含有微量元素的化肥包膜的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种制备自由流动的、无粉尘的覆盖着微量元素的微粒固体化肥原料 的一步化方法，所述的方法包括应用一种或多种微量元素原料在一种油基里的悬浮液于微 粒固体化肥原料上，也涉及制备一种自由流动的、无粉尘的覆盖着微量元素的微粒固体化 肥原料颗粒的组分，以及由此获得的所述的自由流动的、无粉尘的覆盖着微量元素的固体 化肥原料颗粒。
【背景技术】
[0002] 植物养分可以被分为三个主要级别：
[0003] 初级或大量元素：氮（N)、磷（P)和钾（K)。
[0004] 二级养分：妈（Ca)、镁（Mg)、硫（S)、钠（Na)。
[0005] 微量元素：硼（B)、铜（Cu)、铁（Fe)、猛（Mn)、钼（Mo)、锌（Zn)。
[0006] 固体微粒形式的无机化肥例如颗粒剂或小球剂代表了用于农业中最主要的化肥 常用形式，混合着至少初级或大量元素（所述的所谓的氮磷钾复合肥），并且经常含有二级 养分。固体微粒化肥一般用于土壤中以便提供生长的农作物所需的大量的初级和二级养 分。
[0007] 为了满足农作物的农事需要包括微量元素的固体微粒形式的化肥产品通常也是 一种需要。这可以在小球剂或颗粒剂过程期间通过混合微量元素实现。作为选择的，W0 9915480 (Norsk Hydro, 1999)申请公开了如何使微量元素可以通过一种酸和一种矿物基的 水溶液的应用被包裹在微粒化肥外。然而，在大量生产作业中的实际问题暗示出使用上述 方式难以满足不同的农作物和不同的土壤类型的迥然不同的养分需求。不仅如此，使用所 述的水溶液于吸湿性原料如硝酸铵钙和硝铵肥料是不被推荐的。
[0008] 粉末或颗粒状的微量元素成分与固体化肥的物理混合在制造方面提供了更多灵 活性但在最终产品存在一些缺点。这些不同的组分颗粒粒径和密度的不同可以导致储存和 处理过程中的分层，其结果是导致对土壤和农作物的用量不均。另一个缺点，特别是粉末状 微量元素在使用时，在运输及使用时需要除尘处理。这不仅导致用量不均，还会出现一潜在 的环境或健康和安全危险。
[0009] W0 03071855 (Ade&Company，2003)启示出一种化肥可以被包裹在以细密的干粉形 式的微量元素中应用的方法，其要求保护生产一种低粉尘的产品。然而，如果所述的原始化 肥基质本身是天然粉尘体，这种方法对于减少固有的灰尘是不可行的。
[0010] 这些问题可以通过在混合过程中，应用一种油、表面活性剂或绑定高分子，例如通 过喷雾在一定程度上减轻，但这会在过程中增加一进一步的步骤从而增加混合操作的复杂 性。
[0011] 微量元素可以通过微量元素成分的水浆体或悬浮液包裹颗粒被添加到固体化肥 中。这种方式结果是一种均匀分散的微粒元素的低粉尘产品。然而，引入水相（即使只是 很少量）这种方法对通过增加板结趋势或通过减少小球剂或颗粒剂，特别是硝酸盐基的固 体吸湿性材料如硝酸铵钙和硝酸铵以及尿素的强度，对固体化肥储存稳定性产生危害。更 进一步地，很容易错误地将比需要的更多的水浆液或悬浮液加至固体化肥中，考虑到膨胀 和板结趋势这对于对整个批次有不利的影响。
[0012] 在US 3,692,529(Rychman，1972)中已经提及了对带附着油以及色素或着色剂的 固体携带微粒的处理。然后，获得的涂油的载体微粒与颗粒状固体混合以提供一自由流动 的不分层的均质组分。涂油的载体微粒的功能是为否则是非自由流动的颗粒状固体组分提 供自由流动的特性。所述的颗粒状固体易于产生粉尘，故可能需要进一步的处理步骤去抑 制粉尘。
[0013] 其他方法需要特殊的装置来分别添加组分和在原来的位置，尤其是在微粒固 体化肥原料及其成分之间产生化学反应或螯合反应，和/或使用高温。例如如下专利： US 2005/076687、CN102603431、W0 102011/080764、US 4.657.576、GB 954.555 和 CN 102358710〇
[0014] 因此，需要一种更好的前处理固体化肥微粒以至少一方面解决现有技术中问题的 方法。
【发明内容】
[0015] 本发明的方面在独立权利要求中详细说明。优选的特征在从属权利要求中详细说 明。
[0016] 通过使用一种一种或多种微量元素在油中的预处理悬浮液，固体化肥的包裹可以 一简单的在室温下（在此解释为大于〇°C，特别是大于10°C，并且低于40°C，特别是低于 30°C)使用标准化肥混合装置通过一步法混合或包裹处理来实现。根据本发明的方法的结 果是一种无尘而且具有很好的储存特性的均质包裹的悬浮液。油基悬浮液的使用不仅预防 了微量元素的粉尘而且降低了颗粒化肥本身的粉尘。在混合过程中不需要额外添加的非水 性液体或其他防尘剂。此外，我们已经发现本发明的油基悬浮液在储存和通过减少板结趋 势的终产物的使用特性方面有一个附加的有益效果。
[0017] 所述的微量元素悬浮液是通过混合一适配的均匀细磨的粉末状微量元素来源至 一种油中制备的。
[0018] 适配的微量元素来源是任何适配的微量元素分子硼、铜、铁、锰、钼和锌的化合物， 例如但不限于盐类，如硫酸盐、硫氧化物、硝酸盐、硼酸盐、氯化物或氯氧化物和磷酸盐；矿 物质；金属螯合物，例如m)TA、HEDTA、DTPA、EDDHA ;氧化物、碳酸盐或氢氧化物。
[0019] 我们发现依据覆盖范围和低粉尘的最好的结果是当微量元素原料的粒径基本上 在0? 1~100 y m，优选地在0? 1~50 y m，更优选地有90 %的微粒为0? 1~50 y m，尤其是 90%的微粒为0. 1~20 ym。如此一个适合的粒径范围可以通过研磨来得到。
[0020] 所述的油可以是任何适配的天然、矿物质或合成油，例如一种白矿物油，但优选地 一种环保可接受的油如使用一种植物油。适配的植物油包括菜籽油、豆油、葵花籽油、亚麻 籽油、蓖麻油或其他相似的植物油。其他油类，例如甲酯化油或改良的植物油都可以适用， 但不包括水溶性的材料。
[0021] 令人惊奇的是，植物油被证明与白矿物油相比是分散所述的微粒，尤其是氧化锌 微粒的更好的油。
[0022] 悬浮液中微量元素负载量达到的越高越有利，因为这可以容纳一个高的微量元素 添加至固体肥料上而不需要在化肥中过载油从而导致终产物黏腻而难以处理。
[0023] 在一种优选的实施例中，固体负载为重量百分比的30~80%，优选地占重量百分 比的50~80%是可以实现的。所述的负载量依赖于载体油的类型、分散剂的类型等等。 举个例子，可以提到的具有重量百分比60%氧化锌的菜籽油可以用栗抽取并且用于包裹化 肥。然而，具有重量百分比70%氧化锌的菜籽油已得到证明太厚难以用栗吸取，但是通过添 加分散剂，可以在不增加作为结果的分散的粘度的情况下将量增加到70%。这是一个本发 明具有创造性的方面，即生产分散情况为用占重量百分比65~70%的氧化锌以包裹一化 肥产品以致其含0. 5%重量半分比的锌已被发现是可行的，其可以达到一农业有效值，虽然 没有使用过多的油也没有使得肥料产品变得粘稠和易于板结。
[0024] 获得流性液体也是有利的，这样使得微量元素悬浮液可以被轻易的栗出并给到化 肥混合物中。为了达到使流性悬浮液有一个高的固体浓度，分散剂可以不需要成为该组分 的一部分。适配的分散剂可以是天然的或合成的，包括脂肪酸、单的和双甘油酯、缩聚脂肪 酸、聚合脂肪酸酯、脂肪酸修饰多元酯、非离子嵌段共聚物。
[0025] 理想的情况是，微量元素悬浮液拥有良好的稳定性以利于存储，因此预防微量元 素从悬浮液里快速沉降这一点是很有必要的。因此，所述的组分可以包括任何一个或组合 的分散剂、流变剂、增稠剂和防沉剂。适配的流变剂、增稠剂和防沉剂包括粘土如海泡石、膨 润土、硅镁土、锂蒙脱石、坡缕石和有机改良粘土；聚氨酯；聚脲；亲水锻制氧化硅；疏水锻 制氧化硅；锻制混合氧化物。
[0026] 使用油作为分散剂的一个优势是它可以将水溶性和非水溶性的颗粒用一种方式 都分散开。可溶于水的材料的例子如硫酸锌（ZnS0 4)。如果用水作为包裹介质，将会溶解水 溶性微粒并分散非水溶性微粒，带来一种有差异的和并不希望存在的包裹形式。
[0027] 着色剂，无论染料或颜料，都可以被添加入组分中以帮助监控包裹过程及增强最 终化肥产物的物理外观。适配的颜料类例如包括但不限于：酞菁蓝（例如染料索引蓝色素 15，15 :1、15 :2、15 :3、15 :4)及氯酞菁氯铝（例如染料索引蓝色素79);深蓝色、红色、黄色 和绿色氧化铁。
[0028] 所述的含分散的微量元素的油可以通过任何常规方式添加至微粒固体化肥中，例 如在混合搅拌桶中搅拌时将油喷在微粒化肥上，或者在混合搅拌桶中的产品搅拌好后将油 喷在微粒化肥上，或者在移动的输送带上向微粒化肥喷油。
[0029] 本发明将通过参照下述实施例进一步解释。在实施例1和2中，所使用的分散 剂为Decal FD (Devine Chemicals)，轻硬脂酸聚合物并且蓝色素分散剂为Dispers Blue LS6900(BASF)蓝色染料 15 :1。
【具体实施方式】
[0030] 实施例1
[0031] 以下实施例显示出用于制作1kg的含重量百分比为50%的锌的氧化锌油基悬浮 液（氧化锌来自于比利时优美科公司，具有平均微粒粒径约为0.5 ym，90%的微粒小于 2ym)的组分。
[0032]
[0033] 以上组分按列表的顺序加入搅拌烧杯中并持续搅拌30分钟。合成产物是一粘度 在20°C时用Brookfield LVD粘度计的3号主轴在12rpm时测量在4220cPs的流体悬浮液。
[0034] 产物样品经过各种条件的储存测试。一个样品在室温下经过4个月的时间保持稳 定并且没有明显的的悬浮固体的沉降。
[0035] 上述的氧化锌悬浮液是在20°C时使用相当于一吨尿素中加5升的比例通过下述 方法被包裹在尿素颗粒上的：
[0036] 1kg的尿素颗粒添加至一实验室规模的圆筒搅拌机内并开启搅拌。5ml的氧化锌 悬浮液通过注射器引入并持续搅拌2分钟。终产物为均质微量元素包裹的（相当于占重量 百分比为0. 47 %的锌）、无粉尘并自由流动的。
[0037] 所述的实施例1中的悬浮液也是在20°C包裹在两种类型的颗粒化肥上，氮磷钾 NPK27-4-4和硝酸铵钙（CAN)(都来自于Yara公司）。两种化肥级别的样品（终产物来自 于生产设备并且已经经过抗板结包裹处理）都使用氧化锌悬浮液以达到相当于重量百分 比0. 81%包裹的比例来处理。最终的样品与每个