專利名稱：一種硫基尿素磷銨鉀緩釋型高效復合肥及制作工藝新技術的制作方法
技術領域：
本發明涉及利用硫酸、尿素、硫酸鉀、表面活性劑、固化劑和磷酸一銨合成的硫基尿素磷銨鉀緩釋型高效復合肥(以下簡稱“SUPAP”復合肥)及其制作工藝新技術。
國內外眾多復混肥料生產廠，普遍采用的生產工藝方法(以下簡稱傳統工藝方法是)原輔材料多需經粉碎、過篩、計量配料、機械混合、造粒、干燥、冷卻、成品篩分及產品包裝等七～八道工序才能完成復混肥生產全過程。因上述傳統工藝方法在生產復混肥時，其主要養分氮、磷、鉀等含量的配料變化調節十分方便靈活，所以被眾多復混肥生產廠采用。但該法存在工藝流程較長、設備較多、維修不便、生產能耗較高以及制作的產品多為速效型化肥品種。因此，種植作物施用后，其肥的養分作用時間較短、養分流失較大而導致肥料的有效養分利用率相對較低的不足缺陷。
本發明的目的在于提供一種利用尿素、磷酸一銨、硫酸鉀等作為“SUPAP”復合肥中氮、磷、鉀等主要養分元素材料，以硫酸作為尿素的酸性溶解劑和“SUPAP”復合肥中硫養分元素及“SUPAP”復合肥固化結晶時的主要加合物(四尿素硫酸鈣)的酸性中和劑；以表面活性劑作為“SUPAP”復合肥制作時的緩時固化劑和防結塊疏松劑；再以固化劑作為“SUPAP”復合肥的固化結晶骨架和調節酸堿性的堿性中和劑進行一步加合反應制取的。其工藝流程簡單、制造成本低、三廢為零排放，產品肥效好，作用時間緩、穩、長，養分利用率高及適用于各種土壤和各種農作物的“SUPAP”復合肥及其制作工藝新技術。
本發明的上述目的是通過這樣的技術方案實現的即一種利用硫酸、尿素、硫酸鉀、表面活性劑、固化劑和磷酸一銨合成的“SUPAP”復合肥，其特征是采用88％±2％濃度的硫酸溶解尿素后，得到一種酸性較強的硫酸脲溶液，再加入硫酸鉀、表面活性劑、固化劑和磷酸一銨，通過一步加合成反應產生。
本發明的上述合成“SUPAP”復合肥是采用這樣的工藝技術制成的即用硫酸溶液溶解尿素，加入硫酸鉀和表面活性劑后，再加入固化劑和磷酸一銨，從而得到一種使整個物料反應體系易于緩時固化結晶的料漿狀預固體。
上述工藝技術可通過附圖
給出的“SUPAP”復合肥制作原則工藝流程框圖進一步說明。
附圖為本發明的“SUPAP”復合肥制作原則工藝流程框圖。
參見附圖先將濃度為88％±2％的硫酸放入帶攪拌和夾套加熱裝置的混合化成反應器中，通蒸汽加熱至86℃±2℃時，按所產“SUPAP”復合肥中所需的氮、磷、鉀濃度含量規格計量投入尿素，攪拌溶解后，將此溶液升溫加熱至90℃±2℃時，投入硫酸鉀和濃度為40％～60％的表面活性劑溶液，攪勻后，再投入固化劑和磷酸一銨，并迅速攪勻2～4min后停止攪拌，反應器中的物料反應溫度控制在102～104℃之間，經45～55min左右的加合反應后，得到結晶顆粒狀的“SUPAP”復合肥新品種。
在上述合成“SUPAP”復合肥的投料配方及工藝過程中，最佳實施例是反應物中硫酸與尿素的投料比例為0.64mol硫酸∶3.16～6.66mol尿素；尿素與硫酸鉀的投料比例為3.16～6.66mol尿素∶1.72～0.69mol硫酸鉀；尿素與磷酸一銨的投料比例為3.16～6.66mol尿素∶2.61～1.38mol磷酸一銨；表面活性劑采用40％～60％濃度的烷基磺酸鈉溶液，最佳用量為反應物總質量的2.4％；固化劑采用氧化鈣，最佳用量為反應物總質量的2％～8％。
本發明的制作工藝中是以氧化鈣中和硫酸脲后所形成的四尿素硫酸鈣的穩定加合物為主要固化結晶之骨架，通過引入表面活性劑烷基磺酸鈉所具有的優良滲透和發泡性質，促使整個物料反應體系在加合反應中起到一種良好的緩時固化結晶及有利于形成均質加合反應的作用下制得的“SUPAP”復合肥。
本發明的制作工藝中，“鉀”養分材料還可以采用氯化鉀，“磷”養分材料還可以采用磷酸二銨、重鈣和磷酸，固化劑還可以采用碳酸鈣和磷礦粉，表面活性劑還可以采用滲透劑BX。
本發明由于上述配方和制作工藝技術而具有以下優點1、在“SUPAP”復合肥的制作過程中，三廢為零排放，屬創新環保型清潔生產工藝技術。
2、“SUPAP”復合肥的生產能耗比傳統工藝方法(耗電約30～40度/噸)更低，噸產品耗電僅15度電左右，節能達50％以上，屬高效節能型工藝技術。
3、“SUPAP”復合肥的生產設備比傳統工藝方法(需七～八道工序才能完成全過程)更簡化，僅需物料混化加合反應、造粒和產品包裝三道工序。因此，兩者比較，本發明的工藝設備可節省60％以上的投資，屬設備少，裝置利用率高而運行費用相對較低的革新生產工藝流程。
4、在“SUPAP”復合肥制作中，氮、磷、鉀等主要養分含量的調節范圍十分方便靈活，可根據用戶需要制作出高(NPK≥40％)、中(NPK≥30％)、低(NPK≥25％)各種規格濃度的“SUPAP”復合肥產品。
5、本發明的“SUPAP”復合肥，其氮、磷、鉀等主要養分物質的主要組成分別為穩定的四尿素硫酸鈣、二尿素磷酸一鈣和二尿素硫酸鉀加合物；因此，可以有效地控制氮、磷、鉀的釋放，以此達到充分滿足作物特定的生長周期和全生長過程中對氮、磷、鉀等主要養分元素的持續需要，加之富含作物生長必須的“鈣和硫”等中量養分元素，所以“SUPAP”復合肥還兼具化肥速效性和農家肥持久性的特點。
6、本發明的“SUPAP”復合肥屬新的化肥品種，它的理化性質較好，產品不易結塊，便于儲存運輸，并可滿足機械化施肥的要求。
權利要求
1.一種利用硫酸、尿素、硫酸鉀、表面活性劑、固化劑和磷酸一銨合成的硫基尿素磷銨鉀緩釋型高效復合肥，其特征是采用88％±2％濃度的硫酸溶解尿素后，得到一種酸性較強的硫酸脲溶液，再加入硫酸鉀、表面活性劑、固化劑和磷酸一銨，通過一步加合反應產生。
2.一種利用硫酸、尿素、硫酸鉀、表面活性劑、固化劑和磷酸一銨合成的硫基尿素磷銨鉀緩釋型高效復合肥的制作工藝技術，其特征在于用硫酸溶液溶解尿素，加入硫酸鉀和表面活性劑后，再加固化劑和磷酸一銨，從而得到一種使整個物料反應體系易于緩時固化結晶的料漿狀預固體。
3.根據權利要求2所述的利用硫酸、尿素、硫酸鉀、表面活性劑、固化劑和磷酸一銨合成的硫基尿素磷銨鉀緩釋型高效復合肥的制作工藝技術，其特征是先將濃度為88％±2％的硫酸放入帶攪拌和夾套加熱裝置的混合化成反應器中，通蒸汽加熱至86℃±2℃時，按所產“SUPAP”復合肥中所需的氮、磷、鉀濃度含量規格計量投入尿素，攪拌溶解后，將此溶液升溫加熱至90℃±2℃時，投入硫酸鉀和濃度為40％～60％的表面活性劑溶液，攪勻后，再投入固化劑和磷酸一銨，并迅速攪勻2～4min后停止攪拌，反應器中的物料反應溫度控制在102～104℃之間，經45～55min左右的加合反應后，得到結晶顆粒狀的“SUPAP”復合肥新品種。
4.根據權利要求2、3所述的硫基尿素磷銨鉀緩釋型高效復合肥的制作工藝技術，其特征在于反應物中硫酸與尿素的投料比例為0.64mol硫酸3.16～6.66mol尿素；尿素與硫酸鉀的投料比例為3.16～6.66mol尿素1.72～0.69mol硫酸鉀；尿素與磷酸一銨的投料比例為3.16～6.66mol尿素2.61～1.38mol磷酸一銨；表面活性劑采用40％～60％濃度的烷基磺酸鈉溶液，最佳用量為反應物總質量的2.4％；固化劑采用氧化鈣，最佳用量范圍為反應物總質量的2％～8％。
5.根據權利要求2所述的利用硫酸、尿素、硫酸鉀、表面活性劑、固化劑和磷酸一銨合成的硫基尿素磷銨鉀緩釋型高效復合肥的制作工藝技術，其特征是“鉀”養分材料還可以采用氯化鉀，“磷”養分材料還可以采用磷酸二銨、重鈣和磷酸。
6.根據權利要求2所述的利用硫酸、尿素、硫酸鉀、表面活性劑、固化劑和磷酸一銨合成的硫基尿素磷銨鉀緩釋型高效復合肥的制作工藝技術，其特征是表面活性劑還可以采用滲透劑BX，固化劑還可以采用碳酸鈣和磷礦粉。
全文摘要
本發明涉及利用硫酸、尿素、硫酸鉀、表面活性劑、固化劑和磷酸一銨合成的硫基尿素磷銨鉀緩釋型高效復合肥及其制作工藝新技術。其中由采用88％±2％濃度的硫酸溶解尿素后，得到一種酸性較強的硫酸脲溶液，再加入硫酸鉀、表面活性劑、固化劑和磷酸一銨，通過一步加合反應產生。本發明由于所述配方和制作工藝技術而具有的優點是可根據用戶需要制作出適合于各種土壤和農作物的高(NPK≥40％)、中(NPK≥30％)、低(NPK≥25％)濃度的“SUPAP”復合肥產品，并且工藝簡單、制作成本低及三廢為零排放的環保型清潔生產工藝新技術。
文檔編號C05C9/00GK1521151SQ0310393
公開日2004年8月18日 申請日期2003年2月11日 優先權日2003年2月11日
發明者田紹明 申請人:田紹明