CN1246262C

CN1246262C - 控释磷铵生产方法

Info

Publication number: CN1246262C
Application number: CNB021343020A
Authority: CN
Inventors: 廖宗文; 宋波; 毛小云; 关平霄
Original assignee: South China Agricultural University
Current assignee: South China Agricultural University
Priority date: 2002-07-05
Filing date: 2002-07-05
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2022-07-05
Also published as: US20040003636A1; US7252697B2; CN1396144A; RU2263093C2

Abstract

本发明涉及肥料制备领域，本发明包括原料粉碎、研磨、混合、化成、干燥。在磷铵料浆浓缩前加入控释材料混匀后再干燥成产品，或在磷铵料浆后加入控释材料混匀后加入硫酸经酸化处理后干燥后成产品，或于磷铵粉中加入控释材料和水混匀后研磨，堆放活化后干燥成产品，或于磷铵粉中加入控释材料和水混匀研磨，于混合物中加入硫酸进行酸化成鲜肥，干燥后成产品。产品能显著提高氮、磷的利用率，其生产设备在磷胺生产设备或以磷铵为基础肥料的复肥生产设备基础上不必作大的改动，有利于现有磷铵以及以磷铵为基础肥料的复肥生产厂家利用现有设备加工生产。

Description

控释磷铵生产方法

技术领域

本发明属于肥料制造领域。

技术背景

磷铵是一种含有氮、磷两种营养元素的重要复合肥料，占全世界磷肥总产量的58％。磷铵既可以作基肥，也可以作追肥，并可以作为复混肥的基础肥料，与各种肥料掺混具有很好的配伍性。磷铵及其它磷肥，包括过磷酸钙、重钙、硝酸磷肥、钙镁磷肥等的一个最大的缺点是施入土壤后易被固定成缓效或无效磷，对作物的有效性不高。一般当季节利用率为15-20％。如何改进磷肥生产工艺，降低成本，提高磷肥有效性一直备受关注。本发明针对这些问题经长期研究，在磷铵生产中或以磷铵为基础肥料加入有机无机控释材料获得了明显的效果，在对新磷肥的成键和结构特点研究的基础上发明了生产控释磷铵的工艺方法。

发明内容

本发明包括粉碎、研磨、混合、化成、干燥，在生产磷铵过程中加入控释材料或在磷铵产品中加入控释材料来实现。一、在磷铵料浆浓缩前加入占磷铵粉量的3-35％粉碎后的控释材料，混匀后再将料浆蒸发浓缩，使含水量降到25％-35％，经喷浆造粒干燥制得控释粒状磷铵产品或喷雾干燥、流化造粒干燥制得粉状控释磷铵产品；或在磷铵料浆浓缩前加入占磷铵粉量3-35％粉碎后控释材料，混匀后于浆状物中加入磷铵料浆量1-20％硫酸置于混合器中进行酸化，将酸化处理后的料浆蒸发浓缩，使含水量降到25％-35％，经喷浆造粒干燥制得控释粒状磷铵产品或喷雾干燥、流化造粒干燥制得粉状控释磷铵产品；二、于磷铵粉中加入占磷铵粉量的3-35％粉碎后的控释材料和占磷铵粉量3-40％的水，混匀后充分研磨，将混合研磨物堆放活化后烘干成产品；或于磷铵粉中加入占磷铵粉量的5-35％的粉碎后的控释材料和占磷铵粉量3-40％的水，混匀后充分研磨，于混合物中加入占磷铵料浆量的1-20％硫酸置于混合器中进行酸化，将酸化处理后的料浆移至化成室化成为鲜肥，将鲜肥烘干成产品。

上述所说的控释材料是沸石、蒙脱石、柱撑蒙脱石、木质素，包括碱木素和木素磺酸盐，酸化控释材料为：酸化沸石、酸化蒙脱石、酸化柱撑蒙脱石、酸处理木质素，包括酸处理碱木素和酸处理木素磺酸盐。

在控释磷铵生产过程中，控释材料的加入量为磷铵粉的3-35％，控释材料可以选用一种，也可以选用多种，在加入多种控释材料时，控释材料总加入量不能超过其中一种应加入量的最大值。

本发明实施过程依据设备和原料条件可采取下述四种过程中一种：一、将控释材料或酸化控释材料粉碎过80-400目筛，于磷铵料浆浓缩前按比例加入控释材料的其中一种或多种，混合均匀后再将料浆蒸发浓缩，使含水量降到25％-35％，经喷浆造粒干燥制得控释粒状磷铵产品或喷雾干燥、流化造粒干燥制得粉状控释磷铵产品；二、将控释材料的其中一种或多种粉碎过80-400目筛，按比例于磷铵料浆溶液中加入控释材料中的一种或多种，混合均匀后再加入占磷铵料浆量1-20％的硫酸，一起搅拌混匀后再将料浆蒸发浓缩，使含水量降到25％-35％，经喷浆造粒干燥制得控释粒状磷铵产品或喷雾干燥、流化造粒干燥制得粉状控释磷铵产品；三、将控释材料或酸化控释材料粉碎过80-400目筛，按比例加入粉碎的磷铵粉中，再加入占磷铵粉量3-40％的水，混匀后充分研磨，将混合研磨物堆放活化后烘干成产品；四、将控释材料或酸化控释材料粉碎过80-400目筛，加入粉碎的磷铵粉中，再加入占磷铵粉量3-40％的水，混匀后充分研磨，于混合物中加入磷铵料浆量1-20％硫酸置于混合器中进行酸化，将酸化处理后的料浆移至化成室化成为鲜肥，将鲜肥烘干成产品。

本发明在磷铵粉中加入的无机控释材料沸石、蒙脱石、柱撑蒙脱石、酸化沸石、酸化蒙脱石、酸化柱撑蒙脱石等具有很强的离子交换能力，经过处理后能与磷铵的NH₄ ^-和H₂PO₄ ^-产生键合作用以及与H₂PO₄ ^-发生络合作用；而加入的有机控释材料木质素、酸化木质素具有复杂的三维网状结构，自身结构上含有大量的羟基、羧基和胺基等活性基团，与磷铵作用后能与NH₄ ^-和H₂PO₄ ^-产生键合作用以及与H₂PO₄ ^-发生络合作用。控释材料与磷铵间的物理、化学作用能明显降低磷铵的结晶度，增强其抗固定、抗淋溶性能，延长肥效期，提高养分利用率。

本发明生产的控释磷铵有效性与磷铵有本质的区别。磷铵是一种完全水溶性的磷肥，在土壤溶液中以离子形式存在，在供肥过程中前期大大超过了作物的吸收能力，并很快被土壤的Fe、Mn、Al(南方土)和Ca(北方土)固定失效，是一种前期过高、后期不足，浪费、低效的供肥方式。而控释磷铵由于控释材料与原料磷铵中养分的吸附、络合和化学成键，延缓了养分的释放，有效地减少了土壤对磷的固定，从而在供肥上有“按需供给”或“按需释放”的功能，使养分利用率和生物有效性得到很大提高。

本产品的质量检测：

1.结构分析：用X射线衍射技术测定其晶体结构，与普通磷铵相比，控释磷铵结晶度下降；用红外光谱分析其成键情况，与普通磷铵相比，控释磷铵中NH₄ ⁺和H_nPO₄的特征吸收峰发生变化。

2.土壤中抗固定能力测定：在400g土壤中加入0.5g控释磷铵，加入适量的水使土壤保持田间持水量的水分状况培养2-5天，然后加入800ml水震荡6hr，过滤，测滤液中磷含量及过滤后土壤中有效磷和水溶性磷含量。按上述步骤对CK(普通磷铵)进行测定，比较两者抗固磷力。与CK比较，滤液中磷含量和土壤中有效磷、水溶性磷含量较高。

本产品特性及其评价标准：

控释磷铵总的肥效特征是抗土壤固定能力强，生物有效性高。经试验，在南方红壤玉米上，在等量施肥条件下，控释磷铵比普通磷铵增产10-35％，且明显提高玉米地上部分吸磷量、氮磷的当季利用率。

控释磷铵的盆栽试验结果表明，磷铵能提高肥料氮磷的当季利用率，磷素利用率提高5-35％，氮素利用率则提高5-38％。在结构分析中，普通磷铵晶体结晶度较高；控释磷铵部分特征峰强度下降或消失，并形成较多的新衍射峰，结晶度有所降低。结晶度的降低是控释磷肥有效性提高在结构分析中的直接表现。红外光谱分析结果表明，控释磷铵中控释材料与磷铵中的NH₄ ⁺和H_nPO₄成键作用增强，并形成较弱的共价键，增强其抗淋溶特性，从而延长肥效。

本发明的优点：

1.应用原先无利用价值或利用价值不大的工农业废弃物作为控释材料，可减少肥料生产成本，并为工农业废弃物资源化寻找到了新的利用途径。

2.控释磷铵产品抗土壤固定能力强，利用率高，肥效好，且可增产，明显减少淋溶损失，有助于防治水体的富营养化，具有明显的环境效益；

3.该发明投资少，无需特殊专用设备，有利于现有磷肥厂和复合肥生产厂利用，且运行成本低。

实施实例：

一、在磷铵生产过程中加入控释材料生产控释磷铵

实施例1：对于100吨含水量为55％-65％的磷铵料浆溶液，在蒸发器中加入细度为100目筛的沸石(或蒙脱石，或柱撑蒙脱石，或木质素)4.5-3.5吨，搅拌均匀后再将料浆蒸发浓缩，使含水量从55％-65％降到25％-35％，经喷浆造粒干燥制得控释粒状磷铵产品或喷雾干燥、流化造粒干燥制得粉状控释磷铵产品。

实施例2：对于100吨含水量为55％-65％的磷铵料浆溶液，在蒸发器中加入细度为100目的酸化沸石(或酸化蒙脱石，或酸化柱撑蒙脱石，或酸化木质素)3.6-2.8吨，搅拌均匀后再将料浆蒸发浓缩，使含水量从55％-65％降到25％-35％，经喷浆造粒干燥制得控释粒状磷铵产品或喷雾干燥、流化造粒干燥制得粉状控释磷铵产品。

实施例3：对于100吨含水量为55％-65％的磷铵料浆溶液，在蒸发器中加入细度为100目筛的酸化沸石(或酸化蒙脱石，或酸化柱撑蒙脱石，或酸化木质素)3.6-2.8吨，混合均匀后再加入2.7-2.1吨硫酸，一起搅拌混匀后再将料浆蒸发浓缩，使含水量从55％-65％降到25％-35％，经喷浆造粒干燥制得控释粒状磷铵产品或喷雾干燥、流化造粒干燥制得粉状控释磷铵产品。

实施例4：对于100吨含水量为55％-65％的磷铵料浆溶液，在蒸发器中加入细度为100目筛的沸石(或蒙脱石，或柱撑蒙脱石，或木质素)3.6-2.8吨，混合均匀后再加入2.7-2.1吨硫酸，一起搅拌混匀后再将料浆蒸发浓缩，使含水量从55％-65％降到25％-35％，经喷浆造粒干燥制得控释粒状磷铵产品或喷雾干燥、流化造粒干燥制得粉状控释磷铵产品。

二、利用磷铵产晶加入控释材料生产控释磷铵：

实施例5：对于100吨粉碎的磷铵，加入细度为100目筛的沸石(或蒙脱石，或柱撑蒙脱石，或木质素)10吨，混匀，再加入8吨水混匀后充分研磨，将混合研磨物堆放1-3天活化，活化后烘干制得控释磷铵粉状产品。

实施例6：对于100吨粉碎的磷铵，加入细度为100目筛的酸化沸石(或酸化蒙脱石，或酸化柱撑蒙脱石，或酸化木质素)10吨，混匀，再加入8吨水混匀后充分研磨，将混合研磨物堆放1-3天活化，活化后烘干制得控释磷铵粉状产品。

实施例7：对于100吨粉碎的磷铵，加入细度为100目筛的沸石(或蒙脱石，或柱撑蒙脱石，或木质素)8吨，混匀，再加入8吨水混匀后充分研磨，于混合物中加入5吨浓硫酸置于混合器中进行酸化，将酸化处理后的料浆移至化成室化成为鲜肥，将鲜肥烘干成产品。

实施例8：对于100吨粉碎的磷铵，加入细度为100目筛的沸石4吨和木质素3吨，混匀，再加入8吨水混匀后充分研磨，于混合物中加入5吨浓硫酸置于混合器中进行酸化，将酸化处理后的料浆移至化成室化成为鲜肥，将鲜肥烘干成产品。

Claims

1、一种控释磷铵的生产方法，其特征在于在磷铵料浆浓缩前于磷铵料浆中加入占磷铵粉量的3-35％经粉碎的控释材料，混匀后再将料浆蒸发浓缩至含水量为25-35％，干燥得产品；

所述控释材料为沸石、蒙脱石、柱撑蒙脱石、碱木素、木质素磺酸盐、酸化沸石、酸化蒙脱石、酸化柱撑蒙脱石、酸处理木质素磺酸盐中的一种或多种。

2、根据权利要求1所说的控释磷铵生产方法，其特征在于在磷铵料浆与控释材料的混合物中可加入占磷铵料浆量1-20％的硫酸于混合器中进行酸化，将酸化处理后的料浆蒸发浓缩，使含水量降至25-35％，干燥后得产品。

3、一种控释磷铵的生产方法，其特征在于向磷铵粉中加入占磷铵粉量3-35％经粉碎的控释材料和占磷铵粉量3-40％的水，混匀后充分研磨，将混合研磨物堆放活化1-3天，活化后干燥成产品；

4、根据权利要求3所说的控释磷铵生产方法，其特征在于在磷铵粉与控释材料和水的研磨混合物中可加入占混合物量1-20％的硫酸于混合器中进行酸化，将酸化处理后的料浆移至化成室化成为鲜肥，将鲜肥干燥成产品。