專利名稱：粒狀肥料涂層技術、涂層材料生產(chǎn)工藝及配方的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于緩釋肥料。
現(xiàn)有技術國外生產(chǎn)緩釋肥料一般分為兩大類第一類是尿素與醛類等物質(zhì)反應生成的緩釋肥料;第二類是涂層肥料，采用硫磺、聚合物(聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、酚醛樹脂、聚氨酯等)以及油類、石蠟等。國外生產(chǎn)這種肥料所使用的涂層材料一般占緩釋肥料產(chǎn)品總重量的10-20%;每噸產(chǎn)品氮含量為36-37%之間，價格高，如美國涂硫尿素每噸氮的成本約提高31%，故只能用于草坪、花卉等高價作物，不能用于大田生產(chǎn)。
本發(fā)明采用的技術方案克服了上述問題，生產(chǎn)出低成本能用于大田的涂層肥料。其方案是研制出含有動物膠的低成本涂層材料，采用機械噴射涂層技術和手工涂層技術，生產(chǎn)出涂層肥料，涂層材料用量只占涂層肥料產(chǎn)品總重量的0.3-0.8%;每噸產(chǎn)品氮含量為＞46%，與尿素的氮含量相近，本發(fā)明的涂層尿素每噸氮的成本僅提高5.68%，只有涂硫尿素的五分之一，顯示出明顯的優(yōu)勢。
本發(fā)明的涂層材料配方動物膠0.5～2.5份增溶劑10～25份有機酸0.5～1.5份無機酸10～30份微量元素無機鹽30～50份非金屬元素40～60份表面活性劑0.5～1.5份。
上述的涂層材料配方中，其特征在于動物膠為動物皮膠、骨膠、混合膠等。
上述的涂層材料配方中，其特征在于增溶劑為無機鹽類，最好為無機氨類，如尿素、硫酸銨、硝酸銨等。
上述的涂層材料配方中，其特征在于微量元素無機鹽為鐵、鋅、錳、鉬、銅、鎂、釩等元素的無機鹽。
上述的涂層材料配方中，其特征在于非金屬元素為硼、硫、氫、氧等元素化合物。
上述的涂層材料配方中，其特征在于表面活性劑為陽離子表面活性劑。
本發(fā)明的涂層材料生產(chǎn)工藝含有動物膠、增溶劑、有機酸、無機酸、微量元素無機鹽、非金屬元素和表面活性劑等原料，按上述比例投料，在不同的時間加入鐵、鋅、錳、鉬、銅、鎂、釩等元素的無機鹽。原料經(jīng)部分預處理，加入反應釜中，于常溫常壓下反應，間斷法生產(chǎn)，反應時間50-100分鐘，反應完畢再分離出機械雜質(zhì)后即為涂層材料。
用上述工藝制備的涂層材料，與肥料如尿素顆粒表面有一定的親和力，少量的涂層材料能均勻地涂布于肥料顆粒表面，并有少量滲透入肥料顆粒內(nèi)，涂層材料干固氧化后，能在肥料顆粒表面形成一層極薄的包膜。從而改善肥料的物理性能和農(nóng)化性質(zhì)。根據(jù)這種特性，設計了機械噴射涂層技術和手工涂層技術，生產(chǎn)涂層顆粒肥料。機械噴射涂層技術生產(chǎn)涂層顆粒肥料流程制備好的涂層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，分送至各噴射器。0.3-0.5MPa的壓縮空氣從外管道送入噴射器器，通過噴嘴噴射，產(chǎn)生抽吸作用，將涂層材料溶液吸入噴射器，氣液混合后，以噴霧狀噴入肥料造粒塔內(nèi)，與造粒塔上部落下的顆粒肥料接觸，在顆粒肥料表面形成包膜，借助于肥料本身熱量，將涂層溶液中的水分蒸發(fā)掉，包膜干固氧化，完成噴涂生產(chǎn)工藝，送包裝系統(tǒng)。
機械噴射涂層工藝的主要條件空氣壓力0.3-0.5MPa，涂層液用量為每噸肥料用涂層液6-10公斤。
通過試生產(chǎn)，證實其整體工藝具有如下特點1.工業(yè)化流程簡單，設備結(jié)構不復雜，改造容易，投資少，操作調(diào)節(jié)容易，維修工作量小，便于管理。
2.涂層材料在常溫常壓下合成，噴涂過程在尿素造粒塔內(nèi)與尿素生產(chǎn)同步進行，并且一次成型;又能利用尿素本身的熱量，使包膜干固，不需另設干燥、冷卻系統(tǒng)，具有一定先進性和新穎性及實用性。
3.在生產(chǎn)過程中，減少造粒塔頂排氣中尿素粉塵和氨含量，減少排氣對環(huán)境的污染。
涂層顆粒肥料在廣東和河北等省南北兩種氣候兩種土壤條件下進行大規(guī)模試驗。通過室內(nèi)分析，大田試驗和表征示范，證明涂層顆粒肥料適用于糧食作物、經(jīng)濟作物和蔬菜等。闡明涂層肥料對水稻、甘蔗等的增產(chǎn)機理和原因，涂層肥料對水稻、甘蔗、花生、蔬菜、小麥、夏玉米、棉花等作物比一般化肥有明顯效果，其增產(chǎn)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%、小麥10.2%、夏玉米9.7%、棉花13.2%。
本發(fā)明以下列實例得到充分證明實施例1水稻用涂層肥料涂層材料配方動物膠2份增溶劑12份有機酸0.5份無機酸10份微量元素無機鹽15份非金屬元素42份表面活性劑0.5份。
按上述配方，經(jīng)部分預處理，加入反應釜中，于常溫常壓下反應，間斷法生產(chǎn)，反應時間50-70分鐘，反應完畢再分離出機械雜質(zhì)后即為涂層材料。
制成的涂層材料噴涂于尿素顆粒表面(用量為0.7%)，經(jīng)干固氧化后制成涂層尿素用于水稻，經(jīng)1987-1989三年試驗結(jié)果綜合對比，施涂層尿素的水稻有效穗數(shù)比施普通尿素的水稻綜合平均畝增8000穗，實粒每穗多3.28粒。施涂層尿素的水稻綜合平均畝產(chǎn)稻谷472.15公斤;施普通尿素的水稻綜合平均畝產(chǎn)稻谷448.9公斤，畝增產(chǎn)稻谷23.25公斤，增產(chǎn)率5.18%;米質(zhì)也是施涂層尿素的比施普通尿素的水稻如蛋白質(zhì)含量高0.34%，直鏈淀粉高0.89%。
實施例2甘蔗用涂層肥料涂層材料配方混合膠1份增溶劑10份有機酸0.5份無機酸15份微量元素無機鹽17份非金屬元素50份表面活性劑1份。
按上述配方，經(jīng)部分預處理，加入反應釜中，于常溫常壓下反應，間斷法生產(chǎn)，反應時間70-100分鐘，反應完畢再分離出機械雜質(zhì)后即為涂層材料。
制成的涂層材料拌涂于尿素顆粒表面(用量為0.7%)，經(jīng)干固氧化后制成涂層尿素用于甘蔗，經(jīng)1987-1989三年三造試驗結(jié)果綜合對比表明，在畝基本苗數(shù)一致的基礎上，施涂層尿素的甘蔗比施普通尿素的甘蔗畝有效莖數(shù)多40條、莖長長6.6公分、中部莖徑大0.09公分、尾部莖徑大0.17分;施涂層尿素的甘蔗綜合平均畝產(chǎn)9737.74公斤，比施普通尿素的甘蔗綜合平均畝產(chǎn)9051.95公斤，畝增產(chǎn)685.8公斤，增產(chǎn)率7.58%;施涂層尿素的甘蔗含糖量比施普通尿素的甘蔗含糖量高0.357%。
實施例3花生用涂層肥料涂層材料配方動物混合膠1份增溶劑13份有機酸0.5份無機酸20份微量元素無機鹽19份非金屬元素42份表面活性劑0.5份。
按上述配方，經(jīng)部分預處理，加入反應釜中，于常溫常壓下反應，間斷法生產(chǎn)，反應時間70-80分鐘，反應完畢再分離出機械雜質(zhì)后即為涂層材料。
制成的涂層材料噴涂于尿素顆粒表面(用量為0.7%)，經(jīng)干固氧化后制成涂層尿素用于花生，經(jīng)1988-1989二年兩春一秋共三造試驗結(jié)果綜合對比表明，施涂層尿素的比施普通尿素的花生綜合平均分枝多0.03條，單株總夾果多1.22個，飽果數(shù)多0.7個，半公斤莢果少18.3個，出仁率高0.8%，百仁重多1.4克;施涂層尿素的花生綜合畝產(chǎn)221.6公斤，比施普通尿素的花生綜合畝產(chǎn)203.7公斤，畝增產(chǎn)17.9公斤，增產(chǎn)率8.79%。
實施例4菜芯用涂層肥料涂層材料配方動物皮膠1.5份增溶劑15份有機酸0.5份無機酸15份微量元素無機鹽20份非金屬元素45份表面活性劑0.7份。
按上述配方，經(jīng)部分預處理，加入反應釜中，于常溫常壓下反應，間斷法生產(chǎn)，反應時間70-90分鐘，反應完畢再分離出機械雜質(zhì)后即為涂層材料。
制成的涂層材料噴涂于尿素顆粒表面(用量為0.7%)，經(jīng)干固氧化后制成涂層尿素用于大白菜，在河北省邯鄲試驗結(jié)果綜合對比表明增產(chǎn)效果顯著，從構成產(chǎn)量因素結(jié)果看施涂層尿素的株高52.6厘米;施普通尿素的50.8厘米;單株重施涂層尿素的3.43公斤，施普通尿素的2.74公斤，單球重施涂層尿素的2.88公斤，施普通尿素的2.16公斤;凈菜率施涂層尿素的81%，施普通尿素的76.5%，平均畝產(chǎn)施涂層尿素的大白菜9808公斤，施普通尿素的大白菜8350公斤，平均增產(chǎn)1458公斤，增產(chǎn)率17%。
實施例5小麥用涂層肥料涂層材料配方動物皮膠1.5份增溶劑13份有機酸1份無機酸20份微量元素無機鹽22份非金屬元素50份表面活性劑0.5份。
按上述配方，經(jīng)部分預處理，加入反應釜中，于常溫常壓下反應，間斷法生產(chǎn)，反應時間70-90分鐘，反應完畢再分離出機械雜質(zhì)后即為涂層材料。
制成的涂層材料噴涂于尿素顆粒表面(用量為0.7%)，經(jīng)干固氧化后制成涂層尿素用于小麥，從1991-1993年小麥施用等量的涂層尿素與普通尿素肥效對比(共33個點的小麥施用20-30公斤/畝)試驗結(jié)果綜合對比表明增產(chǎn)效果顯著，施涂層尿素的比施用等量的施普通尿素的增產(chǎn)小麥38.7公斤/畝，增產(chǎn)率為10.1%，且年際間的變化不大，表明涂層尿素的肥效比較穩(wěn)定。它增產(chǎn)的表現(xiàn)是有效的分孽增多、穗粒數(shù)和千粒重都有增加，在品質(zhì)方面，蛋白質(zhì)和賴氨酸的含量亦有增加。這除與涂層中含有多種微量元素和減少氮素損失等有關外，也與涂層尿素的有效養(yǎng)分釋放適應了小麥的吸肥規(guī)律有重要關系。單株重施涂層尿素的3.43公斤，施普通尿素的2.74公斤，單球重施涂層尿素的2.88公斤，施普通尿素的2.16公斤;凈菜率施涂層尿素的81%，施普通尿素的76.5%，平均畝產(chǎn)施涂層尿素的大白菜9808公斤，施普通尿素的大白菜8350公斤，平均增產(chǎn)1458公斤，增產(chǎn)率17%。
實施例6夏玉米用涂層肥料涂層材料配方動物皮膠10份增溶劑15份有機酸6份硼酸4份鉬酸鹽0.2份硫酸錳20份硫酸鋅24份硫酸鎂24份硫酸銅24份硫酸亞鐵136份尿素152份陽離子表面活性劑(905)30份。
按上述配方，經(jīng)部分預處理，加入反應釜中，于常溫常壓下反應，間斷法生產(chǎn)，反應時間50-70分鐘，反應完畢再分離出機械雜質(zhì)后即為涂層材料。
制成的涂層材料噴涂于尿素顆粒表面(用量為0.7%)，經(jīng)干固氧化后制成涂層尿素用于夏玉米，根據(jù)1991-1993年30個涂層尿素與普通尿素肥效對比驗點的統(tǒng)計結(jié)果綜合對比表明施用涂層尿素的可增加玉米的徑粗，增加功能葉片的光合能力，促進植株健壯且能延續(xù)植株衰老的作用，故對夏玉米的穗部性狀即穗粒數(shù)和千粒重有重大影響，三年試驗證明施用涂層尿素的夏玉米穗粒數(shù)和千粒重均比施普通尿素的高。1991年分別增加33.5粒和13.3克。
實施例7棉花用涂層肥料涂層材料配方動物皮膠1份增溶劑10份有機酸1份無機酸20份微量元素無機鹽22份非金屬元素50份表面活性劑0.5份。
按上述配方，經(jīng)部分預處理，加入反應釜中，于常溫常壓下反應，間斷法生產(chǎn)，反應時間70-100分鐘，反應完畢再分離出機械雜質(zhì)后即為涂層材料。
制成的涂層材料噴涂于尿素顆粒表面(用量為0.7%)，經(jīng)干固氧化后制成涂層尿素用于棉花，從1991-1993年棉花全試驗區(qū)共32個點，施用涂層尿素的棉花畝產(chǎn)皮棉74.5公斤，施用普通尿素的棉花畝產(chǎn)皮棉65.8公斤，施涂層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，據(jù)多點統(tǒng)計霜前花多14.3%，衣分多0.5%，絨長多1.3毫米。棉花纖維物理指標測定結(jié)果，施用涂層尿素比施普通尿素，纖維細度多60米，提高1.1%，光電儀主體長度多0.5毫米，提高1.5%，強力多0.1克，提高2.5%，斷裂長度多0.8千米，提高3.6%，成熟系數(shù)多0.04，提高2.6%，改善了棉花品質(zhì)。
實施例8涂層復合肥甘蔗應用涂層材料配方混合膠1份增溶劑10份有機酸0.5份無機酸15份微量元素無機鹽15份非金屬元素45份表面活性劑0.5份。
按上述配方，經(jīng)部分預處理，加入反應釜中，于常溫常壓下反應，間斷法生產(chǎn)，反應時間50-100分鐘，反應完畢再分離出機械雜質(zhì)后即為涂層材料。
加入復合肥料總重量的1.5%已制成的涂層材料，與復合肥料攪拌均勻后烘干，即成涂層復合肥料。
現(xiàn)選用N∶P∶K＝11∶6∶8的復合肥料和同樣配比的涂層復合肥料施用于甘蔗，每畝用量190公斤，分基肥、分孽肥、生長肥三次施入，1991年3月上旬下種，1992年2月25日收獲，根據(jù)現(xiàn)場試驗觀察調(diào)查，涂層復合肥料肥效長，能夠適應甘蔗各生育期供肥需求，農(nóng)藝性狀好，施用復合肥料的比施用普通復合肥料的蔗莖長15.3厘米、蔗莖增粗0.11厘米、單莖重增長0.016公斤、畝有效莖數(shù)多286條，結(jié)果施涂層復合肥料畝產(chǎn)甘蔗4870公斤，施普通復合肥料畝產(chǎn)甘蔗4464公斤，畝增產(chǎn)甘蔗406公斤，增產(chǎn)率9.1%。
實施例9 涂層材料的制備生產(chǎn)1噸用于尿素造粒塔噴涂的材料的制備方法向帶攪拌的反應釜內(nèi)加入500公斤熱水，開動攪拌器，加入10公斤動物膠，攪拌30分鐘，加入尿素152公斤，攪拌10分鐘，然后依次加入硼酸4公斤、有機酸6公斤，攪拌5分鐘后加入硫酸錳20公斤、硫酸鋅24公斤、硫酸鎂24公斤、硫酸銅4公斤，繼續(xù)攪拌至所加入的無機鹽完全溶解，再加入905陽離子表面活性劑30公斤，攪拌均勻后加入硫酸亞鐵136公斤，繼續(xù)攪拌至完全溶解，最后加入鉬酸鹽0.2公斤，攪拌5分鐘，可取出分離一些混入的機械雜質(zhì)后即為涂層材料。
實施例10噴涂工藝尿素系統(tǒng)處于正常生產(chǎn)狀態(tài);檢查整個噴涂系統(tǒng)設備、閥門、各項工藝條件符合開工的正常狀態(tài)。將涂層溶液放入地下槽，到一定液位高度，開動溶液泵，將涂層溶液送至高位槽，待高位槽液位升至1/2時，打開高位槽出口閥，涂層溶液沿管道流至裝在造粒塔下部通器門的噴嘴的調(diào)節(jié)閥前，然后開啟接入噴嘴的壓縮空氣，并保持總管壓縮空氣壓力穩(wěn)定在0.4MPa，檢查各噴氣噴嘴噴氣正常后，稍開各噴嘴之溶液調(diào)節(jié)閥，根據(jù)尿素產(chǎn)量控制涂料投入量每噸尿素用涂料627公斤，然后觀察出造粒塔涂層尿素的顏色、噴涂均勻性、水分含量等情況，以各噴嘴之間的夾角、仰角、涂料投入量、壓縮空氣壓力等條件變動來控制涂層尿素質(zhì)量，即可得符合本專利要求的涂層尿素。
權利要求
1.一種肥料涂層材料，其特征在于涂層材料配方，含有動物膠 0.5～2.5份增溶劑 10～25份有機酸 0.5～1.5份無機酸 10～30份微量元素無機鹽 30～50份非金屬元素 40～60份表面活性劑 0.5～1.5份。
2.根據(jù)權利要求1所述的肥料涂層材料，其特征在于動物膠為動物皮膠、骨膠、混合膠。
3.根據(jù)權利要求1所述的肥料涂層材料，其特征在于增溶劑為無機鹽類，最好為無機氨類，如尿素、硫酸銨、硝酸銨。
4.根據(jù)權利要求1所述的肥料涂層材料，其特征在于微量元素無機鹽為鐵、鋅、錳、鉬、銅、鎂、釩元素的無機鹽。
5.根據(jù)權利要求1所述的肥料涂層材料，其特征在于非金屬元素為硼、硫、碳元素化合物。
6.根據(jù)權利要求1所述的肥料涂層材料，其特征在于表面活性劑為陽離子表面活性劑。
7.權利要求1的肥料涂層材料生產(chǎn)工藝，其特征在于含有動物膠、增溶劑、有機酸、無機酸、微量元素無機鹽、非金屬元素和表面活性劑原料，按上述比例投料，在不同時間加入鐵、鋅、錳、鉬、銅、鎂、礬元素的無機鹽。原料經(jīng)部分預處理，加入反應釜中，于常溫常壓下反應，間斷法生產(chǎn)，反應時間50-100分鐘，反應完畢分離出機械雜質(zhì)后即為涂層材料。
8.一種涂層肥料，其特征在于使用權利要求1所述的肥料涂層材料作為肥料表面涂層材料。
9.根據(jù)權利要求8所述的涂層肥料，其特征在于涂層工藝為機械噴涂工藝或者手工涂覆。機械噴涂工藝采用氣力輸送噴射器，以壓縮氣為介質(zhì)，將被涂覆的溶液吸入噴射器，與空氣混合霧化后，噴入肥料造粒塔內(nèi)，涂于肥料表面，包膜干固氧化而成涂層顆粒肥料。
10.根據(jù)權利要求8所述的涂層肥料，其特征在于噴涂工藝采用氣力輸送空氣壓力為0.3～0.5MPa;每噸肥料用涂層溶液用量為6-10公斤。
11.根據(jù)權利要求8所述的涂層肥料，其特征在于該涂層肥料用于糧食作物、經(jīng)濟作物、蔬菜作物。
全文摘要
一種肥料涂層材料，含有動物膠、增溶劑、有機酸、無機酸、微量元素無機鹽、表面活性劑。部分預熱，常溫常壓間斷法生產(chǎn)。在化肥造粒塔用機械噴涂工藝或手工涂覆生產(chǎn)涂層肥料，涂層材料用量為0.3—0.8％，每噸產(chǎn)品氮含量＜46％。該肥料用于糧食作物、經(jīng)濟作物、蔬菜作物效果顯著，增產(chǎn)幅度水稻5—6％、甘蔗7—8％、花生4—10％、蔬菜7—17％、小麥10.2％、棉花13.2％。
文檔編號C05G3/00GK1112538SQ9510223
公開日1995年11月29日 申請日期1995年3月16日 優(yōu)先權日1995年3月16日
發(fā)明者陳大昭, 陳際翚, 袁極雅, 賀偉佳, 陳素珍 申請人:廣州氮肥廠