CN107721603A - 一种环保型复合肥防结块剂粉剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
一种环保型复合肥防结块剂粉剂的制备方法，包括以下步骤：(1)取腐殖酸试剂、EM菌、米糠、麦麸和水按比例混合后在45‑65℃的环境下密封发酵培养15‑20天，每隔3天进行一次搅拌混匀，最后进行75℃恒温烘干处理，得到改性腐殖酸试剂；(2)取改性腐殖酸试剂、保水剂、表面活性剂和填料按比例混合均匀，混合后研磨成细度为800目的粉末即可；上述步骤中腐殖酸试剂为腐殖酸、腐殖酸钾、腐殖酸铵中的一种或几种混合而成。防结块剂为绿色环保型产品，原料对土壤无任何污染，是无污染环保型产品，容易降解；具有更好的防结块性能，可以达到理想的防结块效果，而且制备方法简单，添加操作方便，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及复合肥防结块处理技术领域，具体是一种环保型复合肥防结块剂粉剂及其制备方法和应用。
背景技术
因为单质肥料养分单一，有机肥养分含量低，新型肥料价格和推广程度等实际原因，农民种地依然选择使用复合肥。复合肥是现代农业中必不可少的肥料，随着人们对科学施肥认识的不断提高，对复合肥N、P、K养分配比更加合理、科学和环保，但是由于空气湿度、温度、储存压力和储存时间等条件，造成复合肥料的结块现象，给复合肥生产和使用带来了诸多的问题，结块的复合肥料必须进行再破碎和再筛分处理，这必然增加了额外的人力物力。使用防结块剂对复合肥料进行防结块处理是一个必要的生产环节和最简单有效的工艺手段，能有效的解决复合肥结块带来的诸多生产和应用问题，能否有效防结块已成为复合肥料质量评价的一个重要指标。
现有粉剂型、水剂型、油溶型三种复合肥防结块剂，其中，粉剂型防结块剂是利用惰性粉末阻隔肥料颗粒间晶桥的形成，主要包括沸石粉、滑石粉、二氧化硅粉、石灰石、蒙脱石、硅藻土、膨润土、高岭土、碳酸钙和黏土等，使用时喷入油性物质以粘附惰性粉末；水溶剂型防结块剂则是将表面活性剂溶解于水中，主要包括阴离子型表面活性剂以硫酸盐、磺酸盐、磷酸盐使用较多，阳离子表面活性剂主要有十八烷基胺及其盐类，非离子表面活性剂有聚氧化乙烯、酯、低分子量的醛和酮，喷涂于肥料表面，以达到降低肥料表面张力的目的而起到防结块的效果；油溶剂型防结块剂具有使用方便、效果好的优点，但传统方法需加入矿物油作为溶剂，这些矿物油随肥料进入土壤难以降解，给土壤及周边环境造成了一定程度的污染。
为了满足上述市场需求，专利申请号为CN201410604026.7的“一种可降解的复合肥防结块剂与其制备方法及应用”利用脂肪胺或其盐、硬脂酸、油酸、精制甘油和废弃食用油脂制备一种可降解复合肥防结块剂，虽然添加的一定的疏水性物质，但防潮防水整体效果始终不甚理想；专利申请号为CN200710011185.6的“一种高氮复合肥防结块剂及其制备和应用”采用石蜡、烷基胺、司盘-80、矿物油为原料制备膏状油溶性防结块剂，该技术主要利用石蜡等疏水物质在肥料表面包裹，形成一层疏水膜，从而防止结块形成，但是，这类防结块剂由于使用了石蜡、矿物油等难降解原材料，因而所制得的防结块剂也是难以被降解；专利申请号为CN201110008370.6的“一种秸秆粉基复合肥防结块剂”利用60-3000目的秸秆粉、硬脂酸、硬脂胺、醇胺、白油或固体石蜡和天然油脂六组份制备防结块剂，该防结块剂具有生物可降解性和良好的环境友好性，长期使用不会对土壤、农作物及农场环境造成不良影响，但是这种防结块剂在复合肥中的添加比例过大，而且过高的无营养元素添加物也会提高复合肥的配方成本，因此秸秆防结块剂的实际使用价值并不高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种环保型复合肥防结块剂粉剂，其防结块效果好，成本低，添加量小，对环境污染较小。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供上述环保型复合肥防结块剂粉剂的制备方法，该制备方法步骤简单，制备成本低。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供上述环保型复合肥防结块剂粉剂的应用，其应用方法简单方便。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种环保型复合肥防结块剂粉剂，其通过以下步骤制得：
(1)取腐殖酸试剂、EM菌、米糠、麦麸和水混合后在45-65℃的环境下密封发酵培养15-20天，所述各组分质量百分比为腐植酸试剂50-60％、EM菌0.5-1％、米糠5-10％、麦麸5-10％、水20-39％，每隔3天进行一次搅拌混匀，最后进行75℃恒温烘干处理，得到改性腐殖酸试剂；
(2)取改性腐殖酸试剂、保水剂、表面活性剂和填料混合均匀，所述各组分质量百分比为改性腐植酸试剂30-50％、保水剂5-10％、表面活性剂20-40％和填料10-30％，混合后研磨成细度为800目的粉末即可；
上述步骤中腐殖酸试剂由有效成分的质量分数均为70％的腐殖酸、腐殖酸钾、腐殖酸铵中的一种或几种混合而成。
腐植酸类物质由多环芳核和活性官能团组成，具有亲水性、疏水性、界面活性等性状，腐植酸类物质能在肥料颗粒表面形成一层疏水层，渗透到颗粒内部分布于各相间的界面上后，其亲水端朝向吸水性强的组分，使盐不易扩散到颗粒表面和接触区，阻碍复合肥颗粒吸潮避免结块。
上述步骤中的EM菌采购于河南众邦生物制品有限公司，产品型号为堆肥专用浓缩EM菌粉。
EM菌株由纤维素分解菌、乳酸菌、芽孢杆菌、枯草杆菌、光合细菌、酵母菌等其它菌种复合而成，EM菌具有分解腐植酸类物质的作用，因为腐植酸类物质本质为大分子链的有机混合物，经过EM菌氧化分解后，分子链减小，羟基、羧基等亲水性官能团增加，提高了亲水性能和腐植酸生化效果。
作为优选的，所述的保水剂为淀粉接枝丙烯酸钠。
淀粉接枝丙烯酸钠具有强的吸水能力，同时还能吸收养分并缓慢释放，具有保水缓释效果。
作为优选的，所述的表面活性剂由十二烷基磷酸酯、十二醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠、月桂醇聚氧乙烯醚羧酸钠、二硬脂基羟乙基甲基硫酸甲脂铵、十六烷基三甲基氯化铵、椰油基咪唑啉、椰油酰胺丙基二甲基甜菜碱、椰油酰胺丙基羟磺酸甜菜碱、十二烷基糖苷、脂肪醇聚氧乙烯、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种混合而成。
表面活性剂亲水基团吸附复合肥颗粒内吸水性强的组分，疏水基团包围在复合肥颗粒表面外层，阻碍复合肥颗粒吸潮避免结块。
作为优选的，所述的填料由草木灰、白土、粘土、硅藻土、膨润土中的一种或几种混合而成。
上述的一种环保型复合肥防结块剂粉剂在复合肥中的应用，其具体方法为：在生产复合肥的造粒工艺中，将所述的环保型复合肥防结块剂粉剂通过绞龙送入造粒用的冷却滚筒中搅拌，使其与复合肥颗粒充分混合，防结块剂均匀的吸附在复合肥颗粒表面上，然后过筛滤除粒径小于1mm的颗粒或粉末即可，其中复合肥与环保型复合肥防结块剂粉剂的配比为：每吨复合肥加入1-3kg环保型复合肥防结块剂粉剂。
本发明的优点：本发明所选用原料对土壤无任何污染，添加量小且容易降解；腐植酸类物质具有促进作物生长，改善品质和土壤结构的作用；腐殖酸类物质和表面活性剂均具有更好的防结块性能，可以达到理想的防结块效果，而且本发明所提供的一种环保型复合肥防结块剂粉剂制备方法步骤简单，制备成本低，而且该环保型复合肥防结块剂粉剂应用时添加操作方便，适合在行业内推广。
具体实施方式
实施例一：
(1)取55kg有效成分质量分数为70％的腐殖酸、0.5kgEM菌、5kg米糠、5kg麦麸和34.5kg水混合后在55℃的环境下密封发酵培养15天，每隔3天进行一次搅拌混匀，最后进行75℃恒温烘干处理，得到改性腐殖酸；
(2)取40kg改性腐殖酸、10kg淀粉接枝丙烯酸钠、15kg十二烷基磷酸酯、15kg椰油基咪唑啉、10kg草木灰和10kg白土混合均匀，混合后研磨成细度为800目的粉末得到复合肥防结块剂粉剂Ⅰ。
实施例二：
(1)取55kg有效成分质量分数为70％的腐殖酸、0.5kgEM菌、5kg米糠、5kg麦麸和34.5kg水混合后在55℃的环境下密封发酵培养15天，每隔3天进行一次搅拌混匀，最后进行75℃恒温烘干处理，得到改性腐殖酸；
(2)取40kg改性腐殖酸、10kg淀粉接枝丙烯酸钠、30kg十二烷基磷酸酯、10kg草木灰和10kg白土混合均匀，混合后研磨成细度为800目的粉末得到复合肥防结块剂粉剂Ⅱ。
实施例三：
(1)取55kg有效成分质量分数为70％的腐殖酸钾、0.5kgEM菌、5kg米糠、5kg麦麸和34.5kg水混合后在55℃的环境下密封发酵培养15天，每隔3天进行一次搅拌混匀，最后进行75℃恒温烘干处理，得到改性腐殖酸钾；
(2)取40kg改性腐殖酸钾、10kg淀粉接枝丙烯酸钠、30kg十二烷基磷酸酯、10kg草木灰和10kg白土混合均匀，混合后研磨成细度为800目的粉末得到复合肥防结块剂粉剂Ⅲ。
实施例四：
(1)取55kg有效成分质量分数为70％的腐殖酸氨、0.5kgEM菌、5kg米糠、5kg麦麸和34.5kg水混合后在55℃的环境下密封发酵培养15天，每隔3天进行一次搅拌混匀，最后进行75℃恒温烘干处理，得到改性腐殖酸氨；
(2)取40kg改性腐殖酸氨、10kg淀粉接枝丙烯酸钠、30kg十二烷基磷酸酯、10kg草木灰和10kg白土混合均匀，混合后研磨成细度为800目的粉末得到复合肥防结块剂粉剂Ⅳ。
实施例五：
(1)取55kg有效成分质量分数为70％的腐殖酸、0.5kgEM菌、5kg米糠、5kg麦麸和34.5kg水混合后在55℃的环境下密封发酵培养15天，每隔3天进行一次搅拌混匀，最后进行75℃恒温烘干处理，得到改性腐殖酸；
(2)取40kg改性腐殖酸、10kg淀粉接枝丙烯酸钠、30kg椰油基咪唑啉、10kg草木灰和10kg白土混合均匀，混合后研磨成细度为800目的粉末得到复合肥防结块剂粉剂Ⅴ。
实施例六：
(1)取55kg有效成分质量分数为70％的腐殖酸钾、0.5kgEM菌、5kg米糠、5kg麦麸和34.5kg水混合后在55℃的环境下密封发酵培养15天，每隔3天进行一次搅拌混匀，最后进行75℃恒温烘干处理，得到改性腐殖酸钾；
(2)取40kg改性腐殖酸钾、10kg淀粉接枝丙烯酸钠、30kg二硬脂基羟乙基甲基硫酸甲脂铵、10kg草木灰和10kg白土混合均匀，混合后研磨成细度为800目的粉末得到复合肥防结块剂粉剂Ⅵ。
实施例七：
(1)取55kg有效成分质量分数为70％的腐殖酸氨、0.5kgEM菌、5kg米糠、5kg麦麸和34.5kg水混合后在55℃的环境下密封发酵培养15天，每隔3天进行一次搅拌混匀，最后进行75℃恒温烘干处理，得到改性腐殖酸氨；
(2)取40kg改性腐殖酸氨、10kg淀粉接枝丙烯酸钠、30kg脂肪醇聚氧乙烯、10kg草木灰和10kg白土混合均匀，混合后研磨成细度为800目的粉末得到复合肥防结块剂粉剂Ⅶ。
实施例八：
(1)取55kg有效成分质量分数为70％的腐殖酸、0.5kgEM菌、5kg米糠、5kg麦麸和34.5kg水混合后在55℃的环境下密封发酵培养15天，每隔3天进行一次搅拌混匀，最后进行75℃恒温烘干处理，得到改性腐殖酸；
(2)取40kg改性腐殖酸、10kg淀粉接枝丙烯酸钠、15kg椰油基咪唑啉、15kg脂肪醇聚氧乙烯、10kg草木灰和10kg白土混合均匀，混合后研磨成细度为800目的粉末得到复合肥防结块剂粉剂Ⅷ。
实施例九：
(1)取55kg有效成分质量分数为70％的腐殖酸钾、0.5kgEM菌、5kg米糠、5kg麦麸和34.5kg水混合后在55℃的环境下密封发酵培养15天，每隔3天进行一次搅拌混匀，最后进行75℃恒温烘干处理，得到改性腐殖酸钾；
(2)取40kg改性腐殖酸钾、10kg淀粉接枝丙烯酸钠、15kg十二烷基磷酸酯、15kg脂肪醇聚氧乙烯、10kg草木灰和10kg白土混合均匀，混合后研磨成细度为800目的粉末得到复合肥防结块剂粉剂Ⅸ。
实施例十：
(1)取55kg有效成分质量分数为70％的腐殖酸氨、0.5kgEM菌、5kg米糠、5kg麦麸和34.5kg水混合后在55℃的环境下密封发酵培养15天，每隔3天进行一次搅拌混匀，最后进行75℃恒温烘干处理，得到改性腐殖酸氨；
(2)取40kg改性腐殖酸氨、10kg淀粉接枝丙烯酸钠、15kg二硬脂基羟乙基甲基硫酸甲脂铵、15kg脂肪醇聚氧乙烯、10kg草木灰和10kg白土混合均匀，混合后研磨成细度为800目的粉末得到复合肥防结块剂粉剂Ⅹ。
复合肥结块试验
复合肥结块试验使用上述十个实施例所制备的环保型复合肥防结块剂粉剂Ⅰ-Ⅹ，详见表1：
表1不同原料和比例的环保型复合肥防结块剂粉剂
上述各实施例按比例将改性腐植酸、保水剂、表面活性剂和填料均匀混合后磨成细度为800目的粉剂，得到所需环保型复合肥防结块剂粉剂，并将上述的防结块剂用量1.0-3.0kg/t复合肥，直接用绞龙送入冷却滚筒，通过冷却滚筒滚动使防结块剂与复合肥颗粒充分均匀混合，然后过筛滤除粒径小于1mm的颗粒或粉末即可，同时取未添加防结块剂的样品作为空白对比。
对复合肥进行快速结块试验，将复合肥样品放入吸湿装置中，控制相对湿度96％、温度为60℃，4小时后，取出试样，转移至60℃的烘箱中干燥，待复合肥含水率为2-3％时，将复合肥按每袋100g装入密封袋中，放入60℃烘箱中加热4小时，取出后，置于10℃环境，冷却3小时，在加热-冷却过程中，密封袋上方压一重物，使密封袋承受10kPa压力，重复上述实验条件，再循环加热-冷却一次后，将密封袋从0.5米高度水平自由落体到坚硬的平面上，将密封袋中的复合肥取出，并分出结块和未结块的复合肥，称量并用下面公式计算结块率和相对结块率：
结块率＝结块的复合肥质量/密封袋内复合肥总质量；
相对结块率＝(添加防结块剂复合肥结块率/未添加防结块剂复合肥结块率)×100％；
添加了不同的环保型复合肥防结块剂粉剂对复合肥的结块率和相对结块率影响结果见表2：
表2不同用量的防结块剂对不同复合肥的相对结块率影响
上表中，“N-P-K”表示所采用的复合肥中N:P2O5:K2O的质量比，“用量”表示环保型复合肥防结块剂粉剂的添加量占复合肥总质量的百分比，表内数据为对应不同复合肥对应不同种类不同用量的防结块剂的相对结块率(％)。
由上表中可以看出，相较于空白处理，添加的环保型复合肥防结块剂粉剂对复合肥的相对结块率产生明显变化，结块率均有明显下降。
不同配比的复合肥、不同添加量、不同防结块剂均对相对防结块率产生影响分析：
当复合肥为高氮型时，相对结块率与防结块剂用量呈反比关系，原因是复合肥料中的N元素被防结块剂中的改性腐植酸盐和表面活性剂成分的亲水基团包裹，疏水基团包围在复合肥颗粒的表面阻止吸潮现象的发生，有效防止结块；当使用防结块剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ和Ⅶ时，相对结块率与防结块剂用量亦呈反比关系，其他防结块剂用量0.20％到0.30％，相对结块率减小不明显，相比改性后的腐植酸钾和改性后的腐植酸氨，防结块剂中改性后的腐植酸对防结块的效果最好。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都要落入要求保护的本发明范围内。
Claims (6)
1.一种环保型复合肥防结块剂粉剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取腐殖酸试剂、EM菌、米糠、麦麸和水混合后在45-65℃的环境下密封发酵培养15-20天，所述各组分质量百分比为腐植酸试剂50-60％、EM菌0.5-1％、米糠5-10％、麦麸5-10％、水20-39％，每隔3天进行一次搅拌混匀，最后进行75℃恒温烘干处理，得到改性腐殖酸试剂；
(2)取改性腐殖酸试剂、保水剂、表面活性剂和填料混合均匀，所述各组分质量百分比为改性腐植酸试剂30-50％、保水剂5-10％、表面活性剂20-40％和填料10-30％，混合后研磨成细度为800目的粉末即可；
上述步骤中腐殖酸试剂由有效成分的质量分数均为70％的腐殖酸、腐殖酸钾、腐殖酸铵中的一种或几种混合而成。
2.根据权利要求1所述的一种环保型复合肥防结块剂粉剂的制备方法，其特征在于：所述的保水剂为淀粉接枝丙烯酸钠。
3.根据权利要求1所述的一种环保型复合肥防结块剂粉剂的制备方法，其特征在于：所述的表面活性剂由十二烷基磷酸酯、十二醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠、月桂醇聚氧乙烯醚羧酸钠、二硬脂基羟乙基甲基硫酸甲脂铵、十六烷基三甲基氯化铵、椰油基咪唑啉、椰油酰胺丙基二甲基甜菜碱、椰油酰胺丙基羟磺酸甜菜碱、十二烷基糖苷、脂肪醇聚氧乙烯、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种混合而成。
4.根据权利要求1所述的一种环保型复合肥防结块剂粉剂的制备方法，其特征在于：所述的填料由草木灰、白土、粘土、硅藻土、膨润土中的一种或几种混合而成。
5.根据权利要求1-5中任一项权利要求所述的一种环保型复合肥防结块剂粉剂的制备方法所制得一种环保型复合肥防结块剂粉剂。
6.根据权利要求6所述的一种环保型复合肥防结块剂粉剂在复合肥中的应用，其具体方法为：在生产复合肥的造粒工艺中，将所述的环保型复合肥防结块剂粉剂通过绞龙送入造粒用的冷却滚筒中搅拌，使其与复合肥颗粒充分混合，然后过筛滤除粒径小于1mm的颗粒或粉末即可，其中复合肥与环保型复合肥防结块剂粉剂的配比为：每吨复合肥加入1-3kg环保型复合肥防结块剂粉剂。
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Denomination of invention: A kind of environment-friendly compound fertilizer anti-caking agent powder and its preparation method and application Effective date of registration: 20220829 Granted publication date: 20201103 Pledgee: Bengbu Branch of China Construction Bank Co.,Ltd. Pledgor: ANHUI HUILONG GROUP WUHE ECOLOGICAL FERTILIZER INDUSTRY CO.,LTD. Registration number: Y2022980013803 |
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Date of cancellation: 20231218 Granted publication date: 20201103 Pledgee: Bengbu Branch of China Construction Bank Co.,Ltd. Pledgor: ANHUI HUILONG GROUP WUHE ECOLOGICAL FERTILIZER INDUSTRY CO.,LTD. Registration number: Y2022980013803 |