含有多态氮素的大量元素水溶肥料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化学肥料技术领域，具体涉及一种含有多态氮素的大量元素水溶肥料及其制备方法。最终产品中含有硝态氮、铵态氮和酰胺态氮。
【背景技术】
[0002]传统化肥的营养释放过快，肥料有效利用率低。长期大量施用化肥在给农作物增产的同时，也给土壤、农作物和环境带来很大的负面影响，研究表明，常规化肥在施用初期养分大量集中、快速释放，会因淋溶、分解、挥发而损失，甚至因烧苗使作物减产；大量元素水溶肥料与传统的复混肥、复合肥、缓释肥料等肥料相比，其具有速溶、吸收率高、见效快、节水、省工等显著优点。我国是全球淡水资源贫乏的国家之一，农业的季节性及产业分布不均、区域性缺水等问题更为突出，发展水溶肥料具有重要的战略意义。因此，近年来水溶肥料在国内得到了飞速发展。从长远来看，随着我国节水农业的不断推广，设施的不断完善，水溶肥料的优势作用也将得到更加充分的体现。但现在市场上的水溶肥料存在着以下问题:种类繁多，产品质量参差不齐，原料以次充好，水溶性达不到国家标准要求，产品存储时结块严重，影响施用，产品中氮元素来源单一，在改善作物品质、改良土壤、增加土壤团粒结构等方面还不尽人意。
[0003]针对上述问题，开发应用于不同作物的含有多态氮素、并且能增加土壤团粒结构的水溶肥料是实现肥料高效利用，减少投入，保护环境，改良土壤的有效途径。现有公开的生产含有硝态氮、铵态氮和酰胺态氮的肥料技术是采用在料层中通入气氨的方法，如申请号为201110021138.6的中国专利申请公开的就是这种方法:在料层中通入气氨对硝酸磷肥进行氨化，以控制尿素与硝酸磷肥反应生成硝酸脲的质量。该方法只适用于具有氨使用、储存权的企业，由于氨具有易燃、易爆、毒性高等重大安全隐患，氨存储量10吨以上就构成重大危险源，国内关于氨使用的重大安全事故时有发生，很多复合肥料生产企业是不能获到氨使用和储存权的，因此该方法具有很大的局限性。并且该方法只是生产复合肥料的生产技术，复合肥料和水溶肥料是两个完全不同的产品。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种制作含有多态氮素的大量元素水溶肥料，产品含有硝态氮、铵态氮、酰胺态氮三种氮素，养分利用率更高；
本发明的另一目的是通过加入氨水，在烘干过程中完成硝酸钾、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾的氨化，以解决尿素与硝态氮物料不能直接混配的工艺难题，并防止产生的磷酸脲造成产品存储时结块的问题；
本发明的进一步目是利用水溶性高分子聚合物质增加土壤的团粒结构，达到防止土壤板结、改良土壤的效果，并且高分子聚合物质还具有防止产品结块的功能。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种含有多态氮素的大量元素水溶肥料，尿素占总投入原料量的质量百分比12% — 30%、质量百分比浓度25%的氨水占总投入原料量的质量百分比4% —10%、硝酸钾占总投入原料量的质量百分比10% — 35%、磷酸二氢铵占总投入原料量的质量百分比10% — 38%、磷酸二氢钾占总投入原料量的质量百分比15% — 28%、硝酸镁占总投入原料量的质量百分比1% — 2%，水溶性高分子聚合物质占总投入原料量的质量百分比3% — 5%。
[0006]氨水/硝酸钾的质量比为1:5 ;氨水/ (磷酸二氢铵+磷酸二氢钾)的质量比为1:
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[0007]所述的水溶性高分子聚合物质是聚丙烯酰胺和聚丙烯酸盐，加入量根据土壤状况和产品结块程度确定。聚丙烯酰胺和聚丙烯酸盐不但可以提高土壤的团粒结构，防止土壤板结，还可以吸收冷凝水防止重结晶，使肥料在较高的湿度下保持一定的抗结块效果。硝酸镁具有的水合性，能部分或完全水合无机盐，抑制因水分而引起的肥料溶解和毛细吸附，以防止肥料结块。聚丙烯酰胺、聚丙烯酸盐和硝酸镁具有良好的水溶性，能达到水溶肥料的质量标准。
[0008]产品中含有作物所能吸收利用的硝态氮、铵态氮和酰胺态氮，含有硝态氮的基础肥料是硝酸钾，含有铵态氮的基础肥料是氨水和磷酸二氢铵，含有酰胺态氮的基础肥料是尿素。由于三种氮素释放时间不同，减少了同期由于氮养分释放过多，作物不能吸收造成的养分损失和环境污染，养分利用率更高。
[0009]所述的含有多态氮素的大量元素水溶肥料的制备方法，包括以下步骤:
(1)尿素粉碎:将尿素粉碎至100目一120目；
(2)物料混合:通过微机配料系统将经计量的硝酸钾、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、硝酸镁、水溶性高分子聚合物质与来自步骤(I)制备的尿素加入混合搅拌机，同时将氨水气化后按比例通到混合搅拌机的料层中，均勾搅拌时间3?5min。由于尿素与含有硝态氮的物料不能直接混配，我们做过大量的试验，尿素与硝态氮物料直接混配反应生成硝酸脲，在常温下一个小时物料成泥状或是严重结块，不能施用。因此需要对含硝态氮物料进行氨化处理，以解决尿素与硝态氮物料不能直接混配的工艺难题，同时也完成对磷酸二氢铵、磷酸二氢钾的氨化处理，以防止产生磷酸脲造成产品结块；
(3)烘干氨化:混合物料进入烘干机，利用烘干过程完成硝酸钾、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾的氨化，烘干机出口气体温度控制在50 °C — 60 °C，烘干时间15—20 min，物料含水量控制在1%以下。这个过程中的温度和时间特别重要，如果温度过高和时间过长会造成尿素分解产生大量的缩二脲，造成作物烧苗；如果温度低和时间过短会造成氨化反应不充分，产品含水量尚，影响广品质量；
(4)冷却包装:烘干氨化后物料进入冷却机，冷却时间10—15min，冷却后包装，最终制成含有多态氮素的大量元素水溶肥料。
[0010]本发明的有益效果:
1、产品中同时含有硝态氮、铵态氮和酰胺态氮，其中硝态氮、铵态氮为速效氮、酰胺态氮为缓释氮。肥料施入土壤后，硝态氮5— 7天开始释放，铵态氮10 —15天开始释放，酰胺态氮15天后开始释放，减少了同期由于氮养分释放过多，作物不能吸收造成的养分损失和环境污染，养分利用率更高；
2、生产过程中利用氨水完成硝酸钾的氨化，解决了尿素与硝态氮物料不能混配的工艺难题，同时也完成对磷酸二氢铵、磷酸二氢钾的氨化，以防止产生的磷酸脲造成产品结块，影响施用；
3、本发明的产品:除含有氮、磷、钾元素外，还含有改良土壤，防止土壤板结，增加土壤团粒结构的水溶性高分子聚合物质；
4、所用原料(包括产品防结块物质)均为水溶效果好的原料，产品水溶效果好，完全符合国家标准要求；
5、利用高分子聚合物可以吸收冷凝水防止重结晶，使肥料在较高的湿度下保持一定的抗结块效果；利用硝酸镁具有的水合性，能部分或完全水合无机盐，抑制因水分而引起的肥料溶解和毛细吸附，产品可长时间存放不结块。
【附图说明】
[0011]
说明书附图1是本发明含有多态氮素的大量元素水溶肥料的制备方法流程图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明:
本发明含有多态氮素的大量元素水溶肥料，尿素占总投入原料量的质量百分比12% -30%、质量百分比浓度25%的氨水占总投入原料量的质量百分比4% —10%、硝酸钾占总投入原料量的质量百分比10%一 35%、磷酸二氢钱占总投入原料量的质量百分比10%一 38%、磷酸二氢钾占总投入原料量的质量百分比15% — 28%、硝酸镁占总投入原料量的质量百分比1% — 2%，水溶性高分子聚合物质占总投入原料量的质量百分比3% — 5%。
[0013]氨水/硝酸钾的质量比为1:5 ;氨水/ (磷酸二氢铵+磷酸二氢钾)的质量比为1:
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[0014]所述的水溶性高分子聚合物质是聚丙烯酰胺和聚丙烯酸盐，加入量根据土壤状况和产品结块程度确定。
[0015]产品中含有作物所能吸收利用的硝态氮、铵态氮和酰胺态氮。含有硝态氮的基础肥料是硝酸钾，含有铵态氮的基础肥料是氨水和磷酸二氢铵，含有酰胺态氮的基础肥料是尿素。
[0016]所述