專利名稱：一種利用聯堿法生產長效氯化銨為氮源的長效緩釋復混肥料及制備方法
技術領域：
本發明涉及長效緩釋復混肥料，具體地說是一種利用聯堿法生產純堿工藝中所得副產品氯化銨為氮源的長效緩釋復混肥料及制備方法。
背景技術：
聯堿法(又稱侯氏制堿法)，是我國著名化學家侯德榜1942年提出的完整的工業制堿(Na2CO3)方法。1961年在大連建成了我國第一座聯堿車間，后來經過完善和發展，現在仍然是制堿工業的主要方法。侯氏制堿法的原理是依據離子反應發生的原理進行的，離子反應會向著離子濃度減小的方向進行。制純堿(Na2CO3),首先利用NaHCO3在溶液中溶液中溶解度較小制得NaHC03。再利用碳酸氫鈉不穩定性分解得到純堿。在飽和食鹽水中通入氨氣，形成飽和氨鹽水，再向其中通入二氧化碳，第一步是氨氣與水和二氧化碳反應生成一分子的碳酸氫銨；第二步是碳酸氫銨與氯化鈉反應生成一分子的氯化銨和碳酸氫鈉沉淀，碳酸氫鈉溶解度較小而沉淀析出。根據NH4Cl在常溫時的溶解度比NaCl大，而在低溫下卻比NaCl溶解度小的原理，在278K 283K(5°C 10°C )時，向母液中加入食鹽細粉，而使NH4Cl單獨結晶析出。因此聯堿法生產的另一產品就是NH4Cl，為白色晶體，理論含N2量為26.2 %，可做氮肥。NH4Cl比重1.532，溶解熱為16.73kJ/mol，在密閉條件加熱至400°C熔化，在空氣中加熱至100°C時開始升華，337.8°C時分解為NH3和HCl。NH4Cl易吸潮結塊，給貯存運輸帶來一定困難。利用聯堿裝置生產的粉狀氯化銨(產品含氮在25%左右，水份含量小于1% ;NH4C1是一種良好的農用氮肥，特別適用生產復混肥料。氯化銨是銨態氮肥，氯化銨作為普通氮肥氮素不穩定，施入土壤以后，易產生氨揮發和轉化為硝態氮而流失，發生強烈的硝化和反硝化作用，造成大量的氮素營養流失，肥效期短，氮素利用率低，市場前景不容樂觀。目前我國氯化銨產 量呈穩定增長態勢:2005年603萬噸，2006年624萬噸，2007年725萬噸，2008年860萬噸，2009年918萬噸。2010年氯化銨產量已接近1000萬噸。氯化銨在我國氮肥產量中的比重已由2005年的4%提高到現在的6%以上。我國的氯化銨幾乎全部來自聯堿生產，所以，氯化銨的開發利用又直接影響到我國聯堿企業的健康發展。純堿廣泛用于建材、輕工、化工、冶金、紡織等工業部門和人們的日常生活中，純堿工業堪稱為“化工之母”。因此，開發長效氯化銨，再利用長效氯化銨為原料生產長效緩釋復混肥料，提高氯化銨的氮素利用率和擴大氯化銨的應用范圍，對于穩定我國聯堿工業、促進農業生產發展、保護生態環境都十分重要。
發明內容
本發明的目的在于提供一種利用聯堿法生產長效氯化銨為氮源的長效緩釋復混肥料及制備方法。為實現上述目的，本發明采用的技術方案為:
—種利用聯堿法生產長效氯化銨為氮源的長效緩釋復混肥料:復混肥中有效含量按重量份數計，氮(N):磷(P2O5):鉀(K2O) = 10-15: 8-12: 8_15，總養分含量為30-42 ;所述氮素為氯化銨和銨穩定劑混合而成；按重量份數計，其中氯化銨:銨穩定劑=I: 0.001-0.1 ;其中氯化銨為利用在聯堿法生產純堿工藝中的副產物氯化銨。所述銨穩定劑為雙氰胺、3，4-二甲基吡唑磷酸鹽、3，5-二甲基吡唑、3，5-二甲基吡唑磷酸鹽、1-甲胺酰基-3-甲基吡唑、1-甲基吡唑-1羧酰胺、3-甲基吡唑、氮-吡啶(2-氯-6-(三氯甲基)-吡啶)或4-氯-3-甲基吡唑中的一種或幾種。利用聯堿法生產長效氯化銨為氮源的長效緩釋復混肥料的制備方法，:按重量比例在聯堿法生產純堿工藝中的副產物氯化銨中添加銨穩定劑和/或增效劑溶于水、有機溶劑或載體中，通過攪拌泵機械混拌均勻或人工攪拌后，與粉狀原料磷、鉀肥以及輔料混合，通過團粒法，利用圓盤造粒或轉鼓造粒機的滾動床，通過增濕、加熱進行團聚造粒，得到復混肥。所述載體為甲醛、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、二氯甲烷或四氯化碳。在聯堿法生產純堿工藝中冷析和鹽析結晶出來的氯化銨進入分離干燥前與添加銨穩定劑混合。所述磷肥原料為磷酸一銨、磷酸二銨、重過磷酸鈣或過磷酸鈣；鉀肥原料為氯化鉀或硫酸鉀，輔料為稀土、腐植酸、珍珠鹽或粘結劑。本發明原理:在原聯堿法生產純堿工藝中的氯化銨生產工藝基礎上，添加銨穩定劑的配料裝置、儲料裝置和定量給料裝置系統，在原聯堿法生產純堿工藝中冷析和鹽析結晶出來的氯化銨進入分離干燥裝置之前加入銨穩定劑，使已加入的抑制劑與氯化銨在干燥過程中實現充分的混均，而后與粉狀原料磷、鉀肥以及輔料混合，通過團粒法，利用圓盤造粒或轉鼓造粒機的滾動床，通過增濕、加熱進行團聚造粒，得到復混肥。本發明所具有如下優點:1.長效/緩釋 劑靶標精準，提高長效緩釋復合肥的有效性。本發明是在聯堿法生產純堿在純堿析出后的工藝中，在氯化銨產品生產干燥前工序中添加銨穩定劑制成長效或穩定的氯化銨氮素肥料。在以此為主要氮源制成長效/緩釋復混肥料，使有限的長效/緩釋劑發揮最大作用；2.實現復合肥中氮素緩急相濟，短效與長效互補的高效復混肥料產品生產。本發明中既有氮素長效或穩定的氯化銨，效果穩定，又有氮素迅速的磷酸一銨、磷酸二銨，克服了長效復合肥通常在前期肥效不明顯的缺點；3.提高氯化銨中氮素的利用率。提高氯化銨中氮素利用率10-20個百分點，減少氯化銨使用量20-50%以上；4.延長肥效期。實現以普通氯化銨為主要氮源的復混肥料中氯化銨肥效期從20-30天延長到80-100天，可以一次施肥免追肥；5.增加作物產量。在作物增產潛力范圍內，與以普通氯化銨為主要氮源的復混肥料等氮量施肥，可提高作物產量在8-10%以上；6.實現聯堿法裝置生產企業可持續發展。本發明技術的應用，使聯堿法生產純堿的企業，同時生產長效緩釋復混肥料，降低生產成本，增加經濟效益。使以氯化銨為主要氮源的復混肥料產品成本降低、性能提高。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步說明。以原聯堿法生產純堿工藝中生產副產品氯化銨生產工藝基礎上，利用聯堿法生產純堿工藝裝置系統進行生產長效氯化銨，再以長效氯化銨為氮源生產長效緩釋復混肥。實施例1:制備I噸長效緩釋復混肥料，其中氮、磷、鉀肥中有效含量按重量份數計，氮(N):磷(P2O5):鉀(K2O)為 10: 8: 8。將327kg長效緩釋氯化銨(含N25% )、182kg磷酸一銨(P2O5 44%,N10% ) U34kg氯化鉀(含K2O 60% )和輔料稀土 357kg混合。將上述比例物料通過圓盤造粒或轉鼓造粒機的滾動床進行團粒法造粒，即得長效緩釋復混肥料。其中長效緩釋氯化銨，將雙氰胺加入質量百分比37%的甲醛溶液中于配料裝置中充分溶解，而后儲存于儲料裝置，利用定量裝置系統，如計量泵，將雙氰胺溶液與在原聯堿法生產純堿工藝中冷析和鹽析結晶出來的氯化銨進入分離干燥裝置之前充分混合，經過分離干燥，待用；其中以100份(質量)氯化銨計，添加I份雙氰胺。實施例2:制備I噸長效緩釋復混肥料，其中氮、磷、鉀肥中有效含量按重量份數計，氮(N):磷(P2O5):鉀(K2O)為 15: 12: 14。將491kg長效緩釋氯化銨(含N25%)、273kg磷酸一銨(P2O5 44%,N10% ) ,233kg氯化鉀(含K2O 60%)、輔料稀土 3kg混合。將上述比例物料通過圓盤造粒或轉鼓造粒機的滾動床進行團粒法造粒，即得長效緩釋復混肥料。其中長效緩釋氯化銨，將3，4_ 二甲基吡唑磷酸鹽加入水、質量百分比37%的甲醛或質量百分比95%的乙醇溶液中于配料裝置中充分溶解，而后儲存于儲料裝置，利用定量裝置系統，如計量泵，將3，4-二甲基吡唑磷酸鹽與在原聯堿法生產純堿工藝中冷析和鹽析結晶出來的氯化銨進入分離干燥裝置之前充分混合，經過分離干燥，待用；其中以100份(質量)氯化銨計，添加0.5份3，4- 二甲基吡唑磷酸鹽。實施例3:制備I噸長效緩釋復混肥料，其中氮、磷、鉀肥中有效含量按重量份數計，氮(N):磷(P2O5):鉀(K2O)為 12: 12: 12。將387kg長效緩釋氯化銨(含N24% )、273kg磷酸一銨(P2O5 44%,N10% ) ,200kg氯化鉀(含K2O 60%)、輔料稀土 140kg混合。將上述比例物料通過圓盤造粒或轉鼓造粒機的滾動床進行團粒法造粒，即得長效緩釋復混肥料。其中長效緩釋氯化銨，將氮-吡啶加入質量百分比37%的甲醛、乙醇溶液或水中于配料裝置中充分溶解，而后儲存于儲料裝置，利用定量裝置系統，如計量泵，將氮-吡啶與在原聯堿法生產純堿工藝中冷析和鹽析結晶出來的氯化銨進入分離干燥裝置之前充分混合，經過分離干燥，待用；其中以100份(質量)氯化銨計，添加I份氮-吡啶。實施例4: 制備I噸長效緩釋復混肥料，其中氮、磷、鉀肥中有效含量按重量份數計，氮(N):磷(P2O5):鉀(K2O)為 12: 12: 15。
將371kg長效緩釋氯化銨(含N25%)、273kg磷酸一銨(P2O5 44%,N10% ) ,300kg硫酸鉀(含K2O 50% )、輔料稀土 56kg混合。將上述比例物料通過圓盤造粒或轉鼓造粒機的滾動床進行團粒法造粒，即得長效緩釋復混肥料。其中長效緩釋氯化銨，將雙氰胺、3，4_ 二甲基吡唑磷酸鹽加入質量百分比37%的甲醛、乙醇溶液或水中于配料裝置中充分溶解，而后儲存于儲料裝置，利用定量裝置系統，如計量泵，將雙氰胺、3，4-二甲基吡唑磷酸鹽混合溶液與在原聯堿法生產純堿工藝中冷析和鹽析結晶出來的氯化銨進入分離干燥裝置之前充分混合，經過分離干燥，待用；其中以100份(質量)氯化銨計，添加2份雙氰胺，0.5份3，4-二甲基吡唑磷酸鹽。實施例5:制備I噸長效緩釋復混肥料，其中氮、磷、鉀肥中有效含量按重量份數計，氮(N):磷(P2O5):鉀(K2O)為 15: 10: 15。將462kg長效緩釋氯化銨(含N24%)、218kg磷酸二銨(P2O5 46%,N18% ) ,300kg硫酸鉀(含K2O 50% )、輔料稀土 20kg混合。將上述比例物料通過圓盤造粒或轉鼓造粒機的滾動床進行團粒法造粒，即得長效緩釋復混肥料。將雙氰胺和氮-吡啶加入質量百分比37%的甲醛、乙醇溶液或水中于配料裝置中充分溶解，而后儲存于儲料裝置， 利用定量裝置系統，如計量泵，將雙氰胺和氮-吡啶混合溶液與在原聯堿法生產純堿工藝中冷析和鹽析結晶出來的氯化銨進入分離干燥裝置之前充分混合，經過分離干燥，待用；其中以100份(質量)氯化銨計，添加I份雙氰胺，0.1份氮-吡啶。實施例6:制備I噸長效緩釋復混肥料，其中氮、磷、鉀肥中有效含量按重量份數計，氮(N):磷(P2O5):鉀(K2O)為 15: 10: 15。將444kg 氯化銨(含N 25% )、218kg 磷酸二銨(P2O5 46%，N18% )、300kg 硫酸鉀(含K2O 50% )與4.4kg雙氰胺均勻混合，在添加33.6kg輔料稀土混合。將上述比例物料通過圓盤造粒或轉鼓造粒機的滾動床進行團粒法造粒，即得長效緩釋復混肥料。效果實驗:利用實施例2所生產的肥料在玉米上應用效果:效果試驗1:所用種植品種為新東單90。畝施實施例3所制肥料純氮12kg量；對照施普通氯化銨純氮15kg，磷酸一銨量為P2O5 12kg，氯化鉀量為K2O 12kg，一次做底肥施入。施用效果如表I所示。表1.減少施氮量的試驗效果
肥料玉米畝產量kg 增產％節氮肥％
普通氯化銨 748α α
長效氯化銨756170720.00效果試驗2:
所用種植品種為新東單90。畝施實施例3所制肥料純氮12kg ;對照施普通氯化銨純氮12kg，磷酸一銨量為P2O5 12kg，氯化鉀量為K2O 12kg，一次做底肥施入。施用效果如表2所示。表2.相同施氮量的試驗效果
權利要求
1.一種利用聯堿法生產長效氯化銨為氮源的長效緩釋復混肥料，其特征在于:復混肥中有效含量按重量份數計，氮(N):磷(P2O5):鉀(K2O) = 10-15: 8-12: 8_15，總養分含量為30-42 ;所述氮素為氯化銨和銨穩定劑混合而成；按重量份數計，其中氯化銨:銨穩定劑=I: 0.001-0.1 ;其中氯化銨為利用在聯堿法生產純堿工藝中的副產物氯化銨。
2.按權利要求1所述的利用聯堿法生產長效氯化銨為氮源的長效緩釋復混肥料，其特征在于:所述銨穩定劑為雙氰胺、3，4-二甲基吡唑磷酸鹽、3，5-二甲基吡唑、3，5-二甲基吡唑磷酸鹽、1-甲胺酰基-3-甲基吡唑、1-甲基吡唑-1羧酰胺、3-甲基吡唑、氮-吡啶(2-氯-6-(三氯甲基)-吡啶)或4-氯-3-甲基吡唑中的一種或幾種。
3.—種權利要求1所述利用聯堿法生產長效氯化銨為氮源的長效緩釋復混肥料的制備方法，其特征在于:按重量比例在聯堿法生產純堿工藝中的副產物氯化銨中添加銨穩定劑和/或增效劑溶于水、有機溶劑或載體中，通過攪拌泵機械混拌均勻或人工攪拌后，與粉狀原料磷、鉀肥以及輔料混合，通過團粒法，利用圓盤造粒或轉鼓造粒機的滾動床，通過增濕、加熱進行團聚造粒，得到復混肥。
4.權利要求3所述利用聯堿法生產長效氯化銨為氮源的長效緩釋復混肥料的制備方法，其特征在于:所述載體為甲醛、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、二氯甲烷或四氯化碳。
5.權利要求3所述利用聯堿法生產長效氯化銨為氮源的長效緩釋復混肥料的制備方法，其特征在于:在聯堿法生產純堿工藝中冷析和鹽析結晶出來的氯化銨進入分離干燥前與添加銨穩定劑混合。
6.權利要求3所述利用聯堿法生產長效氯化銨為氮源的長效緩釋復混肥料的制備方法，其特征在于:所述磷肥原料為磷酸一銨、磷酸二銨、重過磷酸鈣或過磷酸鈣；鉀肥原料為氯化鉀或硫酸鉀，輔 料為稀土、腐植酸、珍珠鹽或粘結劑。
全文摘要
本發明涉及長效緩釋復混肥料，具體地說是一種利用聯堿法生產純堿工藝中所得副產品氯化銨為氮源的長效緩釋復混肥料及制備方法。復混肥中有效含量按重量份數計，氮(N)∶磷(P2O5)∶鉀(K2O)＝10-15∶8-12∶8-15，總養分含量為30-42；所述氮素為氯化銨和銨穩定劑混合而成；按重量份數計，其中氯化銨∶銨穩定劑＝1∶0.001-0.1；其中氯化銨為利用在聯堿法生產純堿工藝中的副產物氯化銨。本發明生產的長效緩釋復混肥料具有長效/緩釋劑靶標精準，復合肥的有效性提高氯化銨中氮素利用率10-20個百分點，減少氯化銨使用量20-50％。
文檔編號C05G3/08GK103073366SQ201110329990
公開日2013年5月1日 申請日期2011年10月26日 優先權日2011年10月26日
發明者李東坡, 武志杰, 于德清 申請人:中國科學院沈陽應用生態研究所