CN103553849B

CN103553849B - 一种硫包衣尿素缓释肥料及其制造方法

Info

Publication number: CN103553849B
Application number: CN201310568221.4A
Authority: CN
Inventors: 李金凯
Original assignee: DALIAN HANFENG GROUP Co Ltd
Current assignee: Dalian Lvcheng Agricultural Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2013-11-15
Filing date: 2013-11-15
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2033-11-15
Also published as: WO2015070496A1; CN103553849A

Abstract

本发明为一种硫包衣尿素缓释肥料及其制造方法，包括步骤1）：用熔融的液硫涂覆经预热的基料尿素颗粒，其特征在于：还包括步骤2）：用泵将天然蜂蜡组成的组合物涂覆步骤1）中的硫包覆层，步骤3）通过流化床冷却器、固体换热器，使步骤2）中的经天然蜂蜡组合物涂覆的硫包衣尿素颗粒逐步冷却；所述的涂硫及在硫层上涂覆天然蜂蜡组合物在一个涂覆转鼓中完成，基料及各涂层重量百分比为尿素 80～90%，硫 9～17%，天然蜂蜡组合物1～3%；所述天然蜂蜡组合物，由添加剂和天然蜂蜡组成。本发明产品氮含量高，控释性好，可按作物生长阶段需求释放产品养分，氮、硫养分协同增效及颗粒耐冲击性，并且天然蜂蜡在土壤中能够降解，环境友好。

Description

一种硫包衣尿素缓释肥料及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种尿素缓释肥料及其制造方法，特别是公开一种硫包衣尿素缓释肥料及其制造方法，是一种尿素按照硫层、天然蜂蜡组合物涂层顺序涂覆的缓释肥料。本发明产品硫包衣尿素缓释肥料具有很好的控制释放和良好的韧性，提高了抗冲击强度和耐磨性，可完全降解，安全环保。

背景技术

硫包衣尿素（SCU）缓释肥料，1957 年由美国 TVA 最先研制，是一类较成熟的缓释肥料。在制造硫包衣尿素的常规方法中，具有 1.7～2.9mm 公称尺寸范围的粒状尿素已先于流化床加热器中预热 70～80 摄氏度，再被加入旋转水平圆桶形转桶（其长为 12 英尺，直径为 5.5 英尺）的前端中。此时固定于转筒内壁且均匀位于其圆周上的提升用刮板或纵向突出板在转筒旋转时将尿素颗粒提起与降下。当下降的颗粒通过转筒时，将熔融 115 摄氏度的硫由均匀位于转筒纵向上的一系列喷嘴喷至尿素颗粒上。当熔融硫小滴接触颗粒时，即会迅速固化；而当充分数目的熔融硫已接触颗粒时，可在尿素颗粒上形成硫涂层。在此种无规则涂覆方法中，颗粒被涂覆成具有 40 微米的平均目标厚度，或在尿素颗粒上具有约 13～14% 重量的硫涂层。然而，由转筒出来的各种无规则比例的颗粒具有薄的（<30微米），中等的（30～50 微米）及厚的（>50 微米）硫涂层厚度。

由于在颗粒上形成的晶状固体硫涂层的固有脆性，以及在许多颗粒上的有薄或甚至不连续的涂层，故常在硫涂层表面上喷涂某种类型的第二外涂层或密封剂。通常此步骤是在一个与涂硫用转鼓串联的第二水平旋转转筒中进行。传统上使用聚合烃、以石油为主的蜡、或高黏度的聚合石蜡油加聚乙烯的组合物作为密封剂，将其以热熔融液体形式喷涂至热的但呈固态的硫涂层表面上。由于密封剂熔体在温度 160～180 华氏度下硫包衣尿素颗粒上不会固化，所以液态的密封剂通过从一个颗粒向下一个颗粒流动或转移而相当均匀地分布在所有涂硫颗粒上，同时颗粒下降通过旋转的第二密封剂涂覆用转筒。这些经密封剂涂覆的硫包衣尿素颗粒在密封剂转鼓中出来后，通过一个流化床冷却器，使密封剂在其内固化成坚固但稍微发粘的聚合物涂层。

该种粘性特征为这些类型的密封剂所常见，可通过涂上粉末物质来抵消。这些粉末物质常被称为调节剂，其可为例如滑石、黏土、硅石或硅藻土。通常是在一个与涂硫用转筒及涂密封剂用转筒串联的第三个旋转筒中对已冷却且涂有聚合物的硫包衣尿素进行调节剂的涂覆。上述类型的产品已叙述于美国专利第 3，295，950；3，342，577；3，877，415；3，903，333；3，991，225及5，219，465 号中。中国专利 95190939.8、95190263.6、00122658.4 200510030371.5。

传统用烃类蜡主要组分为正构烷烃、环烷烃、异构烷烃、芳香烃、不饱和烃、微量铁、硫、氮等无机物杂质。因其成分特性原因，用其当密封剂制成的产品虽然当时密封完好，但在包装、运输和使用前混拌等操作中都很容易破碎破裂，甚至出现脱膜现象，导致产品密封不完全，养分可控释性较差。且传统用烃类蜡因其成分原因在土壤中降解需要一个漫长的过程，长久大量使用会对土质结构、自然环境造成一定影响（摘自《生态毒理学报》2008年2月第3卷第1期《土壤中总石油烃污染(TPH)的微生物降解与修复研究进展》）。

虽然这些硫包衣尿素产品一般于被制成后具有良好的缓释特性，但涂层的耐冲击性及耐磨性低，经过处理、运输、掺合及涂覆操作后，涂层会发生机械降解，从而导致缓释性变差，无法按作物生长过程中养分需求持久供应养分，且有些密封剂短时间内无法完全降解，存在一定的环境问题，且价格昂贵。而有些专利公布的在硫层再涂覆一层聚合物，具有良好的释放性和冲击强度，如 US5599374，但价格昂贵，操作也较复杂，硫含量高，氮含量低，难以被接受并存在环境问题，不能降解。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种硫包衣尿素缓释肥料及其制造方法，本发明硫包衣尿素缓释肥料的制造方法，相比较传统制造方法，在熔融硫涂覆基料颗粒尿素后，有效降低硫含量，提高氮含量，并且在同一转鼓中不同区域内完成天然蜂蜡组合物涂覆，天然蜂蜡组合物涂层无粘性，不需进行涂覆调节剂的步骤，简化了生产过程，又提高了产品质量，并且环境友好。

本发明是这样实现的：一种硫包衣尿素缓释肥料及其制造方法，包括步骤1）：用熔融硫涂覆经预热的基料尿素颗粒，以获得一致密均匀硫包覆层，并且具有一预定的厚度，其特征在于：还包括步骤2）和步骤3）；步骤2）：用泵将天然蜂蜡组成的组合物涂覆步骤1）中的硫包覆层，提高硫包衣尿素的包膜的韧性及控释性；涂硫及在硫层上涂覆天然蜂蜡组合物在一个涂覆转鼓中完成，基料及各涂层重量百分比为尿素 80～90%，硫 9～17%，天然蜂蜡组合物1～3%；所述天然蜂蜡组合物，由添加剂和天然蜂蜡组成，所述的添加剂在天然果胶、天然乳胶、大豆油及棕榈油中选择一种或一种以上；步骤3）：通过流化床冷却器、固体换热器，使步骤2）中的经天然蜂蜡组合物涂覆的硫包衣尿素颗粒逐步冷却，保证有机蜡膜彼此致密相连。

根据权利要求 1 所述的硫包衣尿素缓释肥料的制造方法，其特征在于：天然蜂蜡组合物涂覆的硫包衣尿素颗粒经沸腾流化床冷却器逐渐冷却至 30 ℃，然后在经固体换热器冷却至 20 ℃。

所述的天然蜂蜡组合物中添加剂与天然蜂蜡的重量百分含量之比为添加剂∶天然蜂蜡=0.5～10% ∶99.5～90% 。

本发明硫包衣尿素缓释肥料，其特征在于：尿素颗粒表面有第一涂层硫，在尿素颗粒硫涂层上再有天然蜂蜡的组合物涂层。所述的硫包衣尿素缓释肥料中含有重量百分比为80～90%的尿素、9～17%的硫和1～3%的天然蜂蜡组合物。

本发明采用的天然蜂蜡选自采或市售。天然蜂蜡具有 60～70 ℃的滴熔点，少于 3% 的油，无芳香和环状结构。

本发明中使用的天然蜂蜡组合物，由重量百分比为99.5～90%的天然蜂蜡和0.5～10%添加剂组成。如果直接用天然蜂蜡替代替代烃类蜡作为密封剂，密封包膜的抗老化性不是很强，因而需要用添加剂组成组合物使用，提高密封剂的抗老化性，保证产品包膜在保质期内都不容易破碎裂纹。

天然蜂蜡是工蜂腹部下面四对蜡腺分泌的物质，含酸类、游离脂肪酸、游离脂肪醇和碳水化合物，为天然物质。和传统烃类蜡不同，天然蜂蜡具有柔韧性好、受力情况下倾向于塑性流动、延伸度大、挠性好等特性（摘自《山东农业大学学报：自然科学版》 1989 第2期第73页朱凤岗的《用中蜂蜡提取三十烷醇的工艺改进》），因此不易破碎断裂，操作和运输过程中不易裂纹，由其作为密封剂制成的产品可控释性大大提高；并且在作物生长过程中，天然蜂蜡可提高农作物还原糖和自由氨基酸的含量，由此提高作物产量和品质；而且，还可提高农作物的抗逆性（如低温、病害、干旱等）（摘自《农业与技术》 1996 第1期中杨建伟的《利用PAS反应显示植物组织细胞内的淀粉粒》）；另外，且因天然蜂蜡组合物本身是纯天然产品，在土壤中会被微生物完全分解，优化土壤，安全环保。

本发明的有益效果是：本发明方法提高了缓释肥料中氮的含量，降低了包膜硫的含量，具有很好的控制释放和良好的韧性，可按作物生长阶段需求释放产品养分，还提高了抗冲击性和耐磨性，经运输、使用中碰撞、掺合不受影响，且可完全降解，安全环保，其价格也容易被用户接受。

附图说明

图1 是本发明硫包衣尿素缓释肥料的制造流程示意框图。

具体实施方式

根据附图，本发明一种硫包衣尿素缓释肥料及其制造方法，包括：

步骤1）、硫包覆：用泵以一定的压力将熔融硫涂覆在固体换热器中经预热的基料尿素颗粒，以获得一致密均匀硫包覆层，并且具有一预定的厚度；固体换热器的目的是预热尿素，使硫涂层和尿素充分致密实现包裹。

步骤2）、天热蜂蜡包覆：用泵以一定的压力将天然蜂蜡组成的组合物涂覆步骤1）中的硫包覆层，天然蜂蜡组合物具有一定的成膜性和密封性，以减少硫涂层厚度，提高氮含量，提高硫包衣尿素的包膜的韧性及控释性；基料及各涂层重量百分比为尿素 80～90%，硫 9～17%，天然蜂蜡组合物1～3%；天然蜂蜡组合物，由添加剂和天然蜂蜡组成，添加剂在天然果胶、天然乳胶、大豆油及棕榈油中选择一种或一种以上。天然蜂蜡组合物中添加剂与天然蜂蜡的重量百分含量之比为添加剂∶天然蜂蜡=0.5～10% ∶99.5～90% 。

涂硫及在硫层上涂覆天然蜂蜡组合物在一个涂覆转鼓中完成，大大提高生产效率，减少能耗，同时，减少硫包衣颗粒表面裂缝和孔洞，保障产品良好的控释性能。

步骤3）、流化床、固体换热器冷却：通过流化床冷却器、固体换热器，使步骤2）中的经天然蜂蜡组合物涂覆的硫包衣尿素颗粒逐步冷却，保证有机蜡膜彼此致密相连不断裂。

天然蜂蜡组合物涂覆的硫包衣尿素颗粒经沸腾流化床冷却器逐渐冷却至 30 ℃，然后在经固体换热器冷却至 20 ℃。最后经筛分器筛选，进入储罐成为成品。逐级冷却，避免温度骤然降低对硫包裹层的破坏，同时，减少颗粒与机械接触，避免包膜碰撞接触产生的裂缝。

本发明制得的硫包衣尿素缓释肥料在尿素颗粒表面有第一涂层硫，在尿素颗粒硫涂层上再有天然蜂蜡的组合物涂层，其含有重量百分比为80～90%的尿素、9～17%的硫和1～3%的天然蜂蜡组合物。

实施例1：

大颗粒尿素 800公斤，预热到65度，硫磺在155度熔融，170公斤，50度熔融天然蜂蜡组合物30公斤，在包衣转鼓中，按比例进行涂覆，涂敷温度90度，然后，通过流化床冷却器3冷却到30度，通过固体换热器4冷却到20度，包装、计量得成品（ 37-0-0+17%S），2-4.75mm，24小时溶出率15.2% 。

实施例2：

大颗粒尿素 850公斤，预热到65度，硫磺在155度熔融，130公斤，50度熔融天然蜂蜡组合物20公斤，在包衣转鼓中，按比例进行涂覆，涂敷温度90度，然后，通过流化床冷却器3冷却到30度，通过固体换热器4冷却到20度，包装、计量得成品（ 39-0-0+13%S），2-4.75mm，24小时溶出率17.5% 。

实施例3：

大颗粒尿素 900公斤，预热到65度，硫磺在155度熔融，90公斤，50度熔融天然蜂蜡组合物10公斤，在包衣转鼓中，按比例进行涂覆，涂敷温度90度，然后，通过流化床冷却器3冷却到30度，通过固体换热器4冷却到20度，包装、计量得成品（ 41-0-0+9%S），2-4.75mm，24小时溶出率21.3% 。

Claims

1.一种硫包衣尿素缓释肥料的制造方法，包括步骤1）：用熔融硫涂覆经预热的基料尿素颗粒，以获得一致密均匀硫包覆层，并且具有一预定的厚度，其特征在于：还包括步骤2）和步骤3）；步骤2）：用泵将天然蜂蜡组成的组合物涂覆步骤1）中的硫包覆层，提高硫包衣尿素的包膜的韧性及控释性；涂硫及在硫层上涂覆天然蜂蜡组合物在一个涂覆转鼓中完成，基料及各涂层重量百分比为尿素 80～90%，硫 9～17%，天然蜂蜡组合物1～3%；所述天然蜂蜡组合物，由添加剂和天然蜂蜡组成，所述的添加剂在天然果胶、天然乳胶、大豆油及棕榈油中选择一种或一种以上；步骤3）：通过流化床冷却器、固体换热器，使步骤2）中的经天然蜂蜡组合物涂覆的硫包衣尿素颗粒逐步冷却，保证有机蜡膜彼此致密相连。

2.根据权利要求 1 所述的硫包衣尿素缓释肥料的制造方法，其特征在于：天然蜂蜡组合物涂覆的硫包衣尿素颗粒经沸腾流化床冷却器逐渐冷却至 30 ℃，然后在经固体换热器冷却至 20 ℃。

3.根据权利要求 1 所述的一种硫包衣尿素缓释肥料的制造方法，其特征在于：所述的天然蜂蜡组合物中添加剂与天然蜂蜡的重量百分含量之比为添加剂∶天然蜂蜡=0.5～10% ∶99.5～90% 。

4.一种由权利要求 1～3 中任一项所述硫包衣尿素缓释肥料的制造方法制成的硫包衣尿素缓释肥料，其特征在于：尿素颗粒表面有第一涂层硫，在尿素颗粒硫涂层上再有天然蜂蜡组合物涂层。

5.根据权利要求 4所述的一种硫包衣尿素缓释肥料，其特征在于：所述的硫包衣尿素缓释肥料中含有重量百分比为80～90%的尿素、9～17%的硫和1～3%的天然蜂蜡组合物。