專利名稱：一種有機-無機-二氧化碳氣體肥料復(fù)混肥及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)混肥料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種含生物、有機、無機營養(yǎng)成分的具有速效、緩釋功能的摻混肥料及其制造方法，尤其是一種有機-無機-二氧化碳氣體肥料復(fù)混肥及其制造方法。
背景技術(shù)：
植物生長過程需要不斷地吸收二氧化碳進行光合作用，一定范圍內(nèi)，二氧化碳的濃度越高，植物的光合作用也越強，因此二氧化碳是最好的氣肥。據(jù)報道，美國科學(xué)家在新澤西州的一家農(nóng)場里，利用二氧化碳對不同作物的不同生長期進行了大量的試驗研究，他們發(fā)現(xiàn)二氧化碳在農(nóng)作物的生長旺盛期和成熟期使用，效果最顯著。在這兩個時期中，如果每周噴射兩次二氧化碳氣體，噴上4 5次后，蔬菜可增產(chǎn)90%，水稻增產(chǎn)70%，大豆增產(chǎn) 60%，高粱甚至可以增產(chǎn)200%。我國尿基塔式熔體造粒技術(shù)自1996年上海化工院研究開發(fā)成功以來，該技術(shù)已在國內(nèi)各復(fù)混肥生產(chǎn)廠家得到普遍的推廣運用。各復(fù)混肥生產(chǎn)廠家根據(jù)各自的市場需要， 在對其復(fù)混肥欲銷售地域的土壤化學(xué)成分的檢測的基礎(chǔ)上，結(jié)合不同農(nóng)作物的生長周期和生長規(guī)律，進行各種無機和有機肥料以及添加劑的摻混，或者是對復(fù)混肥包膜材料的選擇等方面進行改進，分別研發(fā)出各具質(zhì)量優(yōu)點、適合不同地域、不同作物生長使用需求的復(fù)混肥料，使得傳統(tǒng)的單一型有機肥或化學(xué)肥料的使用效率得到大幅度的提高，復(fù)混肥技術(shù)因此得到廣泛的應(yīng)用，對我國糧食作物種植、蔬菜作物種植、果樹栽培的產(chǎn)量與品質(zhì)的提高作出了卓有成效的貢獻。如何將復(fù)混肥制造和使用方面的現(xiàn)有技術(shù)與二氧化碳氣體肥料使用技術(shù)集于一身，如何實現(xiàn)在小麥等主要農(nóng)作物生長關(guān)鍵期補充二氧化碳氣肥，更進一步地發(fā)展復(fù)混肥技術(shù)，是本發(fā)明的主要指導(dǎo)思想。本發(fā)明正是基于這樣的指導(dǎo)思想，在對現(xiàn)有尿基塔式熔體造粒技術(shù)復(fù)混肥生產(chǎn)系統(tǒng)進行改造的基礎(chǔ)上，通過在氮鉀肥噴淋造粒以及包膜過程中排除空氣、通入二氧化碳氣體，使得部分二氧化碳氣體被包裹、吸附在氮鉀肥顆粒內(nèi)部、氮鉀肥-硫磺包膜層-石蠟包膜層的層與層之間，從而創(chuàng)造性的生產(chǎn)出來一種有機-無機-二氧化碳氣體肥料的復(fù)混肥料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是在生產(chǎn)過程中采用顆粒狀有機氮肥、尿基塔式熔體造粒包硫氮鉀肥、高分子包膜緩釋尿素、大顆粒氯化鉀、顆粒磷酸二銨及顆粒狀微肥為原料，根據(jù)施肥土壤的養(yǎng)分狀況，結(jié)合施肥作物的需肥規(guī)律進行配方，采用摻混肥料生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)出一種一次施肥滿足小麥作物整個生長周期營養(yǎng)所需，且富含生物、有機、無機、氣肥成分的多種營養(yǎng)元素， 具有速效、緩效功能的專用肥料，并使該肥養(yǎng)分釋放曲線與小麥需肥曲線相近，以此達到提高化學(xué)肥料養(yǎng)分利用率，提高產(chǎn)量、減輕環(huán)境污染、降低施肥勞動強度、增強作物品質(zhì)，提升地力水平的目的。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
本發(fā)明所用原料的主要化學(xué)成分重量百分比及原料的重量組份數(shù)分別為 顆粒狀有機氮肥(有機質(zhì)50%、氮16%) 400份，
尿基塔式熔體造粒包膜氮鉀肥(氮22%、氧化鉀24%、硫8%、二氧化碳0. 005%、石蠟 0. 8%、鈣 0. 8%) 200 份，
顆粒狀高分子包膜尿素(氮43%) 50份，
顆粒狀氯化鉀(氧化鉀60%) :145份，
顆粒狀磷酸二銨(五氧化二磷46%、氮18%) :200份，
顆粒狀微肥(硫酸鋅和/或硼砂)5份。
以上原料顆粒粒度直徑控制在2-4mm范圍，水分控制在0. 5%1%。該肥制造過程為首先在高塔復(fù)合肥生產(chǎn)裝置上，生產(chǎn)出包裹有二氧化碳氣體的具有空腔結(jié)構(gòu)的氮鉀肥顆粒物，并將該包裹有二氧化碳氣體的氮鉀肥采用硫磺、石蠟二次包膜處理，然后再配入顆粒狀增產(chǎn)菌劑、有機氮肥、氯化鉀、磷酸二銨、硫酸鋅或硼砂，并將以上原料進行單獨篩分，分別計量，再進行混合、計量、包裝成為本發(fā)明產(chǎn)品。具體工藝步驟如下
步驟1 在高塔造粒復(fù)合肥生產(chǎn)裝置上，將尿素M份加熱熔融形成尿素熔融液，配入氯化鉀44份，鈣粉2份，進行加熱、混合形成料漿，然后將該料漿在造粒塔頂進行噴淋造粒， 造粒塔在料將進入前先進性經(jīng)真空泵抽真空處理，真空度達到在75KPa-400 KI^范圍時，通過塔底部、側(cè)壁部與二氧化碳氣源聯(lián)通的多組氣管，使得開啟噴淋前的塔內(nèi)充滿二氧化碳氣體；料漿噴嘴前部的噴管為夾層結(jié)構(gòu)，管內(nèi)設(shè)置有中心管，其長度比噴管略短l_2mm，即中心管出口距離噴嘴出口距離為l_2mm，另一端與二氧化碳氣源連接，與料漿噴射同步開啟二氧化碳氣源，二氧化碳氣體的壓力根據(jù)料漿流速和顆粒粒徑進行調(diào)節(jié)，料漿經(jīng)二氧化碳氣體噴射作用遇冷形成封閉的空腔結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部包裹有二氧化碳氣體，同時料漿在二氧化碳氣體的冷卻過程中其外部表層也吸附有大量的二氧化碳氣體。冷卻后的結(jié)晶顆粒再進入轉(zhuǎn)鼓冷卻機中，在空氣的作用下將該顆粒冷卻到55-65°C，加入振動篩中進行篩分，制成直徑2-3. 5mm的顆粒氮鉀肥。塔頂排放出的含有固體顆粒成分的二氧化碳尾氣經(jīng)凈化處理后，再次循環(huán)利用用于尿素-氯化鉀料漿的冷卻。開啟轉(zhuǎn)鼓包膜機真空泵抽真空，當轉(zhuǎn)鼓包膜機內(nèi)真空度達到75-40010 后，開啟二氧化碳氣源，連續(xù)充入二氧化碳氣體，直至包膜過程完成后關(guān)閉二氧化碳氣體；按顆粒氮鉀肥90份、液體硫磺10份、液體石蠟1份的比例依次進行硫磺包膜和石蠟包膜處理，硫磺噴嘴和石蠟噴嘴均采用與料漿噴嘴相同的結(jié)構(gòu)，使用二氧化碳氣體進行硫磺噴射，硫磺包膜處理完成后，再進行石蠟包膜處理，制備出富含二氧化碳氣體的具有緩釋功能的尿基塔式熔體造粒包膜氮鉀肥。該具有緩釋功能的尿基塔式熔體造粒包膜氮鉀其主要成分(重量百分比)包括氮22%、氧化鉀24%、硫8%、二氧化碳0. 005%、石蠟0. 8%、鈣0. 8% ；
將所有顆粒原料采用滾動篩進行篩分，篩分后的顆粒直徑為2. 5-4mm。在6個原料料倉中分別放入各種原料，并經(jīng)電子自動配料計量裝置進行計量，將有機氮肥400份、包硫氮鉀肥200份、高分子包膜尿素50份、大顆粒氯化鉀145份、磷酸二銨200份、硫酸鋅5份計量后進入皮帶輸送機輸送到混合機內(nèi)進行混合，混合均勻物料采用料斗提升機提升到產(chǎn)品料倉，在自動計量包裝裝置上進行計量、包裝。
其中，有機氮肥是家禽、家畜糞便、甘蔗渣、各種農(nóng)作物秸稈、酒糟、味精渣、糠麩等原料的發(fā)酵混合物。采用本發(fā)明生產(chǎn)方法生產(chǎn)出的復(fù)混肥，其緩釋肥部分因富含有二氧化碳氣體，使得在小麥生長后期二氧化碳隨其中的緩釋肥肥效釋放期間釋放，在小麥的根部釋放出二氧化碳氣體，部分二氧化碳氣體經(jīng)由地下到地上，沉積在地表、作物的莖、葉之間，從而保證小麥灌漿期、成熟期始終處于富二氧化碳的生長環(huán)境；而且由于該部分二氧化碳經(jīng)由地下釋放到地表，對疏松土壤、防止土壤板結(jié)也具有一定的改善效果。另一部分二氧化碳氣體被小麥的根部吸收，經(jīng)小麥的莖內(nèi)空腔，最終進入葉片，促進小麥作物灌漿期、成熟期的光合作用；由于該部分二氧化碳氣體在小麥的體內(nèi)循環(huán)，這種靠自然方法施用氣肥的方式，大大降低了傳統(tǒng)的采用二氧化碳作氣體肥料的勞動強度、人工或機械成本、技術(shù)難度、操作與使用時機控制的復(fù)雜性，大大增強了小麥作物對氣肥的利用率。本發(fā)明的包裹有二氧化碳氣體的復(fù)混肥是一種集生物、有機、無機、氣體肥料和速效、緩效肥料為一體的多功能型專用肥料，既有適合小麥生長所需的生物、有機、無機養(yǎng)分， 又具有現(xiàn)有復(fù)混肥無法具備的能改善作物生長旺盛期和成熟期的光合作用的氣體肥料，它還兼有改良土壤的特效性，它養(yǎng)分齊全、供肥持久穩(wěn)定，有提高化肥利用率、改土、抗逆、防衰、增產(chǎn)、提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的綜合優(yōu)勢，是一種理想的生物綠色環(huán)境友好型肥料。具體體現(xiàn)在以下方面
養(yǎng)分利用率高。該肥的生產(chǎn)配方是根據(jù)土壤養(yǎng)分狀況結(jié)合施肥作物需肥規(guī)律進行配方的作物基肥，該肥能夠達到一次施肥不需追肥及滿足機械化施肥的要求。因富含有機質(zhì)和氣體成分，其各種營養(yǎng)成分利用率高，可有效減少土壤中化學(xué)成分的殘留和各種營養(yǎng)成分隨雨水沖刷帶來的流失，從而有利于環(huán)保。營養(yǎng)全面。該肥既含有生物肥、有機質(zhì)肥、氣體肥料，又含有氮、磷、鉀、中微肥營養(yǎng)元素；既有速效肥料，又有緩效肥料；可做到不同的肥料在不同的時期為作物提供養(yǎng)分，滿足植物整個生長周期的營養(yǎng)所需。它能有效增加小麥植株分蘗數(shù)量，促進小麥作物植株生長粗壯，增強抗倒伏能力。改良土壤。該肥可增加土壤中的有機質(zhì)含量，促進土壤團粒結(jié)構(gòu)形成，防止土壤板結(jié)，改善土壤生態(tài)環(huán)境。刺激小麥生長。該肥能刺激作物生長、促進作物新陳代謝和各種養(yǎng)分的吸收、促進種子萌發(fā)、根系生長和吸水吸肥能力，增加植株分孽數(shù)量，提高作物對光能的利用效率，從而提高作物產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量。經(jīng)過三組800畝大田種植對比實驗，在施用量基本相同的情況下，使用本發(fā)明復(fù)混肥與使用普通復(fù)混肥的對比試驗可看出，使用本發(fā)明復(fù)混肥的小麥畝產(chǎn)分別比使用無機和有機成分基本相近的普通復(fù)混肥的小麥畝產(chǎn)平均提高8-12%，平均成熟期分別提前7-10天。參與種植試驗的農(nóng)民均反映，使用本發(fā)明復(fù)混肥種植出的小麥具有比普通小麥顆粒更飽滿、更香甜以及普通小麥所不具備的類似于“糯米”的口感。生產(chǎn)出的小麥具備外觀顆粒飽滿均勻、光鮮感突出的特點。本發(fā)明通過簡單易行的復(fù)混肥生產(chǎn)工藝的改進，在生產(chǎn)成本增加不大的情況下， 生產(chǎn)出的產(chǎn)品，對于小麥的產(chǎn)質(zhì)量的提高具有意想不到的使用效果。
根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)思想，根據(jù)馬鈴薯、紅薯、玉米、高粱、甘蔗等農(nóng)作物的不同生長周期和需肥曲線的不同，進行原料比例的相應(yīng)調(diào)整，可生產(chǎn)出適合對應(yīng)農(nóng)作物生長的系列專用有機-無機-二氧化碳氣體肥料的復(fù)混肥。
具體實施例方式實施例一
將尿素M份加熱熔融形成尿素熔融液，配入氯化鉀44份，鈣粉2份，進行加熱、混合形成料漿，然后將該料漿在造粒塔頂進行噴淋造粒，造粒塔在料將進入前先開啟真空泵抽真空，當真空度達到在75KPa-400 KI^范圍時，開啟塔底部、側(cè)壁部與二氧化碳氣源聯(lián)通的多組氣管，使得開啟噴淋前的塔內(nèi)充滿二氧化碳氣體；開啟二氧化碳氣源進行料漿噴射，噴出的料漿在塔內(nèi)高濃度二氧化碳氣體環(huán)境下冷卻卻到55-65°C，進入振動篩中進行篩分，制成直徑2-3. 5mm的顆粒狀氮鉀肥，進一步將物料的溫度繼續(xù)冷卻至50-60°C。開啟轉(zhuǎn)鼓包膜機真空泵抽真空，當轉(zhuǎn)鼓包膜機內(nèi)真空度達到75-40010 后，開啟二氧化碳氣源，連續(xù)充入二氧化碳氣體；按顆粒氮鉀肥90份、液體硫磺10份、液體石蠟1份的比例，依次進行液體硫磺包膜和液體石蠟包膜，液體硫磺噴嘴與液體石蠟噴嘴均采用與料漿噴嘴相同的結(jié)構(gòu)，開啟與液體硫磺噴嘴連接的二氧化碳氣源，采用二氧化碳氣體進行硫磺噴射，硫磺包膜處理完成后，關(guān)閉與硫磺噴嘴連接的二氧化碳氣源，再開啟與液體石蠟噴嘴連接的二氧化碳氣源，采用二氧化碳氣體進行液體石蠟噴射，直至石蠟包膜處理完成后關(guān)閉與石蠟噴嘴連接的二氧化碳氣源。將所有顆粒原料采用滾動篩進行篩分，篩分后各種顆粒原料的顆粒直徑達到 2. 5-4mm ；
將上述6原料分別存放入原料料倉中，經(jīng)電子自動配料計量裝置進行計量，按有機氮肥400份、包硫氮鉀肥200份、高分子包膜尿素50份、大顆粒氯化鉀145份、磷酸二銨200 份、硫酸鋅5份的比例，進入皮帶輸送機輸送到混合機內(nèi)，再經(jīng)過混合、勻化，經(jīng)料斗提升機提升到產(chǎn)品料倉，在自動計量包裝裝置上進行計量、分裝。實施例二
我們分別進行了三組800畝大田小麥種植對比試驗，分別將采用本發(fā)明復(fù)混肥與采用化學(xué)組分基本相同的普通復(fù)混肥施用情況進行對比，采用本發(fā)明復(fù)混肥的施用量均為60 公斤每畝；采用化學(xué)組份基本相同的普通復(fù)混肥的施用量為60公斤每畝，并在作物灌漿期和成熟期之間分6次進行二氧化碳的田間噴射，噴射頻率為每10天進行一次，每次、每畝噴射量控制在0. 3公斤左右，二氧化碳氣體噴射的位置為作物的葉面和/莖部。對比實驗結(jié)果如下下
權(quán)利要求
1.一種有機-無機-二氧化碳氣體肥料復(fù)混肥，其原料的主要化學(xué)成分重量百分比及原料的重量組份數(shù)分別為顆粒狀有機氮肥，主要成分有機質(zhì)50%、氮16%，400份，顆粒狀高分子包膜尿素，主要成分氮43%，50份，顆粒狀氯化鉀，主要成分氧化鉀60%，145份，顆粒狀磷酸二銨，主要成分五氧化二磷46%、氮18%，200份，顆粒狀微肥，主要成分硫酸鋅和/或硼砂，5份；以及尿基塔式熔體造粒包膜氮鉀肥，主要成分氮22%、氧化鉀、硫8%、二氧化碳 0. 005%、石蠟 0. 8%、鈣 0. 8%, 200 份；所述有機氮肥是家禽、家畜糞便、甘蔗渣、各種農(nóng)作物秸稈、酒糟、味精渣、糠麩等原料的發(fā)酵混合物；其特征在于，所述尿基塔式熔體造粒包膜氮鉀肥為二氧化碳-氮鉀肥-硫磺-石蠟的層狀結(jié)構(gòu)，所述氮鉀肥內(nèi)部有空腔，二氧化碳以氣態(tài)形式存在于封閉的空腔內(nèi)；所述層狀結(jié)構(gòu)的氮鉀肥-硫磺-石蠟各相鄰層間也包裹有被吸附的二氧化碳氣體成分；所述有機-無機-二氧化碳氣體肥料復(fù)混肥各種原料顆粒直徑為2. 5-4mm，水分含量為 0. 5%-2%o
2.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述有機-無機-二氧化碳氣體肥料的復(fù)混肥產(chǎn)品生產(chǎn)方法， 包括以下步驟①將尿素M份加熱熔融形成尿素熔融液，配入氯化鉀44份，碳酸鈣粉2份，進行加熱、 混合形成料漿，然后將該料漿在造粒塔頂進行噴淋造粒，造粒塔在料將進入前預(yù)先經(jīng)真空泵抽真空處理，真空度達到在75KPa-400 KPa范圍時，開啟塔底部、側(cè)壁部與二氧化碳氣源聯(lián)通的多組氣管；開啟與料漿噴嘴連接的二氧化碳氣源進行料漿噴淋，噴出的料漿冷卻到后，進入振動篩中進行篩分，制成直徑2-3. 5mm的顆粒狀氮鉀肥，噴淋造粒完成后關(guān)閉所有二氧化碳氣源；二氧化碳尾氣經(jīng)凈化處理后，再次循環(huán)利用用于料漿的冷卻；②開啟轉(zhuǎn)鼓包膜機真空泵抽真空，當轉(zhuǎn)鼓包膜機內(nèi)真空度達到75-40010 后，開啟二氧化碳氣源，連續(xù)充入二氧化碳氣體，直至包膜過程完成后關(guān)閉二氧化碳氣體；按顆粒氮鉀肥90份、液體硫磺10份、液體石蠟1份的比例依次進行硫磺包膜和石蠟包膜；開啟與硫磺噴嘴連接的二氧化碳氣源進行液體硫磺噴射，硫磺包膜過程完成后，關(guān)閉與硫磺噴嘴連接的二氧化碳氣源；開啟與液體石蠟噴嘴連接的二氧化碳氣源進行液體石蠟噴射，石蠟包膜過程完成后關(guān)閉與石蠟噴嘴連接的二氧化碳氣源，同時關(guān)閉與轉(zhuǎn)鼓包膜機連接的所有二氧化碳氣源；③將所有顆粒原料采用滾動篩進行篩分，篩分后各種顆粒原料的顆粒直徑要求 2. 5-4mm ；④將上述各種原料分別存放入原料料倉中，經(jīng)電子自動配料計量裝置進行計量，按有機氮肥400份、包硫氮鉀肥200份、高分子包膜尿素50份、大顆粒氯化鉀145份、磷酸二銨 200份、硫酸鋅5份的比例，進入皮帶輸送機輸送到混合機內(nèi)，再經(jīng)過混合、勻化，經(jīng)料斗提升機提升到產(chǎn)品料倉，在自動計量包裝裝置上進行計量、分裝。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有機-無機-二氧化碳氣體肥料復(fù)混肥及其制造方法，其特征在于，氮鉀肥熔融料漿采用二氧化碳氣體噴淋，料漿噴淋后的造粒、冷卻固化、硫磺包膜、石蠟包膜過程都是在高濃度二氧化碳環(huán)境下進行的。該復(fù)混肥料中的緩釋肥部分富含有大量的二氧化碳氣體，其特別適用于小麥種植的基肥使用。由于該復(fù)混肥的緩釋部分富含大量的二氧化碳氣體成分，在其肥效的釋放過程中，部分二氧化碳氣體通過作物的根部吸收，部分二氧化碳氣體經(jīng)地表上升沉積在小麥作物的植株之間，從而大幅度的改善和提升小麥灌漿期、成熟期的光和作用，能實現(xiàn)小麥較明顯的增產(chǎn)，種植出的小麥具有顆粒飽滿、均勻、光鮮感突出及口感好等特點。
文檔編號C05D7/00GK102515983SQ20111044165
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者侯任重, 侯明亮, 曹廣峰, 曹杰, 王恒濤, 鮑鋒 申請人:安徽省蚌埠市中遠肥業(yè)有限公司