    微量元素无机盐:15份

    非金属元素:45份

    表面活性剂:0.5份。

    按上述配方,经部分预处理,加入反应釜中,于常温常压下反应,间断法生产,反应时间50-100分钟,反应完毕再分离出机械杂质后即为涂层材料。

    加入复合肥料总重量的1.5%已制成的涂层材料,与复合肥料搅拌均匀后烘干,即成涂层复合肥料。

    现选用N∶P∶K=11∶6∶8的复合肥料和同样配比的涂层复合肥料施用于甘蔗,每亩用量190公斤,分基肥、分孽肥、生长肥三次施入,1991年3月上旬下种,1992年2月25日收获,根据现场试验观察调查,涂层复合肥料肥效长,能够适应甘蔗各生育期供肥需求,农艺性状好,施用复合肥料的比施用普通复合肥料的蔗茎长15.3厘米、蔗茎增粗0.11厘米、单茎重增长0.016公斤、亩有效茎数多286条,结果施涂层复合肥料亩产甘蔗4870公斤,施普通复合肥料亩产甘蔗4464公斤,亩增产甘蔗406公斤,增产率9.1%。

    实施例9   涂层材料的制备

    生产1吨用于尿素造粒塔喷涂的材料的制备方法:向带搅拌的反应釜内加入500公斤热水,开动搅拌器,加入10公斤动物胶,搅拌30分钟,加入尿素152公斤,搅拌10分钟,然后依次加入硼酸4公斤、有机酸6公斤,搅拌5分钟后加入硫酸锰20公斤、硫酸锌24公斤、硫酸镁24公斤、硫酸铜4公斤,继续搅拌至所加入的无机盐完全溶解,再加入905阳离子表面活性剂30公斤,搅拌均匀后加入硫酸亚铁136公斤,继续搅拌至完全溶解,最后加入钼酸盐0.2公斤,搅拌5分钟,可取出分离一些混入的机械杂质后即为涂层材料。

    实施例10    喷涂工艺

    尿素系统处于正常生产状态;检查整个喷涂系统设备、阀门、各项工艺条件符合开工的正常状态。将涂层溶液放入地下槽,到一定液位高度,开动溶液泵,将涂层溶液送至高位槽,待高位槽液位升至1/2时,打开高位槽出口阀,涂层溶液沿管道流至装在造粒塔下部通器门的喷嘴的调节阀前,然后开启接入喷嘴的压缩空气,并保持总管压缩空气压力稳定在0.4MPa,检查各喷气喷嘴喷气正常后,稍开各喷嘴之溶液调节阀,根据尿素产量控制涂料投入量每吨尿素用涂料627公斤,然后观察出造粒塔涂层尿素的颜色、喷涂均匀性、水分含量等情况,以各喷嘴之间的夹角、仰角、涂料投入量、压缩空气压力等条件变动来控制涂层尿素质量,即可得符合本专利要求的涂层尿素。

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一种肥料涂层材料,含有动物胶、增溶剂、有机酸、无机酸、微量元素无机盐、表面活性剂。部分预热,常温常压间断法生产。在化肥造粒塔用机械喷涂工艺或手工涂覆生产涂层肥料,涂层材料用量为0.30.8,每吨产品氮含量46。该肥料用于粮食作物、经济作物、蔬菜作物效果显著,增产幅度:水稻56、甘蔗78、花生410、蔬菜717、小麦10.2、棉花13.2。。

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