本发明涉及源自任何天然或合成来源材料的肥料的领域，所述肥料施用于土壤或植物组织以提供植物生长所必需的一种或多种植物营养素，本发明特别涉及用于肥料制粒过程中的粘结剂。
背景技术：
为了正常生长，植物需要营养素(氮、钾、钙、锌、镁、铁、锰等)，这些营养素通常可存在于土壤中。有时需要肥料来实现所需的植物生长，因为这些肥料可以增强植物的生长。
这种植物生长以两种方式来满足，传统方式是提供营养素的添加剂。一些肥料起作用的第二种模式是通过改变土壤的保水性和通气性来增强土壤的有效性。肥料通常以不同比例提供三种主要的常量营养素：
氮(n)：叶片生长；
磷(p)：根、花、种子、果实的发育；
钾(k)：旺盛的茎生长、植物中的水分移动、促进开花和结果；
三种次要的常量营养素：钙(ca)、镁(mg)和硫(s)；
微量营养素：铜(cu)、铁(fe)、锰(mn)、钼(mo)、锌(zn)、硼(b)，有时有重要作用的硅(si)、钴(co)和钒(v)以及稀有矿物催化剂。
使营养素可用性符合植物需求的最可靠和有效的方法是通过使用缓释肥或控释肥来控制营养素向土壤溶液中的释放。
缓释肥(srf)和控释肥(crf)均逐渐地提供营养素。然而，缓释肥和控释肥在很多方面存在差异：它们所使用的技术、释放机制、寿命、释放控制因素等等。
固体肥包括颗粒、丸粒、晶体和粉末。丸粒状肥料是一种近似球形的颗粒状肥料，其通过使自由下落的小滴在空气或流体介质中固化而制成。商业苗圃中使用的大多数控释肥(crf)是已经包被有硫或聚合物的丸粒状肥料。开发这些产品是为了在整个作物发育过程中使营养素缓慢释放到根区。
营养素通过渗透作用从包膜肥料丸粒中释放出来，释放速率与温度升高呈正相关。释放速率与肥料丸粒上的包膜的类型和/或厚度相关联。
crf肥料有不同的寿命。大多数制造商的产品具有3个月、6个月、9个月或12个月的释放期。通过掺混不同包膜厚度的肥料丸粒来制造具有不同寿命的产品：较薄的包膜丸粒先释放营养素，然后较厚的包膜丸粒稍晚释放营养素。短期作物如一年生植物可能需要释放期为3个月的产品，而长期作物如木本多年生植物则需要释放期为12个月的肥料产品。
由于粉状或晶体肥料材料会产生大量粉尘，伴随着各种损失和妨害(在港口及仓库和车间处理期间的粉尘排放、产品流动性差、在储存和运输期间具有结块趋势、组分分离、在田间播撒时被风吹散)，大多数肥料通过不同的方法(通常称为“制粒”)而固结成具有更合适性质的较大颗粒。
通常使用三种不同的方法来增大肥料粉末并产生颗粒：
-湿法制粒法，也称盘式制粒法或翻滚团聚法。在液体介质的存在下通过化学反应来增大肥料粉末或通过粘结剂来增大肥料粉末。所述方式产生颗粒状复合肥料，其中所有成分在配方形成颗粒之前就掺入到配方中，因此每个单独的颗粒均包含正确比率的所有营养素。在鼓式制粒机或盘式制粒机或混合制粒机内进行制粒。这种制粒方法的主要缺点是安装成本高(这种方法主要需要制粒机、干燥器和冷却器)，并且由于干燥需要能量，所以运行成本也高；其还缺乏灵活性，因为改变配方需要停止设备以重置许多工艺参数，这可能要耗费一些时间。因此，大多数复合肥料的制造商不得不将其产品范围限制在几个标准等级。市场上可获得的等级实际上是这样的一种折中方案：它们不一定对作物、土壤和气候的所有组合都具有正确的营养平衡。现今农业的经济性需要良好的平衡，虽然对小批量定制配方肥料的需求在不断增长，但在湿法制粒厂中生产这些肥料的成本却必然很高，因此无法满足这种平衡。
-与湿法制粒相比，过去有一定普及性的替代方案是散装掺混法。此时，仅仅通过将各肥料材料的颗粒混合在一起来配制肥料。当然，单独地，颗粒具有差异性非常大的营养素含量。混合物还可能在装载和运输过程中分离，从而进一步加重了不均匀分布的问题。散装掺混的主要优点是它使用廉价设备，可以快速且轻松地切换以在广泛的范围内产生不同等级，并且可以对有限数量的基本颗粒状肥料材料进行操作，诸如尿素、dap和颗粒状钾碱，这些材料是丰富的，因此相对廉价。
-第三种方法是压实-制粒法，与前两种方法相比，近年来已经普及。其结合了湿法制粒和散装掺混的一些优点。许多无定形固体肥料材料，包括一些难以通过常规手段制粒的材料，可以通过简单施加机械压力而以任何所需比例固结。不需要添加水分，因此不需要干燥器(本身就是又大又昂贵的设备)或其大量的能量需求。改变配方是非常快速和简单的工序。该技术也可用于增大无法通过常规的鼓式或盘式制粒方法制粒的单一材料，特别是例如钾碱(氯化钾)。
在制粒过程中，通常使用粘结剂。在制粒过程中使用粘结剂有多种原因：
为实现所需的最终干燥粒料压碎强度
实现适当的干燥压碎强度是必要的，以确保粒料足够耐久以经受住最终产品使用之前和期间的所有处理点。从筛选和包装到运输、分销和应用，需要将产品破裂和粉尘保持在最低限度。干燥粒料压碎强度过低会太容易破碎，而干燥粒料压碎强度过高不则不是很容易破碎，或者需要过长时间才能溶解。调整粘结剂浓度或测试不同的粘结剂可以帮助达到目标干燥压碎强度。
为实现所需初始强度(greenstrength)
通常，材料需要能够在干燥之前在整个过程中移动时保持住。初始强度过低的材料有可能在从输送机掉落或通过滑槽时破碎。实现适当的初始强度将有助于产品保持完好直到该过程结束。
为协助实际制粒过程
粘结剂有助于实现材料自身年付所需的粘性。虽然一些材料可以在没有粘结剂的情况下团聚，但是大多数材料需要某种粘结剂来在形成粒料的同时牵拉并将颗粒保持在一起。虽然在理想的情况下，水可以完成这项工作，但水在很多时候没有粘性而无法赋予粒料足够的湿强度来承受粒料所经历滚动、翻转和掉落。
如果肥料化学性质、粘结剂和原料大小方面的适当平衡得不到满足，则在制粒过程中形成的颗粒往往很脆弱并且容易在处理和使用过程中崩解成粉末。产品中的含尘量会变得过量，从而在转移期间和在施肥设备中引起极端的处理和流动问题。当以经济上最理想的水平使用时，某些其他原料和原料组合将过量水分吸收到颗粒成品中，从而限制了储存和保质期并引起在储料仓、成品堆和施肥设备中过量结块。一类可以与硫酸铵组合使用并且经常表现出这种特性的此类成分是尿素和尿素组合。包含硫酸钙和磷酸钙的含尿素的颗粒状组合物在美国专利no.4,283,423中进行了教示。已经提出了多种可能性方案来在肥料制造中使用尿素时避免这种结块。这些可能性方案包括在制造的颗粒上“撒布”调节剂。此类撒布剂包括淀粉、粘土和钙源，如美国专利no.3,332,827中所述。
技术实现要素：
根据本文公开的一些说明性实施方案，提供了一种颗粒状肥料组合物及其制备方法。
根据一些实施方案，如本文所述的肥料组合物可以呈颗粒形状并且包含一种或多种粘结剂。根据一些说明性实施方案，制备肥料颗粒的方法可包括使用精细或标准的肥料粉以及本发明的一种或多种粘结剂。
根据一些实施方案，肥料可包含polysulphatetm、potashplustm。
具体实施方式
根据本文公开的一些说明性实施方案，提供了一种颗粒状肥料组合物及其制备方法。
根据一些实施方案，如本文所述的肥料组合物可以呈颗粒形状并且包含一种或多种粘结剂。根据一些说明性实施方案，制备肥料颗粒的方法可包括使用细颗粒和/或肥料粉以及本发明的一种或多种粘结剂。
根据一些实施方案，提供了一种颗粒，其包含至少一种肥料和至少一种粘结剂，所述至少一种粘结剂为地质聚合物或类地质聚合物材料。
根据一些说明性实施方案，包含粘结剂的本发明的颗粒可具有至少2千克/颗粒且优选至少2.5千克/颗粒的强度，和至少0.2千克/颗粒，优选至少0.5千克/颗粒的湿后强度，其中湿后是指将颗粒置于湿度箱中24小时，并且具有79％的相对湿度(rh)。
根据一些说明性实施方案，术语“肥料”可包括任何天然或合成来源的材料，所述肥料施用于土壤或植物组织以提供植物生长所必需的一种或多种植物营养素，包括例如单营养素(“单质”)肥料，诸如硝酸铵、尿素、硝酸铵钙、过磷酸钙，例如“普通过磷酸钙”(ssp)、磷石膏、三过磷酸钙(tsp)或其混合物；多营养素肥料，诸如二元(np、nk、pk)肥料(例如磷酸一铵(map)和/或磷酸二铵(dap))、npk肥料(其是提供氮、磷和钾的三组分肥料)；包含铁、锰、硼、钼、锌和铜等的主要微量营养素来源中的一种或多种的肥料；例如包含n、p和k的复合肥料；有机肥料，诸如泥炭、动物废弃物、来自于农业的植物废弃物和污水污泥；和/或其他元素，诸如钙、镁和硫。
根据一些实施方案，所述肥料优选包括以下的一种或多种：氮肥，诸如氨、无水硝酸铵、尿素和硝酸钠；磷肥；钾肥，诸如钾碱、氯化钾、硫酸钾、碳酸钾或硝酸钾。
根据一些实施方案，所述肥料优选为钾碱、硫酸盐(诸如sop)、聚硫酸盐：并且在一些实施方案中，可包括浓度介于0.1％至2％之间的微量营养素，诸如zn、b、cu、fe、mo。
根据一些实施方案，所述肥料可包含48％的作为硫酸盐的so3，14％的作为钾碱的硫酸盐的k2o，6％的作为硫酸镁的mgo和17％的作为硫酸钙的cao(也称为polysulphatetm)。
根据一些实施方案，所述肥料优选为钾碱、磷酸盐和磷酸盐衍生物、磷酸钙、氧化镁、硫酸铵、硝酸钾、硫酸钾、钾镁矾(leonite)、尿素、磷酸一铵(map)、磷酸二铵(dap)、磷酸一钾(mkp)。
根据一些实施方案，术语“地质聚合物”可包括例如，形成长距离、共价键合的非结晶(无定形)网络的任何合适的无机材料，其中地质聚合物结构内的基本单元是由si或a1通过共价键与四个氧配位组成的四面体络合物。
地质聚合物包含以下分子单元(或化学基团)：
-si-o-si-o-硅氧基，聚(硅氧基)
-si-o-al-o-铝硅酸盐，聚(铝硅酸盐)
-si-o-al-o-si-o-铝硅酸盐-硅氧基，聚(铝硅酸盐-硅氧基)
-si-o-al-o-si-o-si-o-铝硅酸盐-二硅氧基，聚(铝硅酸盐-二硅氧基)
-p-o-p-o-磷酸盐，聚(磷酸盐)
-p-o-si-o-p-o-磷酸-硅氧基，聚(磷酸-硅氧基)
-p-o-si-o-al-o-p-o-磷酸-铝硅酸盐，聚(磷酸-铝硅酸盐)
-(r)-si-o-si-o-(r)有机-硅氧基，聚-有机硅(silicone)
-al-o-p-o-铝-磷，聚(铝-磷)
-fe-o-si-o-al-o-si-o-铁-铝硅酸盐，聚(铁-铝硅酸盐)
地质聚合物目前在被开发并应用于10大类材料中：
基于水玻璃的地质聚合物，聚(硅氧烷酸盐)，可溶性硅酸盐，si:al＝1:0
基于高岭石/水方钠石的地质聚合物，聚(铝硅酸盐)si:al＝1:1
基于偏高岭土mk-750的地质聚合物，聚(铝硅酸盐-硅氧基)si:al＝2:1
基于钙的地质聚合物，(ca、k、na)-铝硅酸盐，si:al＝1、2、3
基于岩石的地质聚合物，聚(铝硅酸盐-多硅氧基)1<si:al<5
基于二氧化硅的地质聚合物，聚(硅氧烷酸盐)中的铝硅酸盐键和硅氧基键，si:al>5
基于粉煤灰的地质聚合物
基于铁-铝硅酸盐的地质聚合物
基于磷酸盐的地质聚合物，基于alpo4的地质聚合物
有机矿物地质聚合物
根据一些优选实施方案，肥料组合物可包含粉煤灰的藻煤素(alginite)、膨润土、磷酸盐岩、碱、偏高岭土和水玻璃的混合物。
根据本发明的一些说明性实施方案，提供了一种用于肥料制粒的方法，其包括将肥料粉与一种或多种粘结剂混合以提供芯混合物，并使用湿法制粒将芯混合物制粒以提供稳定的肥料颗粒。
根据一些实施方案，在湿法制粒中，可以通过将包含肥料粉和粘结剂的制粒混合物添加到受叶轮(在高剪切制粒机中)、螺杆(在双螺杆制粒机中)或空气(在流化床制粒机中)影响的粉末床上而形成颗粒。
根据一些实施方案，产生所述体系的搅拌连同对配方内组分的润湿一起导致初级粉末颗粒聚集而产生湿肥料颗粒。
根据一些实施方案，混入肥料粉末中的水可以在肥料颗粒之间形成足够强而将肥料颗粒锁定在一起的键。然而，一旦水变干，粉末就会散开。因此，水可能不够强而无法形成和保持键，而本发明的粘结剂允许形成强键并产生稳定的肥料颗粒。
根据一些说明性实施方案，制粒可以使用任何合适的制粒机或制粒方法进行，包括例如流化床制粒、翻滚制粒、圆盘制粒、鼓式制粒、混合制粒、熔融制粒、双轴桨式混合机制粒等。
根据一些实施方案，肥料粉是钾碱粉，例如作为钾碱的过程的副产物的钾碱粉。
根据这些实施方案，钾碱粉的使用可以显著提高钾碱生产的产率，因为通常情况下这很繁琐且难以利用此类粉。
根据这些实施方案，将钾碱粉与地质聚合物组合提供了增强粘附性的意外的效果，并因此能够实现钾碱粉制粒。
根据一些说明性实施方案，除地质聚合物以外，本发明的肥料组合物还可包含例如一种或多种附加粘结剂。根据一些实施方案，所述一种或多种附加粘结剂可包括任何合适的材料或化合物，其可通过机械和/或化学方式将其他材料保持或吸附在一起以形成粘聚整体，包括例如有机或无机粘结剂，诸如淀粉、膨润土、硅酸钠、木质素磺酸盐、糖蜜、熟石灰、沥青、波特兰水泥(portlandcement)、粘土、酸(硝酸、盐酸、磷酸、硫酸)、纤维素胶、蔗糖、水、水玻璃、水泥或其组合。
实施例
实施例1-在80℃的温度下向混合器中填装2kg钾碱。
2-添加500ppm氧化铁。
3-在2分钟内以4000rpm混合材料以破坏团聚物并具有均匀的进料。
粘结剂：algenite(icl的产品)+ca(oh)2+zno)
4-在容器中添加4％w/walganite/钾碱
5-添加1％w/wca(oh)2/钾碱
6-添加1.2％w/wzno/(钾碱+粘结剂)
7-将固体混合均匀
注意：alganite和ca(oh)2重量的计算是相对于钾碱质量，而zno的质量是相对于包括粘结剂在内的总质量添加，以使最终产品具有1％的zn元素(例如：2kg钾碱，alganite-80g，ca(oh)2-20g和zno25.2g)
8-将混合物添加到钾碱中并以4000rpm混合1分钟。
9-将14％-15％(来自钾碱重量)的热水(80度)添加到混合物中并以4000rpm均匀混合5分钟
10-将速度降低到500rpm并在大约1分钟内继续混合，(在制粒期间检查颗粒形成并在必要时添加少量水，0-40克)。
11-将混合器排空并在150度的流化床干燥器中干燥20分钟或在150度的烘箱中干燥180分钟，将其手动混合
12-筛选2-4mm的材料(psd最多5％为1.4mm-2mm且最多5％为4mm-4.75mm)。
结果：单一强度2千克/颗粒。在79％rh的湿度箱24小时后单一强度为0.5千克/颗粒
实施例2-在80℃的温度下向混合器中填装2kg钾碱。
2-添加500ppm氧化铁。
3-在2分钟内以4000rpm混合材料以破坏团聚物并具有均匀的进料。
粘结剂：ca(oh)2
5-添加4％w/w(钾碱)的ca(oh)2
6-添加1.2％w/wzno/(钾碱+粘结剂)
7-将固体混合均匀
注意：ca(oh)2重量的计算是相对于钾碱质量，而zno的质量是相对于包括粘结剂在内的总质量添加，以使最终产品具有1％的zn元素
8-将混合物添加到钾碱中并以4000rpm混合1分钟。
9-将14％-15％(来自钾碱重量)的热水(80度)添加到混合物中并以4000rpm均匀混合5分钟
10-将速度降低到500rpm并在大约1分钟内继续混合，(在制粒期间检查颗粒形成并在必要时添加少量水，0-40克)。
11-将混合器排空并在150度的流化床干燥器中干燥20分钟或在150度的烘箱中干燥180分钟，将其手动混合
12-筛选2-4mm的材料(psd最多5％为1.4mm-2mm且最多5％为4mm-4.75mm)。
结果：单一强度2千克/颗粒。在79％rh的湿度箱24小时后单一强度为0.3千克/颗粒
实施例3-在80℃的温度下向混合器中填装2kg钾碱。
2-添加500ppm氧化铁。
3-在2分钟内以4000rpm混合材料以破坏团聚物并具有均匀的进料。
粘结剂：ca(oh)2+ksio3+nasio3
4-添加2.2％w/wca(oh)2/钾碱
5-添加1.5％w/wksio340％/钾碱
6-添加0.5％w/wnasio340％/钾碱
7-添加1.2％w/wzno/(钾碱+粘结剂)
8-将固体混合均匀
注意：ca(oh)2和硅酸盐重量的计算是相对于钾碱质量，而zno的质量是相对于包括粘结剂在内的总质量添加，以使最终产品具有1％的zn元素。
9-将混合物添加到钾碱中并以4000rpm混合1分钟。
10-添加额外的水以使混合物中的热水(80度)总共达到14％-15％(来自钾碱重量！)，并以4000rpm均匀混合5分钟
11-将速度降低到500rpm并在大约1分钟内继续混合，(在制粒期间检查颗粒形成并在必要时添加少量水，0-40克)。
12-将混合器排空并在150度的流化床干燥器中干燥20分钟或在150度的烘箱中干燥180分钟，将其手动混合
13-筛选2-4mm的材料(psd最多5％为1.4mm-2mm且最多5％为4mm-4.75mm)。
结果：单一强度2千克/颗粒。在79％rh的湿度箱24小时后单一强度为0.8千克/颗粒
实施例4-在80℃的温度下向混合器中填装2kg钾碱。
2-添加500ppm氧化铁。
3-在2分钟内以4000rpm混合材料以破坏团聚物并具有均匀的进料。
粘结剂：淀粉+nasio3
4-向钾碱中添加2.15％w/w淀粉/(钾碱)并以4000rpm混合1分钟
5-添加0.5％w/w经稀释的nasio3/钾碱，水玻璃将根据获得14％-15％水分所需的总水量进行稀释。
6-以4000rpm均匀混合所述物质。
7-将速度降低到500rpm并在大约1分钟内继续混合，(在制粒期间检查颗粒形成并在必要时添加少量水，0-40克)。
11-将混合器排空并在150度的流化床干燥器中干燥20分钟或在150度的烘箱中干燥180分钟，将其手动混合
12-筛选2-4mm的材料(psd最多5％为1.4mm-2mm且最多5％为4mm-4.75mm)。
结果：单一强度3千克/颗粒。在79％rh的湿度箱24小时后单一强度为0.2千克/颗粒
实施例5-在25℃的温度下向混合器中填装2kg钾碱。
2-添加500ppm氧化铁。
3-在2分钟内以4000rpm混合材料以破坏团聚物并具有均匀的进料。
粘结剂：膨润土+nasio3+caso4
4-向钾碱中添加0.5％w/w膨润土/(钾碱)并以4000rpm混合1分钟
5-向钾碱中添加0.5％w/wcaso4/(钾碱)并以4000rpm混合1分钟
6-添加2％w/wnasio340％/钾碱
7-添加额外的水以获得14％-15％的水分。
8-以4000rpm均匀混合所述物质。
9-将速度降低到500rpm并在大约1分钟内继续混合，(在制粒期间检查颗粒形成并在必要时添加少量水，0-40克)。
10-将混合器排空并在150度的流化床干燥器中干燥20分钟或在150度的烘箱中干燥180分钟，将其手动混合
11-筛选2-4mm的材料(psd最多5％为1.4mm-2mm且最多5％为4mm-4.75mm)。
结果：单一强度2.5千克/颗粒。在79％rh的湿度箱24小时后单一强度为0.1千克/颗粒
实施例6-在70℃的温度下向混合器中填装2kg钾碱。
2-添加500ppm氧化铁。
3-在2分钟内以4000rpm混合材料以破坏团聚物并具有均匀的进料。
粘结剂：algenite
4-向钾碱中添加8％w/walgenite/钾碱并以4000rpm混合1分钟
5-添加额外的水以获得14％-15％的水分。
6-以4000rpm均匀混合所述物质。
7-将速度降低到500rpm并在大约1分钟内继续混合，(在制粒期间检查颗粒形成并在必要时添加少量水，0-40克)。
8-将混合器排空并在150度的流化床干燥器中干燥20分钟或在150度的烘箱中干燥180分钟，将其手动混合
9-筛选2-4mm的材料(psd最多5％为1.4mm-2mm且最多5％为4mm-4.75mm)。
结果：单一强度4.3千克/颗粒。在79％rh的湿度箱24小时后单一强度为2.9千克/颗粒
实施例7-在25℃的温度下向混合器中填装2kg钾碱。
2-添加500ppm氧化铁。
3-在2分钟内以4000rpm混合材料以破坏团聚物并具有均匀的进料。
粘结剂：algenite+ca(oh)2
4-向钾碱中添加4％w/walgenite/(钾碱)并以4000rpm混合1分钟
5-向钾碱中添加4％w/wca(oh)2/(钾碱)并以4000rpm混合1分钟
6-添加额外的水以获得14％-15％的水分。
7-以4000rpm均匀混合所述物质。
8-将速度降低到500rpm并在大约1分钟内继续混合，(在制粒期间检查颗粒形成并在必要时添加少量水，0-40克)。
9-将混合器排空并在150度的流化床干燥器中干燥20分钟或在150度的烘箱中干燥180分钟，将其手动混合
10-筛选2-4mm的材料(psd最多5％为1.4mm-2mm且最多5％为4mm-4.75mm)。
结果：单一强度2.7千克/颗粒。在79％rh的湿度箱24小时后单一强度为1.4千克/颗粒
实施例8-在70℃的温度下向混合器中填装2kg钾碱。
2-添加500ppm氧化铁。
3-在2分钟内以4000rpm混合材料以破坏团聚物并具有均匀的进料。
粘结剂：algenite
4-向钾碱中添加6％w/walgenite/钾碱并以4000rpm混合1分钟
5-添加额外的水以获得14％-15％的水分。
6-以4000rpm均匀混合所述物质。
7-将速度降低到500rpm并在大约1分钟内继续混合，(在制粒期间检查颗粒形成并在必要时添加少量水，0-40克)。
8-将混合器排空并在150度的流化床干燥器中干燥20分钟或在150度的烘箱中干燥180分钟，将其手动混合
9-筛选2-4mm的材料(psd最多5％为1.4mm-2mm且最多5％为4mm-4.75mm)。
结果：单一强度2.6千克/颗粒。在79％rh的湿度箱24小时后单一强度为1.6千克/颗粒
虽然已经根据一些具体实例描述了本发明，但是许多修改和变化是可能的。因此应理解，在所附权利要求的范围内，本发明可以以具体描述之外的方式来实现。