专利名称：含内添加松散剂的松散性复合肥及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种农用无机肥料及其制备方法，特别是一种多元高浓松散性复合肥及其制备方法。该松散性优良的复合肥由多组元复合肥和粉状内添加剂组成。
随着化肥工业的突飞猛进的发展，多元高浓复合肥和复混肥成了无机肥料的主要发展方向，但是在复合肥的生产过程和贮存期内，存在易吸湿、肥料颗粒易粘连、易粉化等缺陷，因而成了必需解决的技术难题。
从二十世纪七十年代开始至今，一系列采用复合油外包裹技术应运而生；由九十年代法国学者L.纳瓦斯库斯(中国专利95 118864，1996)发明的采用油、蜡类的熔融物处理复合肥，制品颗粒强度低，粉化的缺陷亦未得到解决；由芬兰T.阿恩纳斯(中国专利96 198625.5，1998)发现在矿物油中熔入氨基二羧酸盐复合肥的处理技术，虽然对复合肥得到较满意的防潮防结块效果，但是采用原料生产成本高、生产使用不方便、采用大量溶剂又不安全，故难以实际应用；由西班牙发明的水溶性“花生”化肥添加剂，由于该发明呈乳浊粘糊状态，包装、运输均不方便；中国专利(专利受理号01129002.1)，发明人发展和改进了前人芬兰T.阿恩纳斯的技术，采用价廉的羧酸和胺类，在90℃熔化工艺温度下，反应生成了有效控制复合肥结块和粉尘化倾向的酰胺类化合物，该发明制成低HLD值、薄片状亲油状松散剂和油类复合，作为复合肥的外包裹剂，在实际现用中效果较显著，用量少，能明显改善复合肥的防结块性。但是在实际应用中，仍存在需要采用油类及熔化设备，存在设备投资大、占场地、工艺不易控制、生产成本较高等弊病；而且又发现采用外包裹技术得到的复合肥，由于其颗粒外层涂复了一层油膜，制品水溶性大幅度降低，不能满足南方地区农户的要求；此外，固体片状松散剂在采用内添加工艺时，亦难以与粉状易结块材料(硝铵、尿素、硫酸钾等)均匀混合，因而不能连续自动计量实施。因此，如何替代前人的复油外包裹技术，成为当今复合肥防结块技术领域急待解决的技术难题。
本发明的目的在于克服技术背景的不足，设计提供一种不用复合肥外包裹技术来得到松散性复合肥的制备方法，并必须设计一种与复合肥组份热相容性良好、原料来源丰富、成本低廉、易加工的粉末状松散剂，不用复合油配伍，直接在复合肥生产过程作为内添加剂应用，制得优良松散性和能长期贮存的复合肥。
本发明构思在设计的松散性复合肥组成中，添加由抗粘剂、晶控剂等助剂复配制成性能互补、成本低廉、能解决复合肥易结块、粘连、粉尘化缺陷的多元粉末状松散剂体系。旨在作内添加材料时，不但在生产工艺过程，能与复合肥各组份原料同步连续计量投料，而且能与复合肥相容混合，通过复合肥的喷浆造粒工艺，形成一个均匀混晶结构的防潮防结块颗粒分子模型，有效地对复合肥起抗粘连、抗水、控制晶型转变等作用。针对复合肥主成分的物理特性和晶体结构，该粉状内添加剂必须由抗粘剂、晶控剂、润滑剂、抗粉化剂、防潮剂和阻燃剂复配组成。组成中聚酯等防潮剂主要起防潮作用，阻止环境湿气的侵入；润滑剂起辅助抗粘连功能，并改善制品的外观商品性和脆性；抗粉化剂主要防止肥料在贮存期间易粉化的倾向；阻燃剂的作用是本身具有高热容，难以引燃，能提高复合肥体系在喷浆高温造粒过程的安全性。其中阴离子表面活性剂晶控剂和阳离子表面活性剂抗粘剂最为关键；晶控剂的主要作用是在复合肥中硝酸铵等易晶变材料的相变点附近，控制晶形的不可逆变化或滞缓变化，以保持复合肥中硝酸铵具有良好的稳定晶型；阳离子表面活性剂抗粘剂，其作用基于以下机理抗粘剂分散于复合肥中，由于抗粘剂持有迁移性能，故能迁移到复合肥表面，大大降低了内摩擦系数，提高了复合肥颗粒间的滑动性和抗粘连性，因而使本发明制成的复合肥，在规定贮存期内不易粘连，保持优良的松散性。
根据上述构思，设计一个组元性能互补的多元粉状松散剂体系；起抗粘连作用的抗粘剂必须是酰胺类具可迁移性的阳离子表面活性剂起主体晶控作用的晶控剂必须采用含极性基-COOH、-S04H、-SO3H、-P04H的平面构型阴离子表面活性剂；防潮剂采用低熔点易成膜材料，这类物质是乙基纤维素、聚酯等；润滑剂一般是能降低摩擦系数的粉状或粘稠状材料，这类物质是滑石粉、氯化石蜡、十八醇、凡士林、环烷酸等；抗粉化剂一般是伯胺盐类或非离子型表面活性剂；阻燃剂采用高热容或能生成不可燃气体的有机或无机材料，这类物质是硫酸钾、氯化铵、胶体氢化镁、十溴二苯醚、磷酸三苯酯、聚磷酸铵、六溴环十二烷等。
本发明粉状内添加松散剂的组成(质量％)为
15～60 晶控剂苄基萘磺酸甲醛缩合物或十二醇硫酸钠或脂肪醇聚氧乙烯醚或苄基萘磺酸钠25～40 抗粘剂十六烷胺醋酸盐或双硬脂酸酰胺或羧甲基纤维素或芥酸酰胺5～15 润滑剂癸二酸或环烷酸或硬脂酸或滑石粉5～15 抗粉化剂二烷基仲胺或十六伯胺或十八伯胺或花生酸酰胺4～10 防潮剂聚酯或疏松蜡或微晶蜡或乙基纤维素1～5 阻燃剂聚磷酸铵或氯化铵或六溴环十二烷或异氰尿酸三(2，3-二溴丙基)酯本发明的粉状内添加松散剂最佳组成(质量％)为40 晶控剂苄基萘磺酸甲醛缩合物30 抗粘剂双硬脂酸酰胺10 润滑剂癸二酸10 抗粉化剂十八伯胺7 防潮剂疏松蜡3 阻燃剂六溴环十二烷本发明松散性复合肥的制备方法构思采用目前复合肥厂喷浆造粒生产复合肥传统的生产线工艺过程和设备，将本发明的粉状内添加松散剂直接加入生产过程的料浆槽或中和槽中熔化，和复合肥各组份在搅拌下混和，经喷浆造粒干燥等工序，即可制得松散性优良的复合肥。
根据上述构思实施本发明而设计的松散性复合肥制备方法和步骤是首先在料浆槽中自动计量加入来自中和槽的复合肥主要料浆，同步加入计量尿素或硝酸铵和计量的本发明粉状内添加松散剂，添加剂加入浓度为复合肥质量的0.05％～0.15％，料浆槽内温度一般为90～100℃，混合搅拌约10～15min，再经喷浆造粒干燥(采用热空气约400℃，制品出料温度一般为85～90℃)，制品转入提升机振动筛分、冷却、包装工序，即可制得包装温度约为30～40℃的松散性复合肥成品。
本发明与现代技术相比具有以下的优点1 成功地将阳离子表面活性剂作抗粘剂和阴离子表面活性剂作晶控剂，有效地引入复合肥改性的粉状内添加松散剂组成。
2 本发明的内添加工艺技术，有效地代替了传统的扑粉法或复油外包裹技术，不需用矿物油，又不需用复合油熔化和雾化设备，节省工厂占有场地，大幅度降低工厂生产成本。
3 本发明的粉状内添加剂应用于复合肥中，用量少却效果显著，制品贮存六个月松散度在90％以上。
4 保持复合肥有良好的水溶性。
5 当外包裹技术工艺实施制备复合肥时，复合油在管道流动过程和喷雾过程中易堵塞管道和喷头，工艺难以控制，而内添加剂技术工艺稳定。
6 本发明的粉状内添加剂，便于与复合肥原料同步自动计量投料生产，故本发明更适用于连续性工艺生产复合肥厂家使用。
利用本发明上述的粉状内添加松散剂和复合肥实施工艺得到的高效硫酸钾复合肥的性能，测试结果参见表1。
表1 制品技术性能普通复合肥 本发明制品性能参数技术指标现场 贮存六个月 现场贮存六个月外观白色颗粒 结块，粉尘多 洁白，商品性好 洁白，颗粒不粘连白色光滑颗粒水份，％1.60 4.00 1.371.40≤2.0颗粒强度，N/颗粒14.009.00 17.016.0≥12粒度(1-4.75mm)，％ 99.5 85.0 99.095.0≥90总养份，％ 45.3045.00 45.45 45.30 ≥40松散度，％ 100 50 100 92.5≥70
2按如下组成(质量％)实施99.85 多元高效烟草复合肥0.15 粉状内添加松散剂其中粉状内添加松散剂按如下组成(质量％)实施25 抗粘剂芥酸酰胺60 晶控剂十二醇硫酸钠5 润滑剂环烷酸5 抗粉化剂十六伯胺4 防潮剂聚酯1 阻燃剂氯化铵本发明的制造参照实施例1。
利用本发明制成的松散性高浓烟草复合肥(含硫酸铵30％、磷酸一铵30％等)的性能，测试结果参见表2。
表2 制品技术性能普通复合肥本发明制品性能参数技术指标现场贮存六个月 现场 贮存六个月外观 白色颗粒结块严重洁白，流散性好洁白，不粘连白色颗粒水份，％ 1.803.601.64 1.40≤2.0颗粒强度，N/颗粒 30 27.04240 ≥12粒度(1-4.75mm)，％ 99.086.099.0 98.0≥90总养份含量，％ 52.050.051.4 51.2≥50松散度，％ 100 40 100 90.5≥703按如下组成(质量％)实施99.95 多元烟草复混肥0.05 粉状内添加松散剂其中粉状内添加剂按如下组成(质量％)实施15 晶控剂脂肪醇聚氧乙烯醚40 抗粘剂十六烷胺醋酸盐15 润滑剂硬脂酸15 抗粉化剂花生酸酰胺10 防潮剂微晶蜡
5 阻燃剂聚磷酸铵本发明的制造参照实施例1。
利用本发明制成的多元烟草复合肥(含硝酸铵20％、氯化铵22.5％)的水溶性能，测试结果参见表3。
表3 制品水溶性能水溶性， 指标，例子类别 试样名称 数据来源min(静置水中) min比较例 无剂硝铵基复合肥 对比试样 3.5≤10参考例 外包裹复合油的复合肥 文献CNP96 198625.530.0 ≤10参考例 外包裹复合油的复混肥 对比试样 22.0 ≤10实施例1 松散性硫基复合肥 本发明制品4.5≤10实施例2 松散性烟草复合肥 本发明制品5.0≤10实施例3 松散性烟草复混肥 本发明制品4.0≤104采用热分析仪对本发明制品，进行了差示扫描量热分析(TGA-DTA法)，研究了本发明制品的热分解图谱，测试结果参见表4。
表4 制品热分解性能熔点，初始热分解温度， 最终热分解温度，例子类别 试样名称 数据来源℃ T0，℃T1，℃比较例 无剂复合肥对比试样70.00147.50513.80参考例 含外包裹油的复合肥对比试样70.75147.92520.36实施例1 松散性硫基复合肥 本发明制品 79.60149.0 544.60实施例2 松散性烟草复合肥 本发明制品 72.75148.9 548.73实施例3 松散性烟草复合肥 本发明制品 84.50225.0 538.20从表4可见本发明制品复合肥，比前人制品的耐热性优良，含本发明的内添加松散剂的复合肥的热分解温度均高于制造复合肥喷浆造粒的工艺温度，故生产使用过程安全。
权利要求
1 一种松散性优良的复合肥由多元高浓N-P-K复合肥和粉状防潮防结块剂组成，其特征在于采用内添加工艺，替代传统沿用的复油外包裹技术，制得松散性复合肥，其配方(质量％)为多元复合肥 99.85～99.95粉状内添加剂0.05～0.15内添加剂配方(质量％)为15～60 晶控剂苄基萘磺酸甲醛缩合物或十二醇硫酸钠或脂肪醇聚氧乙烯醚或苄基萘磺酸钠25～40 抗粘剂十六烷胺醋酸盐或双硬脂酸酰胺或羧甲基纤维素或芥酸酰胺5～15 润滑剂癸二酸或环烷酸或硬脂酸或滑石粉5～15 抗粉化剂二烷基仲胺或十六伯胺或十八伯胺或花生酸酰胺4～10 防潮剂聚酯或疏松蜡或微晶蜡或乙基纤维素1～5阻燃剂聚磷酸铵或氯化铵或六溴环十二烷或异氰尿酸三(2，3-二溴丙基)酯
2 根据权利要求1所述的松散性复合肥，其特征在于最佳配方(质量％)为多元复合肥99.90粉状内添加剂 0.10粉状内添加剂最佳配方(质量％)为40 晶控剂苄基萘磺酸甲醛缩合物30 抗粘剂双硬脂酸酰胺10 润滑剂癸二酸10 抗粉化剂十八伯胺7 防潮剂疏松蜡3 阻燃剂六溴环十二烷
3 根据权利要求1所述的复合肥，其特征在于采用内添加工艺解决和限制复合肥易结块和粉化的趋势。应将本发明的内添加剂直接加入复合肥生产过程的料浆槽或中和槽中熔化，和复合肥各组份在搅拌下混和，经喷浆造粒干燥制得松散性优良的高浓复合肥。
4 根据权利要求1所述的粉状内添加剂，其特征在于不必采用反应釜熔化设备和制片机加工生产，而是将各组份粉碎或干燥后，一起加入双层双螺旋结构的搅拌机内，进行混拌即可制得该粉状内添加剂。
5 根据权利要求1所述的粉状内添加剂，其特征在于既可在间断法生产复合肥生产过程中内添加应用，亦可在大规模连续生产复混肥或复合肥生产过程中，采用电脑控制计量，连续按比例与尿素或硝铵同步加料实施。
全文摘要
本发明提供一种松散性优良的复合肥及其制备方法。其特征在于该复合肥含有微量的内添加粉状松散剂。是为了替代传统的复油外包裹技术,采用内添加工艺解决和限制复合肥易结块和粉化的趋势。内添加剂由抗粘剂、晶控剂等组成。将该内添加剂与硝铵等同步加入料浆槽中混拌,后经喷浆造粒,内添加剂渗进肥料颗粒内部,再经干燥、冷却等工序,制得商品性优良的复合肥,制品贮存六个月,松散度90%以上。本发明技术,不需用矿物油和熔化、雾化设备,使本发明更适于工业化生产。
文档编号C05G3/00GK1373109SQ0211357
公开日2002年10月9日 申请日期2002年4月8日 优先权日2002年4月8日
发明者殷海权, 杨权生 申请人:殷海权