CN102424616A - 一种全水溶性尿基复合肥及其制备方法 - Google Patents

一种全水溶性尿基复合肥及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全水溶性尿基复合肥料及其制备方法。该水溶性尿基复合肥主要由尿素和助熔剂、工业磷酸一铵(或磷酸二氢钾)、硫酸钾、中微量元素添加剂混配而成,各组分重量份比例为尿素∶工业磷酸一铵∶钾肥∶EDTA络合物∶硼砂=1.0∶0.25-0.90∶0.3-1.1∶0.02-0.3∶0.02-0.10或尿素∶磷酸二氢钾∶钾肥∶EDTA络合物∶助熔剂=1.0∶0.2-1.1∶0.1-1.1∶0.02-0.60∶0.02-0.10。其制备方法主要包括制浆、造粒、冷却和包膜,其中制浆采用分步熔融混合制浆,造粒采用双轴差转造粒,通过高塔一次自然风冷再经二次回转滚筒风冷降温再包膜而成,通过在肥料颗粒表面包裹隔离膜防止了颗粒粘连结块,该复合肥料可以供喷施和滴灌施用。

Description

一种全水溶性尿基复合肥及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种全水溶性尿基复合肥及其制备方法。
背景技术
高塔造粒生产复合肥最早起源于挪威上世纪60年代,我国开始(于)本世纪初,兴盛于2008年后。由于其产品水分含量低,不易结块,颗料表面光润有小孔,已深得农民欢迎。现有技术生产高塔复合肥大都使用了不溶于水的填充料,如中国专利200410077770.2,公开了在复合肥制浆过程中利用不溶水的添加剂石英粉来降低料浆表面张力和粘度,提高料浆流动性。如中国专利03139601.1,公开了尿基复合肥由尿素、氮肥、磷肥、钾肥、填料按一定重量比配成,其磷肥为农用磷酸一铵,水不溶物高达15%以上,现有技术所生产的复合肥由于其水不溶物超过5%不适合作喷施和滴灌用肥。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种全水溶性尿基复合肥,该全水溶性肥料适用于喷施和滴灌施用。
实现该目的的技术方案如下:
一种全水溶性尿基复合肥,以尿素为氮源(尿素优选为小颗粒结晶尿素),以工业磷酸一铵或磷酸二氢钾为磷源,以氯化钾和/或硫酸钾为钾肥(硫酸钾选用曼海法硫酸钾或盐卤提取硫酸钾,特别是选用未加石灰石粉中和的曼海姆法硫酸钾),以EDTA络合物为中微量元素添加剂,以硼肥和/或硫酸镁为助溶剂(当选用磷酸一铵作磷源时只选用硼肥作助熔剂),其中各组分重量份比例为尿素∶工业磷酸一铵∶钾肥∶EDTA络合物∶硼肥=1.0∶0.25-0.90∶0.3-1.1∶0.02-0.3∶0.02-0.10;或尿素∶磷酸二氢钾∶钾肥∶EDTA络合物∶助熔剂=1.0∶0.2-1.1∶0.1-1.1∶0.02-0.60∶0.02-0.10。
优选地,所述各组分重量份比例为尿素∶工业磷一铵∶硫酸钾∶EDTA络合物∶硼肥=1.0∶0.4-0.8∶0.6-0.9∶0.08-0.2∶0.03-0.06;或尿素∶磷酸二氢钾∶硫酸钾∶中微量元素添加剂∶助熔剂=1.0∶0.6-0.9∶0.6-0.9∶0.05-0.3∶0.03-0.06。
优选地,所述的EDTA络合物为钙、镁、铜、铁、锌、锰、钼的EDTA络合物中的一种或一种以上混合物。
本发明的另一目的是提供制备该全水溶性尿基复合肥的制备方法。
实现该目的的技术方案如下:
一种制备上述全水溶性尿基复合肥的方法,包括以下步骤:
(1)在熔融锅中,加入尿素和助熔剂,将尿素在123℃-128℃熔融自然溢流至一级混合锅中,其中所述助熔剂为硼砂和/或硫酸镁,当选用磷酸一铵作磷源时只选用硼砂作助熔剂;
(2)在一级混合锅中,往熔融的尿素里加入钾肥,加热搅拌,混合后的熔融物自然溢流至二级混合锅,其中所述的钾肥是氯化钾或硫酸钾;
(3)在二级混合锅中加入磷肥和中EDTA络合物,加热搅拌得到熔融混合料浆,其中所述的磷肥为工业磷酸一铵或磷酸二氢钾,当使用磷酸二氢钾作磷源时也可将其加入一级混合锅中,以增加混合效果;
(4)混合熔融料浆通过高塔内的双轴差动造粒机完成造粒,通过塔下二次冷却降温,得到全水溶性尿基复合肥物料。
优选地,还包括(5)包膜:将步骤(4)冷却后得到的全水溶性尿基复合肥物料经包膜机完成包膜。
优选地,所述步骤(1)中熔融温度控在123℃-128℃;所述步骤(2)中熔融物料的温度为105℃-115℃;所述步骤(3)中熔融混合料浆的温度为95℃-105℃。
优选地,所述步骤(4)的二次冷却降温,物料下塔后第一次冷却控制出料温度为48℃-55℃;第二次冷却控制出料温度为45℃以下;冷却设备选用回转滚筒冷却机。
本发明生产的全水溶复合肥,其有效养分(N+P2O5+K2O)≥50%。所述的中量元素为钙和镁,微量元素为铜、铁、锌、锰、钼、硼。
本发明的优点和积极效果:
(1)本发明的生产原料选用全水溶性原料,生产得到的为全水溶复合肥,其有效养分(N+P2O5+K2O)≥50%,可适用于喷施和滴灌施用;
(2)所制备的肥料颗粒通过油加粉包膜处理,在肥料颗粒表面包裹一层隔离膜,防止了颗粒粘连结块;
(3)本发明选用的原料磷源其一是磷酸二氢钾,其不与尿素反应,不会造成料浆粘度上升,改善了制浆条件,从而能够实现高磷水溶肥生产;
(4)本发明另一磷源是工业磷酸一铵,因磷铵中的金属杂质能促进磷铵与尿素的聚合反应造成料浆粘度上升,恶化操作条件。而选用工业磷酸一铵,因其中杂质含量少能有效地克服上述不足。
附图说明
图1是高塔造粒生产全水溶复合肥造粒塔及制浆收料斗示意图;
图2是回转冷却机示意图;
图3是包膜机示意图。
具体实施方式
本发明制备所述全水溶复合肥的造粒塔是现有技术中的,其可选用钢构或混凝土结构,尤选混凝土结构,混凝土外表面用二布三油防腐处理。塔径选用15-20m,尤选18m。有效高度(下进风口到造粒平台)选用50-100m,尤选60-90m。塔底收料斗选用多层圆锥型或W型,由于尿基复合肥结晶速度慢,收料斗极易结料塌料阻死出料口,因此,尤选W型。W型有2-5个出口,尤选3-4个。
造粒机选用现有技术中的内外双轴造粒机,造粒机电机4级,速比3.208,内外轴可以同向也可异向,尤选异向。速度可以相同也可不同,尤选异同。内轴转速180-380rpm,外轴转速150-300rpm。
本发明物料下塔后采用二级冷却,冷却设备采用流化床冷却器,回转滚筒冷却器,尤选回转滚筒冷却器。所述回转滚筒冷却机,选用直径1.8-2.5m,长径比8-12∶1,冷却机倾角2°-4°,转速3-5rpm。滚筒冷却机内设90°-120°拆弯角扬料板,筒外壁设置打击锤,有弯管内置球式打击锤和普通锤式打击锤,尤选弯管内置球式打击锤,打击锤布置每间隔3-4m设置一组,每组3-4个。风量选用冷却筒断面风速2-2.5m/s。
包膜机选用现有技术中的回转滚筒式包膜机,筒直径1.2-2.0m,长径比4-6∶1,包膜机倾角2°-4°,转速4-8rpm。内壁丛向设有4-6条高40-60cm挂料板,离出口0.5-0.8m处设置高20-30cm挡料板,挡料上开一宽20-30cm缺口作为排净料用。包膜剂选用油状、膏状、粉状其中一种或多种,尤选膏状加粉状。用量每吨产品用膏状包膜剂0.8-1.5千克,用粉状包膜剂2-4千克,用量过多降低水溶性。
以下结合实施例,对本发明做进一步的阐述。
实施例1
本实施例的全水溶性尿基复合肥主要包括如下重量份物料:尿素∶工业磷一铵∶氯化钾∶EDTA-Zn∶硼砂=1.0∶0.25∶1.1∶0.02∶0.1。
本实施例所述的全水溶性尿基复合肥的制备方法如下:
(1)在熔融锅中,加入1.0份尿素和0.1份硼砂,控制温度在123℃,不停搅拌下用蒸汽间接加热熔融,锅满后通过料管自然溢流至一级混合锅中;
(2)在一级混合锅中,往熔融的尿素里加入氯化钾1.1份,加热搅拌,控制温度为105℃,混合后的熔融物自然溢流至二级混合锅;
(3)在二级混合锅中加入工业磷酸一铵0.25份和EDTA-Zn0.02份,加热搅拌,在搅拌下控制温度95℃,得到熔融混合料浆;
(4)混合熔融料浆通过高塔内的双轴差动造粒机完成造粒,物料下塔后通过4条收料皮带机再集中送入一次冷却机中。用变频器调节冷却风量,控制出料温度48℃。物料一次筛分后送入二次冷却机中,控制出料温度35℃(根据室温,温度越低越好,最高温度不超过45℃);
(5)冷却后物料送入包膜机中,用空气雾化包膜油,每吨产品控制膏状包膜油用0.8千克,包裹粉用2.5千克,经二次筛分后包装即得。生产产品含N19.84%、P2O56.06%、K2O26.7%、B0.44%、Zn0.12%。
其中造粒塔选用如图1混凝土结构塔1、熔融锅2、一级混合锅3、二级混合锅4、连接料管5、造粒机6、收料斗7,其中塔径18m,塔有效高度80m,收料为W型收料斗,出口4个。选用差动造粒机,电机4级,速比3.208,电机采用调频调速,内外轴旋向相反,电机频率控制内轴25-35HZ,外轴20-30HZ。塔下冷却机采用回转滚筒冷却机如图2,筒体1直径2.2m,长22m,倾角2.5°,转速3.75rpm。内设90°弯角扬料板2,筒外壁设弯管内置球式打击锤3共4组。冷却机两个串联布置,风机风量35000m3/h,风压2200Pa。包膜机如图3,选用筒体1直径1.8m,长8m。挡料板2高25cm。挂料板3,设置4条,倾角2.5°,转速5.75rpm。
实施例2
本实施例的全水溶性尿基复合肥主要包括如下重量份物料:尿素∶工业磷一铵∶氯化钾∶EDTA-Ca∶硼砂=1.0∶0.9∶0.3∶0.3∶0.02。
本实施例所述的全水溶性尿基复合肥的制备方法如下:
(1)在熔融锅中,加入1.0份尿素和0.02份硼砂,控制温度在128℃,不停搅拌下用蒸汽间接加热熔融,锅满后通过料管自然溢流至一级混合锅中;
(2)在一级混合锅中,往熔融的尿素里加入氯化钾0.3份,加热搅拌,控制温度为115℃,混合后的熔融物自然溢流至二级混合锅;
(3)在二级混合锅中加入工业磷酸一铵0.9份和EDTA-Ca0.3份,加热搅拌,在搅拌下控制温度105℃,得到熔融混合料浆;
(4)混合熔融料浆通过高塔内的双轴差动造粒机完成造粒,物料下塔后通过3条收料皮带机再集中送入一次冷却机中。用变频器调节冷却风量,控制出料温度50℃。物料一次筛分后送入二次冷却机中,控制出料温度40℃;
(5)冷却后物料送入包膜机中,用空气雾化包膜油,每吨产品控制膏状包膜油用1.2千克,包裹粉用3.0千克,经二次筛分后包装即得。生产产品含N22.54%、P2O521.42%、K2O6.27%、Ca1.19%、B0.08%。
其中造粒塔选用如图1混凝土结构塔1、熔融锅2、一级混合锅3、二级混合锅4、连接料管5、造粒机6、收料斗7,其中塔径16m,塔有效高度70m,收料为W型收料斗,出口3个。选用差动造粒机,电机4级,速比3.208,电机采用调频调速,内外轴旋向相反,电机频率控制内轴22-33HZ,外轴18-28HZ。塔下冷却机采用回转滚筒冷却机如图2,筒体1直径2.0m,长20m,倾角2.5°,转速3.75rpm。内设90°弯角扬料板2,筒外壁设弯管内置球式打击锤3共4组。冷却机两个串联布置,风机风量28000m3/h,风压2200Pa。包膜机如图3,选用筒体1直径1.5m,长7m。挡料板2高25cm。挂料板3,设置4条,倾角2.5°,转速5.75rpm。
实施例3
本实施例的全水溶性尿基复合肥主要包括如下重量份物料:尿素∶工业磷酸一铵∶氯化钾∶EDTA-Cu∶硼砂=1.0∶0.6∶0.75∶0.15∶0.045。
本实施例所述的全水溶性尿基复合肥的制备方法如下:
(1)在熔融锅中,加入1.0份尿素和0.045份硼砂,控制温度在125℃,不停搅拌下用蒸汽间接加热熔融,锅满后通过料管自然溢流至一级混合锅中;
(2)在一级混合锅中,往熔融的尿素里加入氯化钾0.75份,加热搅拌,控制温度为110℃,混合后的熔融物自然溢流至二级混合锅;
(3)在二级混合锅中加入工业磷酸一铵0.6份和EDTA-Cu0.15份,加热搅拌,在搅拌下控制温度100℃,得到熔融混合料浆;
(4)混合熔融料浆通过高塔内的双轴差动造粒机完成造粒,物料下塔后通过4条收料皮带机再集中送入一次冷却机中。用变频器调节冷却风量,控制出料温度55℃。物料一次筛分后送入二次冷却机中,控制出料温度低于45℃;
(5)冷却后物料送入包膜机中,用空气雾化包膜油,每吨产品控制膏状包膜油用1.5千克,包裹粉用4.0千克,经二次筛分后包装即得。生产产品含N20.91%、P2O514.16%、K2O14.99%、B0.19%、Cu0.88%。
选用设备同实施例1
实施例4
本实施例的全水溶性尿基复合肥主要由包括如下重量份物料:尿素∶磷酸二氢钾∶硫酸钾∶EDTA-Mg∶七水硫酸镁=1.0∶1.1∶0.1∶0.6∶0.02。
本实施例所述的全水溶性尿基复合肥的制备方法如下:
(1)在熔融锅中,加入1.0份尿素和0.02份七水硫酸镁,将尿素在125℃熔融自然溢流至一级混合锅中;
(2)在一级混合锅中,往熔融的尿素里加入硫酸钾0.1份,加热搅拌,控制温度为108℃,混合后的熔融物自然溢流至二级混合锅;
(3)在二级混合锅中加入磷酸二氢钾1.1份和EDTA-Mg 0.6份加热搅拌得到熔融混合料浆,控制熔融混合料浆的温度为102℃;
(4)混合熔融料浆通过高塔内的双轴差动造粒机完成造粒,物料下塔后通过3条收料皮带机再集中送入一次冷却机中,用变频器调节冷却风量,控制出料温度53℃,物料一次筛分后送入二次冷却机中,控制出料温度42℃;
(5)冷却后物送入包膜机中,用空气雾化包膜油,每吨产品控制膏状包膜油用量1.2千克,包裹粉3.5千克,经二次筛分后包装。生产产品含N16.33%、P2O519.69%、K2O14.84%、B0.08%、Mg 1.27%。
其中造粒塔选用如图1混凝土结构塔1、熔融锅2、一级混合锅3、二级混合锅4、连接料管5、造粒机6、收料斗7,其中塔径15m,塔有效高度60m,收料为W型收料斗,出口3个。选用差动造粒机,电机4级,速比3.208,电机采用调频调速,内外轴旋向相反,电机频率控制内轴22-33HZ,外轴18-28HZ。塔下冷却机采用回转滚筒冷却机如图2,筒体1直径1.8m,长18m,倾角2.5°,转速3.75rpm。内设90°弯角扬料板2。筒外壁设弯管内置球式打击锤3共4组,冷却机两个串联布置,风机风量25000m3/h,风压2200Pa。包膜机如图3,选用筒体1直径1.4m,长6m。挡料板2高25cm。挂料板3,设置4条,倾角2.5°,转速5.75rpm。
实施例5
本实施例的全水溶性尿基复合肥主要由包括如下重量份物料:尿素∶磷酸二氢钾∶氯化钾∶EDTA-Mn∶硼砂=1.0∶0.2∶1.1∶0.02∶0.1。
本实施例所述的全水溶性尿基复合肥的制备方法如下:
(1)在熔融锅中,加入1.0份尿素和0.1硼砂,将尿素在123℃熔融自然溢流至一级混合锅中;
(2)在一级混合锅中,往熔融的尿素里加入氯化钾1.1份,加热搅拌,控制温度为105℃,混合后的熔融物自然溢流至二级混合锅;
(3)在二级混合锅中加入磷酸二氢钾0.2份和EDTA-Mn 0.02份加热搅拌得到熔融混合料浆,控制熔融混合料浆的温度为100℃;
(4)混合熔融料浆通过高塔内的双轴差动造粒机完成造粒,物料下塔后通过3条收料皮带机再集中送入一次冷却机中,用变频器调节冷却风量,控制出料温度50℃,物料一次筛分后送入二次冷却机中,控制出料温度40℃;
(5)冷却后物送入包膜机中,用空气雾化包膜油,每吨产品控制膏状包膜油用量1.2千克,包裹粉2.5千克,经二次筛分后包装。生产产品含N19.0%、P2O54.19%、K2O30.02%、Mn0.1%、B0.45%。
其中造粒塔选用如图1混凝土结构塔1、熔融锅2、一级混合锅3、二级混合锅4、连接料管5、造粒机6、收料斗7,其中塔径20m,塔有效高度80m,收料为W型收料斗,出口4个。选用差动造粒机,电机4级,速比3.208,电机采用调频调速,内外轴旋向相反,电机频率控制内轴28-38HZ,外轴25-35HZ。塔下冷却机采用回转滚筒冷却机如图2,筒体1直径2.4m,长22m,倾角2.5°,转速3.75rpm。内设90°弯角扬料板2。筒外壁设弯管内置球式打击锤3共4组,冷却机两个串联布置,风机风量38000m3/h,风压2200Pa。包膜机如图3,选用筒体1直径2.0m,长9m。挡料板2高25cm。挂料板3,设置4条,倾角2.5°,转速5.75rpm。
实施例6
本实施例的全水溶性尿基复合肥主要由包括如下重量份物料:尿素∶磷酸二氢钾∶硫酸钾∶EDTA-Zn∶硼砂=1.0∶0.75∶0.75∶0.175∶0.045。
本实施例所述的全水溶性尿基复合肥的制备方法如下:
(1)在熔融锅中,加入1.0份尿素和0.045份硼砂,将尿素在128℃熔融自然溢流至一级混合锅中;
(2)在一级混合锅中,往熔融的尿素里加入硫酸钾0.75份,加热搅拌,控制温度为115℃,混合后的熔融物自然溢流至二级混合锅;
(3)在二级混合锅中加入磷酸二氢钾0.75份和EDTA-Zn0.175份加热搅拌得到熔融混合料浆,控制熔融混合料浆的温度为105℃;
(4)混合熔融料浆通过高塔内的双轴差动造粒机完成造粒,物料下塔后通过3条收料皮带机再集中送入一次冷却机中,用变频器调节冷却风量,控制出料温度53℃,物料一次筛分后送入二次冷却机中,控制出料温度42℃;
(5)冷却后物送入包膜机中,用空气雾化包膜油,每吨产品控制膏状包膜油用量1.2千克,包裹粉3.5千克,经二次筛分后包装。生产产品含N16.93%、P2O513.94%、K2O23.32%、B0.18%、Zn 0.96%。
选用设备同实施例4
以上是针对本发明的可行实施例的具体说明,但该实施例并非用以限制本发明的专利范围,凡未脱离本发明技艺精神所为的等效实施或变更,均应包含于本发明的专利范围中。

Claims (10)

1.一种全水溶性尿基复合肥,其特征在于,以尿素为氮源、以工业磷酸一铵或磷酸二氢钾为磷源、以氯化钾和/或硫酸钾为钾肥、以EDTA络合物为中微量元素添加剂、以硼肥和/或硫酸镁为助熔剂,其中各组分重量份比例为尿素∶工业磷酸一铵∶钾肥∶EDTA络合物∶硼肥=1.0∶0.25-0.90∶0.3-1.1∶0.02-0.3∶0.02-0.10;或尿素∶磷酸二氢钾∶钾肥∶EDTA络合物∶助熔剂=1.0∶0.2-1.1∶0.1-1.1∶0.02-0.60∶0.02-0.10。
2.根据权利要求1所述的全水溶性尿基复合肥,其特征在于,所述各组分重量份比例为尿素∶工业磷一铵∶硫酸钾∶EDTA络合物∶硼肥=1.0∶0.4-0.8∶0.6-0.9∶0.08-0.2∶0.03-0.06;或尿素∶磷酸二氢钾∶钾肥∶EDTA络合物∶助熔剂=1.0∶0.6-0.9∶0.6-0.9∶0.05-0.3∶0.03-0.06。
3.根据权利要求1或2所述的全水溶性尿基复合肥,其特征在于,所述的EDTA络合物为钙、镁、铜、铁、锌、锰、钼的EDTA络合物中的一种或一种以上混合物。
4.根据权利要求1或2所述的全水溶性尿基复合肥,其特征在于,所述的硼肥为硼砂。
5.权利要求1所述的全水溶性尿基复合肥的制备方法,其特征是,包括以下步骤:
(1)在熔融锅中,加入尿素和助熔剂,将尿素在123℃-128℃熔融自然溢流至一级混合锅中,其中所述助熔剂为硼砂和/或硫酸镁,当选用磷酸一铵作磷源时只选用硼肥作助熔剂;
(2)在一级混合锅中,往熔融的尿素里加入钾肥,加热搅拌,混合后的熔融物自然溢流至二级混合锅,其中所述的钾肥是氯化钾或硫酸钾;
(3)在二级混合锅中加入磷肥和EDTA络合物,加热搅拌得到熔融混合料浆,其中所述的磷肥为工业磷酸一铵或磷酸二氢钾;
(4)混合熔融料浆通过高塔内的双轴差动造粒机完成造粒,通过塔下二次冷却降温,得到全水溶性尿基复合肥物料。
6.根据权利要求5所述的全水溶性尿基复合肥的制备方法,其特征是,还包括(5)包膜:将步骤(4)冷却后得到的全水溶性尿基复合肥物料经包膜机用包膜剂完成包膜,包膜剂为膏状和粉状。
7.根据权利要求5或6所述的全水溶性尿基复合肥的制备方法,其特征是,所述步骤(1)中熔融温度控制在123℃~128℃;所述步骤(2)中一级混合锅中加热搅拌的温度为105℃-115℃;所述步骤(3)中二级混合锅中加热搅拌的温度为95℃-105℃。
8.根据权利要求5所述的全水溶性尿基复合肥的制备方法,其特征是,所述步骤(4)的二次冷却降温,物料下塔后第一次冷却控制出料温度为48℃-55℃;第二次冷却控制出料温度在45℃以下,冷却设备选用回转滚筒冷却机。
9.根据权利要求5或6所述的全水溶性尿基复合肥的制备方法,其特征是,所述步骤(5)包膜所用的包膜机为回转滚筒式包膜机。
10.根据权利要求9所述的全水溶性尿基复合肥的制备方法,其特征是,每吨全水溶性尿基复合肥的膏状包膜剂的用量为0.8-1.5千克,和每吨全水溶性尿基复合肥粉状包膜剂的用量为2-4千克。
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