高塔复合肥联产防土壤酸化的水溶性肥料的生产工艺

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高塔复合肥联产防土壤酸化的水溶性肥料的生产工艺\n技术领域\n[0001] 本发明涉及高塔复合肥联产防土壤酸化的水溶性肥料的生产工艺，属于肥料生产技术领域。\n背景技术\n[0002] 近几年的研究发现，我国耕作土壤有大量的酸化现象，特别是果园土和设施菜地土壤更为明显。例如,中国农业科学院红壤实验站的长期定位试验表明,与1980年的原始土壤相比,耕作16年后的土壤pH值降低了1.2个单位,土壤交换性酸度增加了2.3倍，K、Mg含量减少；我国胶东半岛的土壤随着果树种植年限的增加，土壤酸度增加（pH值下降），上世纪80年代，果园土壤pH值小于4.5的所占比例为0，pH值4.6～5.5占0.7%，pH值5.6～6.5占18.6%,pH值6.6～7.5占71.6%；而2005～2007年，pH值小于4.5的所占比例为3.4%，pH值4.6～5.5占63.5%，pH值5.6～6.6占25.6%,pH值6.6～7.5占\n6.4%。土壤酸化的结果是，土壤磷的有效性降低,钾、钙、镁等营养元素流失增加，由缺钙引起的苹果苦豆病大量发生。引起土壤酸化的主要原因之一是生理酸性肥料的不合理施用。\n硫酸根、氯等离子是氮、钾化肥中通常的伴随离子,虽然它们可作为营养成分被作物吸收,但作物需要数量很少,大部分残留在土壤中，引起土壤酸化。通过肥料品种的合理选择，减少复合肥中生理酸性肥料的数量是减少土壤酸化的重要措施之一。\n[0003] 水溶性肥料是我国最近几年发展起来的一种新型肥料，由于这种肥料水溶性好，杂质少，适合于滴灌、喷灌等精细灌溉施肥。随着国内现代农业及节水农业的发展，水溶性肥料的需求越来越大，新型水溶性肥料也不断出现，如CN101024590（200710017334.X）涉及一种含腐殖酸的水溶性肥料的制备方法，是稳定的、营养全面的腐殖酸肥料；CN101570456（200910130413.0）公开了一种水溶性腐植酸多元固体肥料及其生产方法。多种功能的水溶性肥料如CN102838405A（201110172775.3）提供了一种添加新型生物制剂的水溶性肥料及其制备方法，它含有氮、磷、钾主要营养元素化合物、微量元素，添加新型生物制剂、螯合剂和十二烷基苯磺酸钠；CN102491820A（201110409049.9）是一种抗农作物早衰水溶性肥料及其制备方法。这些水溶性肥料主要从对作物的营养功能考虑原料的选择，而原料的副成分对土壤性质、特别是这些成分对土壤酸碱性的影响关注很少。目前生产防止土壤酸化的水溶性肥料的方法未见报道。\n[0004] 高塔复合肥是我国的主要肥料品种之一，生产技术已经相对成熟。也有不少相关专利报道：CN1475470A（03139601.1）公布了一种高塔造粒生产颗粒复合肥料的方法,包括步骤:a.将生产尿基复合肥或硝基复合肥所使用原料与填料混合加热熔融；b.熔融料浆通过高塔塔顶旋转造粒喷头喷洒进入造粒塔内；c.料浆从塔顶下降过程中在与上升的气流阻力作用下缓慢的降落到塔底,并完成造粒。CN1935748A(200610037389.2)是一种高塔造粒生产复合肥料的方法。200710028892.6提供了一种高塔造粒生产复合肥料的工艺。\n200910303123.1公开了一种高塔尿基复合肥以及制备方法。高塔复合肥生产过程中的一个共同特点是，大约有10%的颗粒粒径不符合产品标准，需返料重新造粒，浪费能源,增加肥料生产成本。现有的高塔复合肥生产原料中没有对氮、磷、钾肥中的生理酸性肥料用量进行限制，不能有效地防止土壤酸化。同时上述高塔复合肥添加有填充物料如碳酸钙、石英粉、沸石粉等会影响肥料的水溶性。\n发明内容\n[0005] 针对现有技术的不足，本发明提供一种高塔复合肥联产防土壤酸化的水溶性肥料的生产工艺。\n[0006] 术语说明：\n[0007] 土壤酸化：指随着耕种年限的增加，土壤酸度逐渐增加的过程。使土壤酸化的因素有很多，如化肥的长期、大量不合理施用，作物根系分泌酸性物质，酸雨，土壤的自然风化等。\n[0008] 生理酸性肥料：是指肥料施入土壤后有效养分被植物吸收，留在土壤中的物质使土壤酸性增加的肥料。生理酸性肥料主要有氯化钾、硫酸钾、氯化铵、硫酸铵等。钾离子和铵离子被作物吸收后，残留的硫酸根、氯离子使土壤酸化。硫酸根、氯离子称为酸性离子。\n[0009] 本发明的技术方案如下：\n[0010] 高塔复合肥联产防土壤酸化的水溶性肥料的生产工艺，包括如下步骤：\n[0011] （1）按现有技术生产高塔复合肥，包括将复合肥原料与填充料混合加热熔融，熔融料浆从造粒高塔塔顶旋喷进入造粒塔内，塔底进风，料浆从塔顶下降过程中在与上升的气流阻力作用下缓慢的降落到塔底,完成造粒;\n[0012] 其中，所述复合肥原料由氮肥、磷肥、钾肥以氮∶五氧化二磷∶氧化钾=1∶0.18～0.35∶0.5～1.0质量比组成，或者还添加有常规微量元素；\n[0013] （2）将造粒后的物料筛分，粒径符合标准1～4.75mm的作为高塔复合肥产品；粒径大于4.75mm的大颗粒和小于1mm的细粉，通过传送带输送至粉碎机料斗中，作为水溶性肥料的配料A。\n[0014] （3）另取氮肥、磷肥、钾肥，按氮∶五氧化二磷∶氧化钾=1∶1.0～2.5∶0.8～\n3.0的质量比混合，作为水溶性肥料的配料B加入至步骤（2）所述的粉碎机料斗中，配料A与配料B的质量比为1∶0.5～1.5。水溶性肥料的配料B中，氮肥选用尿素、硝酸铵之一或其组合，磷肥为磷酸二氢钾、磷酸二铵、磷酸一铵之一或其组合，钾肥为硝酸钾。\n[0015] （4）开启粉碎机，将上述配料A与配料B一起粉碎，过60～80目筛，混合均匀，计量、包装即得防土壤酸化的水溶性肥料。\n[0016] 根据本发明优选的，步骤（1）复合肥原料中，所述氮肥选用尿素、硝酸铵之一或其组合，或者在以尿素或硝酸铵为主的基础上配合硫酸铵、氯化铵之一或其组合。所述磷肥选用磷酸二氢钾、磷酸二铵、磷酸一铵之一或其组合。所述钾肥为硝酸钾、硫酸钾或氯化钾之一或其组合。\n[0017] 根据本发明优选的，步骤（1）复合肥原料中，氮∶五氧化二磷∶氧化钾=1∶0.20∶0.98质量比。\n[0018] 根据本发明优选的，步骤（1）复合肥氮肥原料中，硫酸铵、氯化铵两者之和占氮肥总量的0～25wt%。\n[0019] 根据本发明优选的，步骤（1）复合肥原料中硫酸根、氯离子质量之和占原料总质量的15～20wt%。微量元素中的硫酸根、氯离子不计算在内。\n[0020] 根据本发明优选的，步骤（1）中所述的填充料按现有技术即可，一般选用碳酸钙、石英粉、沸石粉、膨润土之一或组合。填充料的用量为所用原料总量的0～8wt%，优选\n2-8wt%。\n[0021] 根据本发明优选的，步骤（1）中，当添加有微量元素时，所用微量元素肥选自硫酸锌、硼酸、钼酸铵、硫酸铜、硫酸锰之一或组合。\n[0022] 根据本发明优选的，步骤（1）中，当添加有微量元素时，所用微量元素肥总量为全部原料总量的0.5～1.2wt%。全部原料总量为复合肥原料、填充料和微量元素肥之和。\n[0023] 根据本发明，步骤（1）中优选的，所用原料的质量份配方为以下a组、b组之一：\n[0024] a、硝酸铵500份，氯化铵100份，磷酸二铵150份，硫酸钾250份，硫酸锌8份，沸石粉80份。\n[0025] b：尿素380份，硫酸铵100份，磷酸一铵80份，氯化钾200份，硝酸钾240份，硫酸锌6份，膨润土30份。\n[0026] 根据本发明，步骤（3）所述的水溶性肥料的配料B中，优选的原料配方为以下c组、d组之一：\n[0027] c：尿素20份，磷酸一铵80份，硝酸钾50份。\n[0028] d：硝酸铵50份，磷酸二氢钾50份，硝酸钾50份。\n[0029] 根据本发明进一步优选的，上述a组配方与c组配方组合，b组配方与d组配方组合。\n[0030] 本发明原料均为市购产品，优选的，所述磷酸二氢钾、磷酸二铵、磷酸一铵杂质含量不超过1wt%。所述硝酸钾、硫酸钾、氯化钾杂质含量不超过0.5wt%。\n[0031] 本发明的技术特点：\n[0032] 本发明将高塔复合肥生产与水溶性肥料生产相结合，首先通过调整高塔复合肥的原料配方，使其产品肥料减少硫酸根、氯离子和填充物料的用量，降低致土壤酸化离子的数量，增加水溶性；利用高塔复合肥生产过程产生的返料直接输送至下一步水溶性肥料的混合料仓作为水溶性肥料原料的一部分，再根据土壤养分和作物需肥，配合加入非生理酸性肥料原料，经过粉碎、混合、计量、包装得粉状水溶性肥料。本发明工艺方法简便，节约高塔复合肥和水溶性肥料两者的生产成本，养分配比灵活，减少了使土壤酸化的多余阴离子比例，预防土壤酸化效果显著，肥料养分利用率高，增产效果明显。\n[0033] 本发明的优良效果：\n[0034] 1.节约生产成本\n[0035] 高塔复合肥在生产过程中大约有10%的颗粒粒径不符合产品标准，需返料重新造粒。浪费人力、物力，增加高塔复合肥的生产成本。由于返料部分主要是小于1毫米的颗粒，因此生产粉状水溶性肥料是一种综合利用资源的优选途径。本发明将这部分高塔复合肥生产产生的返料直接用于水溶性肥料的生产，不仅节省了高塔复合肥生产成本，也使水溶性肥料前期的原料拆包、上料等过程减少，降低了生产成本。\n[0036] 2.防止土壤酸化\n[0037] 本发明不仅从营养平衡方面考虑水溶性肥料的组成，也从原料的选用限制了硫酸根和氯离子的用量，减少了肥料中引起土壤酸化离子数量，防止因施肥造成土壤pH值下降，影响作物的正常生长。\n[0038] 3．增产效果好\n[0039] 本发明肥料由于具有防止土壤酸化的作用，改善了作物生长环境，使作物生长良好，吸收养分能力增强，肥料利用率高，增产明显。\n附图说明\n[0040] 图1是高塔复合肥联产防土壤酸化的水溶性肥料的生产工艺流程图。\n具体实施方式\n[0041] 下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。实施例中的原料用量份数均为质量份，所有的百分比均为质量百分比。其中，尿素、硝酸铵、硫酸铵、氯化铵、磷酸二铵、磷酸一铵、磷酸二氢钾、硫酸钾、氯化钾、硝酸钾、硫酸锌、硼酸、碳酸钙、膨润土、石英粉、沸石粉均为市售产品。其中，所用原料的养分和酸性离子含量按表1计算。\n[0042] 表1实施例中的原料养分和酸性离子含量（wt%）\n[0043] \n[0044] 实施例1：\n[0045] 高塔复合肥联产防土壤酸化的水溶性肥料的生产工艺：\n[0046] （1）取尿素500公斤、磷酸一铵120公斤、硫酸钾380公斤（氮、五氧化二磷、氧化钾的质量比是1∶0.29∶0.78），硫酸锌10公斤（占总原料的0.94wt%），填充料碳酸钙50公斤（占总原料的4.72wt%），按现有技术加热熔融，高塔造粒。本实施例中硫酸根离子占总原料的19.79wt%（硫酸锌中的硫酸根离子不计算在内，下同）。\n[0047] （2）将造粒后的物料筛分，粒径1～4.75mm的作为高塔复合肥产品；粒径大于\n4.75mm的颗粒和小于1mm的细粉，通过传送带输送至粉碎机料斗，作为水溶性肥料的配料A；\n[0048] （3）另取硝酸铵70公斤，磷酸二氢钾100公斤，硝酸钾50公斤，混合均匀，作为水溶性肥料的配料B加入至粉碎机料斗中。以氮、五氧化二磷、氧化钾计，氮肥、磷肥、钾肥原料质量比是1∶1.80∶1.97，配料A与配料B的质量比为1∶1。\n[0049] （4）开启粉碎机，将上述配料A与配料B一起粉碎，过60目筛，混合均匀，计量、包装即得防土壤酸化的水溶性肥料。\n[0050] 实施例2：\n[0051] 高塔复合肥联产防土壤酸化的水溶性肥料的生产工艺：\n[0052] （1）取硝酸铵500公斤，氯化铵100公斤，磷酸二铵150公斤，硫酸钾250公斤，硫酸锌8公斤，沸石粉80公斤，按现有技术加热熔融，高塔造粒。本实施例的配方中，氮、五氧化二磷、氧化钾的质量比是1∶0.33∶0.59，微量元素硫酸锌和填充料沸石粉分别占总原料的0.74wt%和7.35wt%，硫酸根离子和氯离子之和占总原料的18.77wt%；\n[0053] （2）将造粒后的物料筛分，粒径1～4.75mm的作为高塔复合肥产品；粒径大于\n4.75mm的颗粒和小于1mm的细粉，通过传送带输送至粉碎机料斗，作为水溶性肥料的配料A；\n[0054] （3）另取尿素20公斤，磷酸一铵80公斤，硝酸钾50公斤，混合均匀，作为水溶性肥料的配料B加入至粉碎机料斗中。以氮、五氧化二磷、氧化钾计，氮肥、磷肥、钾肥原料质量比是1∶1.90∶0.91，配料A与配料B的质量比为1∶1.5。\n[0055] （4）开启粉碎机，将上述配料A与配料B一起粉碎，过80目筛，混合均匀，计量、包装即得防土壤酸化的水溶性肥料。\n[0056] 实施例3：\n[0057] 高塔复合肥联产防土壤酸化的水溶性肥料的生产工艺：\n[0058] （1）取尿素380公斤，硫酸铵100公斤，磷酸一铵80公斤，氯化钾200公斤，硝酸钾\n240公斤，硫酸锌6公斤，膨润土30公斤，按现有技术加热熔融，高塔造粒。本实施例，氮、五氧化二磷、氧化钾的质量比是1∶0.20∶0.98，微量元素硫酸锌和填充料膨润土分别占总原料的0.58wt%和2.90wt%，硫酸根离子和氯离子之和占总原料的16.19wt%；\n[0059] （2）将造粒后的物料筛分，粒径1～4.75mm的作为高塔复合肥产品；粒径大于\n4.75mm的颗粒和小于1mm的细粉，通过传送带输送至粉碎机料斗，作为水溶性肥料的配料A；\n[0060] （3）另取硝酸铵50公斤，磷酸二氢钾50公斤，硝酸钾50公斤，混合均匀，作为水溶性肥料的配料B加入至粉碎机料斗中。以氮、五氧化二磷、氧化钾计，氮肥、磷肥、钾肥原料质量比是1∶1.16∶1.78，配料A与配料B的质量比为1∶1.2。\n[0061] （4）开启粉碎机，将上述配料A与配料B一起粉碎，过80目筛，混合均匀，计量、包装即得防土壤酸化的水溶性肥料。\n[0062] 实施例4：\n[0063] 高塔复合肥联产防土壤酸化的水溶性肥料的生产工艺：\n[0064] （1）取尿素550公斤，磷酸一铵100公斤，硫酸钾200公斤，氯化钾150公斤，硫酸锌7公斤，硼酸4公斤，石英粉20公斤，按现有技术加热熔融，高塔造粒。本实施例中氮、五氧化二磷、氧化钾的质量比是1∶0.23∶0.72，微量元素硫酸锌、硼酸之和占总原料的1.07wt%，填充料石英粉占总原料的1.94wt%，硫酸根离子和氯离子之和占总原料的\n17.62wt%；\n[0065] （2）将造粒后的物料筛分，粒径1～4.75mm的作为高塔复合肥产品；粒径大于\n4.75mm的颗粒和小于1mm的细粉，通过传送带输送至粉碎机料斗，作为水溶性肥料的配料A；\n[0066] （3）另取尿素30公斤，磷酸二氢钾100公斤，硝酸钾60公斤，混合均匀，作为水溶性肥料的配料B加入至粉碎机料斗中。以氮、五氧化二磷、氧化钾计，氮肥、磷肥、钾肥原料质量比是1∶2.41∶2.85，配料A与配料B的质量比为1∶0.8。\n[0067] （4）开启粉碎机，将上述配料A与配料B一起粉碎，过60目筛，混合均匀，计量、包装即得防土壤酸化的水溶性肥料。\n[0068] 实施例5：\n[0069] 高塔复合肥联产防土壤酸化的水溶性肥料的生产工艺：\n[0070] （1）取硝酸铵200公斤，尿素400公斤，磷酸二氢钾100公斤，硫酸钾200公斤，氯化钾100公斤，硫酸锌8公斤，硼酸3公斤，碳酸钙40公斤，按现有技术加热熔融，高塔造粒。\n本实施例，氮、五氧化二磷、氧化钾的质量比是1∶0.21∶0.78，微量元素硫酸锌、硼酸之和占总原料的1.05wt%，填充料碳酸钙占总原料的3.81wt%，硫酸根离子和氯离子之和占总原料的15.02wt%；\n[0071] （2）将造粒后的物料筛分，粒径1～4.75mm的作为高塔复合肥产品；粒径大于\n4.75mm的颗粒和小于1mm的细粉，通过传送带输送至粉碎机料斗，作为水溶性肥料的配料A；\n[0072] （3）另取尿素40公斤，磷酸二氢钾80公斤，硝酸钾50公斤，混合均匀，作为水溶性肥料的配料B加入至粉碎机料斗中。以氮、五氧化二磷、氧化钾计，氮肥、磷肥、钾肥原料质量比是1∶1.67∶2.02，配料A与配料B的质量比为1∶0.5。\n[0073] （4）开启粉碎机，将上述配料A与配料B一起粉碎，过60目筛，混合均匀，计量、包装即得防土壤酸化的水溶性肥料。\n[0074] 对比例：\n[0075] 普通高塔复合肥，氮、五氧化二磷、氧化钾的质量含量分别为15wt%、5wt%、20wt%，菏泽金正大生态工程有限公司生产。\n[0076] 以上实施例1～5和对比例的应用效果如下：\n[0077] 试验地点：山东省菏泽市，菏泽金正大生态工程有限公司试验农场。\n[0078] 试验时间：2012年4月至2012年11月。\n[0079] 供试作物：1黄瓜，品种，新泰密刺；2白菜，品种，速美306。\n[0080] 采用盆栽，土壤是棕壤，pH值6.3。两种作物连作，即4月～7月种黄瓜，8月～11月种白菜。设实施例1～5和对比例共6个处理，每个处理8盆。每个处理对应的两种作物施用同一种肥料，两种作物均在种植前施用，方法是肥料与全部土壤混合均匀。实施例1～\n5和对比例肥料用量相同，折合成纯氮、五氧化二磷、氧化钾三者总量为每种作物每公斤土\n4克。其它管理措施相同。应用效果见表2。\n[0081] 表2与对比例相比实施例1～5的应用试验结果\n[0082] \n[0083] 注：土壤酸化减少(pH)，每种作物收获后实施例的土壤pH值与对比例的土壤pH值之间的差值。