CN110198779B - 杂卤石制粒方法 - Google Patents

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Abstract

本文提供了一种由细的干燥杂卤石粉末制备杂卤石颗粒的方法，所述方法包括：制备粘合剂‑水混合物并在混合器中将所述粘合剂‑水混合物与所述杂卤石粉末混合；将水连续加入到所述混合器中以提供杂卤石材料；从所述混合器中排出所述杂卤石材料并将所述材料引入流化床；将所述材料干燥；以及筛分所述材料以接收大小在1.4mm至4.75mm之间的颗粒。

Description

杂卤石制粒方法
发明人：Khalil Abu-Rabeah、Natalia Geinik、Ruben Socolovsky、AyoubAlhowashla、Yacov Levy、Marina Dekov、Joseph Lati、Ofir Cohen
发明领域
本发明涉及肥料领域，具体涉及用作肥料的杂卤石颗粒的制备。
发明背景
为了正常生长，植物需要营养素(氮、钾、钙、锌、镁、铁、锰等)，这些营养素通常可在土壤中找到。有时需要肥料来实现所需的植物生长，因为这些肥料可以增强植物的生长。
这种植物生长以两种方式实现，传统方式是提供营养素的添加剂。一些肥料起作用的第二种模式是通过改变土壤的保水性和通气性来增强土壤的有效性。肥料通常以不同比例提供三种主要的常量营养素：
氮(N)：叶片生长；
磷(P)：根、花、种子、果实的发育；
钾(K)：旺盛的茎生长、植物中的水分移动、促进开花和结果实；
三种次要的常量营养素：钙(Ca)、镁(Mg)和硫(S)；
微量营养素：铜(Cu)、铁(Fe)、锰(Mn)、钼(Mo)、锌(Zn)、硼(B)，有时有重要作用的硅(Si)、钴(Co)和钒(V)以及稀有矿物催化剂。
使营养素可用性符合植物需求的最可靠且有效的方式是通过使用缓释肥或控释肥来控制营养素向土壤溶液中的释放。
缓释肥(SRF)和控释肥(CRF)均逐渐地提供营养素。然而，缓释肥和控释肥在很多方面存在差异：它们所使用的技术、释放机制、寿命、释放控制因素等等。
固体肥包括颗粒、丸粒、晶体和粉末。丸粒状肥料是一种近似球形的颗粒状肥料，其通过使在空气或流体介质中自由下落的小滴固化而制成。商业苗圃中使用的大多数控释肥(CRF)是已经涂有硫或聚合物的丸粒状肥料。开发这些产品是为了在整个作物发育过程中使营养素缓慢释放到根区。
杂卤石是一种蒸发岩矿物，它是钾、钙和镁的水合硫酸盐，化学式如下：K2Ca2Mg(SO4)4·2H2O。杂卤石用作肥料，因为它含有以下四种重要的营养素，而氯化物含量较低：
48％的SO3(作为硫酸盐)
14％的K2O(来自钾碱的硫酸盐)
6％的MgO(来自硫酸镁)
17％CaO(来自硫酸钙)
发明内容
根据一些说明性实施方案，提供了一种用于杂卤石制粒的方法。
根据一些说明性实施方案，例如，由于颗粒的大小和/或直径基本相似，杂卤石的颗粒可以提供优异的特性，包括例如肥料向土地的持续和/或受控释放。
根据一些实施方案，在颗粒中使用杂卤石也有益于防止杂卤石在粉末混合物中的离析。由于混合物组分的大小或密度的差异，离析经常发生。通常，较小和/或较致密的粒子倾向于集中在容器的底部，而较大和/或不太致密的粒子则在顶部。理想的制粒将在每个颗粒中以正确的比例含有混合物的所有杂卤石，并且不会发生颗粒的离析。
根据一些说明性实施方案，本文提供了由细的干燥杂卤石粉末制备杂卤石颗粒的方法，该方法包括：制备粘合剂-水混合物并在混合器中将粘合剂-水混合物与杂卤石粉末混合；将水连续加入到混合器中以提供杂卤石材料；从混合器中排出杂卤石材料并将材料引入流化床；将材料干燥；以及筛分材料以接收大小在1.4mm至4.75mm之间的颗粒。
根据一些实施方案，该方法可以包括制备粘合剂-水混合物，包括将浓度为进料重量的2.5％-10％的粘合剂与浓度为进料重量的3％-9％的水混合。
根据一些实施方案，粘合剂-水混合物可以在混合器中与杂卤石粉末混合5-15分钟。
根据一些实施方案，将水连续加入到混合器中以提供杂卤石材料可包括连续加水至少两分钟以上。
根据一些实施方案，从混合器中排出材料并将材料在20度下经一分钟引入流化床。
根据一些实施方案，将材料干燥可以在例如流化床或滚筒式干燥器中在150摄氏度下进行。
具体实施方式
根据一些说明性实施方案，提供了一种用于杂卤石制粒的方法。
根据一些说明性实施方案，例如，由于颗粒的大小和/或直径基本相似，杂卤石的颗粒可以提供优异的特性，包括例如肥料向土地的持续和/或受控释放。
根据一些说明性实施方案，术语“肥料”可包括任何天然或合成来源的材料，该材料施用于土壤或植物组织以提供植物生长所必需的一种或多种植物营养素，包括例如单营养素(“单质”)肥料，诸如硝酸铵、尿素、硝酸铵钙、过磷酸钙(例如“普通过磷酸钙”(SSP))、磷石膏、三过磷酸钙(TSP)或其混合物；多营养素肥料，诸如二元(NP、NK、PK)肥料(例如磷酸一铵(MAP)和/或磷酸二铵(DAP))、NPK肥料(其是提供氮、磷和钾的三组分肥料)；包含铁、锰、硼、钼、锌和铜等的主要微量营养素来源中的一种或多种的肥料；例如包含N、P和K的复合肥料；有机肥料，诸如腐植土、动物粪便、来自于农业的植物废弃物和污水污泥；和/或其他元素，诸如钙、镁和硫。
根据一些实施方案，在颗粒中使用杂卤石也有益于防止杂卤石在粉末混合物中的离析。由于混合物组分的大小或密度的差异，离析经常发生。通常，较小和/或较致密的粒子倾向于集中在容器的底部，而较大和/或不太致密的粒子则在顶部。理想的制粒将在每个颗粒中以正确的比例含有混合物的所有杂卤石，并且不会发生颗粒的离析。
根据一些说明性实施方案，杂卤石颗粒由粒度分布(PSD)太小而不能用于其他常规方法(例如散装掺混)的细材料(例如粉末)制备。
根据一些实施方案，细材料(在本文中也称为细的干燥杂卤石粉末)具有0.01mm-1mm，优选0.03mm-0.08mm之间的PSD。
根据一些实施方案，本发明的杂卤石颗粒可以具有球形形状，因此与其他营养物掺混(例如通过散装掺混)可以提供更均匀的组合物，该颗粒还可以具有低的离析倾向，该颗粒还可以表现出低的分解成小粒子的倾向，该颗粒还可以表现出容易的溶解速度，该颗粒可容易地涂覆并表现出低的产生粉尘的倾向，从而减少环境污染(没有粉尘释放)。
该方法可根据市场需求和发展而变化，可以生产出具有不同化学和物理行为的新系列产品。
根据一些实施方案，本发明的颗粒可以涂覆有各种涂层材料，例如用于防尘和防结块、缓慢释放和添加微量元素和/或常量元素。
根据一些说明性实施方案，本发明的颗粒还可以包含一种或多种粘合剂，所述粘合剂包括可通过机械和/或化学方式将其他材料保持或聚集在一起以形成粘聚整体的任何合适的材料或化合物，包括例如有机或无机粘合剂，诸如硅酸钠、硅酸钾、粉煤灰、地质聚合物、淀粉、膨润土、木质素磺酸盐、糖蜜、熟石灰、沥青、波特兰水泥、粘土、酸(硝酸、盐酸、磷酸、硫酸)、纤维素胶、蔗糖、水、水玻璃、水泥或其组合。
根据一些实施方案，优选的是，粘合剂是硅酸钠、硅酸钾和/或粉煤灰。
根据一些说明性实施方案，提供了一种制备杂卤石颗粒的方法，该方法包括：
用干燥的杂卤石填充混合器并混合一分钟
将例如浓度为进料重量的2.5％-10％，优选5％的粘合剂与例如浓度为进料重量的3％-9％，优选6％的水在单独的容器中混合，以提供粘合剂-水混合物；
将粘合剂-水混合物加入到包含杂卤石的混合器中并混合5-15分钟；
在不停止混合器的情况下添加0.5％的水并混合至少两分钟以上；
从混合器中排出材料并将材料在20摄氏度下经一分钟引入流化床；
将材料在流化床或滚筒式干燥器中在150摄氏度下干燥；以及
筛分材料以接收大小在1.4mm至4.75mm之间的颗粒
实施例
实施例-1
混合器速度：350rpm(7.3米/秒的线速度)
切碎机速度：1500rpm
停留时间7-10min，
产率为约50％-70％。该方法的顺序：
1-填充混合器并混合一分钟然后停止。
2-将粘合剂(进料重量的5％)与水(进料重量的6％)在小容器中混合(混合物)。
3-将混合物(粘合剂+水)加入到混合器中，并启动混合器和切碎机持续5分钟。
4-在不停止的情况下将水加入到混合器中，加入量等于进料重量的0.5％，加完水后停止切碎机。
5-继续再混合两分钟
6-排出材料
7-将材料在20度下经一分钟引入流化床
8-将材料在150度下干燥五分钟。
9-筛分1.4mm至4.75mm的材料
滚筒试验
在直径为80cm的滚筒中进行滚筒试验。旋转速度20rpm。在4个大气压下通过喷嘴喷雾来添加水。
将20Kg杂卤石与称重的粘合剂在300rpm下混合1分钟。在材料上加水并再旋转一段时间。将颗粒在150度下干燥20分钟。
实施例-2
粘合剂量为3％-5％的粉煤灰。加水5％-7.5％，制粒时间7-8分钟。
湿度处理前的颗粒强度为1.7-2.9Kg/颗粒，77％湿度下处理24小时后的颗粒强度为0.7-1.6Kg/颗粒，产率为60％-67％。
实施例3
如实施例2，采用4％的粉煤灰+1％的氢氧化钙。制粒时间7分钟。湿度处理前的颗粒强度为2.6-3.5Kg/颗粒，湿度处理后的颗粒强度为1.6-1.8Kg/颗粒，产率介于52％-74％之间。
实施例4
如实施例2.2％的粉煤灰+1％的氢氧化钙。湿度处理前的颗粒强度为2.6Kg/颗粒，湿度处理后的颗粒强度为1.5Kg/颗粒。产率为43％。
犁铧试验
犁铧的容量为1000升。以15％填充材料。速度为300rpm，切碎机速度为1500rpm。
将10-15Kg杂卤石与称重的粘合剂在300rpm下混合1分钟。添加水，继续再混合一段时间，然后将颗粒在150度下干燥20分钟。
实施例5
将10kg杂卤石与7％的粉煤灰+5％的氢氧化钙混合1分钟。添加水并混合5分钟。将产物干燥。湿度处理前的颗粒强度为4Kg/颗粒，77％湿度下处理24小时后的颗粒强度为1.9-2.1Kg/颗粒，77％湿度下处理72小时后的颗粒强度为1.7Kg/颗粒。
实施例6
将15kg杂卤石与6.5％的粉煤灰+2.4％的氢氧化钙混合1分钟。添加水并混合5分钟。将产物干燥。湿度处理前的颗粒强度为2.2-2.9Kg/颗粒，77％湿度下处理24小时后的颗粒强度为0.4-0.8Kg/颗粒，77％湿度下处理72小时后的颗粒强度为1.7Kg/颗粒。
实施例7
150升犁铧。用材料填充到40％。速度300rpm。切碎机速度1500rpm。将杂卤石与称重的粘合剂4％粉煤灰和1％氢氧化钙在300rpm下混合1分钟。添加水并混合5分钟。将产物在140度下干燥10分钟并过筛。
平均PSD为1.4-4.75mm。颗粒的单一强度在湿度处理前为3.6-4.3Kg/颗粒，在77％和86％湿度下处理24小时后为1.4-1.5KG/颗粒。集合强度77％-78％。结块0.3Kg，产率62％-73％。180天后，颗粒的单一强度为2.8-2.9Kg/颗粒，集合强度为68％-71％，结块2.7Kg。虽然已经根据一些具体实例描述了本发明，但是许多修改和变化是可能的。因此，应理解，在所附权利要求的范围内，本发明可以以具体描述之外的方式来实现。

Claims (6)

1.一种由细的干燥杂卤石粉末制备杂卤石颗粒的方法，包括：
制备粘合剂-水混合物并在混合器中将所述粘合剂-水混合物与所述杂卤石粉末混合；
将水连续加入到所述混合器中以提供杂卤石材料；
从混合器中排出所述杂卤石材料并将所述杂卤石材料引入流化床；
将所述杂卤石材料干燥；以及
筛分所述杂卤石材料以接收大小在1.4mm至4.75mm之间的颗粒，
其中制备粘合剂-水混合物包括将浓度为进料重量的2.5％-10％的粘合剂与浓度为进料重量的3％-9％的水混合。
2.如权利要求1所述的方法，其中将所述粘合剂-水混合物与所述杂卤石粉末在混合器中混合5-15分钟。
3.如权利要求1所述的方法，其中将水连续加入到所述混合器中以提供杂卤石材料包括连续加水至少两分钟以上。
4.如权利要求1所述的方法，其中从所述混合器中排出所述杂卤石材料并将所述杂卤石材料在20度经一分钟引入流化床。
5.如权利要求1所述的方法，其中将所述杂卤石材料干燥在150度进行。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述干燥在流化床或滚筒式干燥器中进行。
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