一种高塔活化腐植酸及其制备方法与流程

1.本发明涉及腐植酸肥料的技术领域，具体涉及一种高塔活化腐植酸及其制备方法。

背景技术：

2.尿基腐植酸复合肥实质是一种有机无机复合肥，不仅含有植物必需的营养元素n、p、k，还含有中微量元素及腐植酸等。土壤中添加腐植酸后，能增效提质，疏松土壤，刺激作物生长，提高作物抗逆性以及保护生态环境。现有的尿基腐植酸复合肥的利用高塔造粒工艺生产方法如下:依次将尿素、磷酸一铵、氯化钾或硫酸钾、腐植酸按比例在120～135℃熔融混合，混合均匀的料浆再经造粒、冷却等工序得到产品。但利用高塔造粒工艺生产尿基腐植酸复合肥时，会出现水分、颗粒强度、产品温度、颗粒外观达不到控制指标的问题，影响产品质量。

技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种高塔活化腐植酸的制备方法，分批将成分加热混合，使得成分混合更均匀，提高产品质量；本发明的目的之二在于提供一种高塔活化腐植酸，养分齐全，既有有机成分和无机成分，又有缓释养分和长效养分，是一种尿基缓释长效、绿环保的新型复合肥料。
4.本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
5.一种高塔活化腐植酸的制备方法，包括以下步骤：
6.1)将位于高塔顶部的尿素集料槽内的尿素加热熔融；
7.2)将位于高塔的底部的海藻酸、脲酶抑制剂、尿素、氯化钾、磷素活化剂、硫酸钾进行加热混合，搅拌均匀后得到混合物；
8.3)将混合物输送到高塔的顶部，将混合物与熔融的尿素进行搅拌，加热搅拌均匀，得到共熔体；
9.4)在共熔体中加入磷酸一铵和腐植酸进行搅拌、混合和剪切，得到喷淋料浆；
10.5)喷淋料浆靠重力进入造粒装置进行喷淋造粒，喷淋料浆在塔中与上升的冷空气热交换而冷却固化成颗粒，降落到塔底；
11.6)将降落到塔底的颗粒收集，再进行二次冷却，然后再经筛分、包膜、计量、包装后得到高塔活化腐植酸。
12.具体地，所述高塔活化腐植酸包括以下按重量份计的原料：
13.海藻酸2～6份、腐植酸8～10份、脲酶抑制剂2～4份、磷素活化剂1～3份、尿素43～48份、氯化钾12～15份、磷酸一铵20～25份和硫酸钾20～26份。
14.进一步，所述脲酶抑制剂为乙酰氧肟酸和/或n-丁基硫代磷酰三胺；所述磷素活化剂为改性沸石；改性沸石是将沸石先在200～300℃下进行高温改性，再在饱和的氨水中浸泡10～20h制备而成。
15.再进一步，步骤2)中，混合物中还包括以下按重量份计的原料：硫酸镁1～5份、硼酸1～5份和硫酸锌1～5份。
16.进一步，步骤1)中，所述尿素的熔融温度为125～135℃；步骤2)中，加热温度为40～60℃。
17.再进一步，步骤3)中，加热温度为100～120℃，搅拌时间为30～60s。
18.进一步，步骤4)中，所述共熔体还与固体粘结剂共混；固体粘结剂为脱硫石膏；固体粘结剂的重量份为1～5份。
19.再进一步，步骤5)中，造粒温度为100～120℃；步骤6)中，高塔的底部的颗粒物料温度为40～50℃；二次冷却在滚筒冷却机内进行，出口物料温度为30～40℃。
20.进一步，步骤6)中，经皮带输送机输送到筛分机筛分不合格物料粉碎后返回步骤2)，合格物料进行包膜处理。
21.本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
22.一种高塔活化腐植酸，由上述的高塔活化腐植酸的制备方法制备而成。
23.相比现有技术，本发明的有益效果在于：
24.(1)本发明的制备方法是先将尿素在高塔塔顶加热至熔融状态，再将位于高塔底部的海藻酸、脲酶抑制剂、尿素、氯化钾、磷素活化剂、硫酸钾加热混合，得到混合物；熔融状态的尿素依靠重力作用流至与混合物加热混合，得到具有流动性的共熔体，然后将共熔体输送至与磷酸一铵与腐植酸粉末进行乳化，得到喷淋料浆，喷淋料浆靠重力进入造粒装置进行喷淋造粒，喷淋料浆在塔中与上升的冷空气热交换而冷却固化成颗粒，降落到塔底；将降落到塔底的颗粒收集，再进行二次冷却，然后再经筛分、包膜、计量、包装后得到高塔活化腐植酸。本发明的制备方法将原料分批进行加热混合，使得原料混合更加均匀，更好地控制产品的水分、颗粒强度、产品温度和颗粒外观，改善腐植酸肥料的质量。
25.(2)本发明的高塔活化腐植酸包括以下原料：海藻酸、腐植酸、脲酶抑制剂、磷素活化剂、尿素、氯化钾、磷酸一铵和硫酸钾。其中，脲酶抑制剂能延缓土壤中尿素的水解，减少氨的挥发损失，提高氮素的利用率。海藻酸含有多种无机元素、生长素类吲哚类化合物、细胞激动素类化合物、甘露醇、多元酚，以及多种氨基酸、多糖、纤维、脂肪酸等，是一种天然作物生长调节剂，对作物生长有刺激和促进作用，可抑制氮素的分解，提高作物产量。腐植酸和土壤磷素活化剂能够活化磷素，促进作物对磷素的吸收利用。同时还能与肥料中的金属离子发生络合或螯合反应，增强中微量元素的稳定性，提高中微量元素的有效养分利用率。
26.(3)本发明的高塔活化腐植酸还包括固体粘结剂，能有效提高颗粒的粘度和强度，优选脱硫石膏作为固体粘结剂，能有效节约成本，而且提高了化肥的综合性能和利用率。
27.(4)本发明的高塔活化腐植酸中的磷素活化剂选用热处理和铵饱和的改性沸石，其能够使得土壤中累计的难溶性磷得到释放，而且还能给植物供给有效磷。
具体实施方式
28.下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
29.实施例1
30.一种高塔活化腐植酸的制备方法，包括以下步骤：
31.1)将位于高塔顶部的尿素集料槽内的尿素在120℃下加热熔融；
32.2)将位于高塔的底部的海藻酸、脲酶抑制剂、尿素、氯化钾、磷素活化剂、硫酸钾、硫酸镁、硼酸和硫酸锌在50℃下进行加热混合，搅拌均匀后得到混合物；
33.3)将混合物输送到高塔的顶部，将混合物与熔融的尿素在115℃下搅拌45s，得到共熔体；
34.4)在共熔体中加入磷酸一铵、腐植酸和固体粘结剂进行搅拌、混合和剪切，得到喷淋料浆；
35.5)喷淋料浆靠重力进入造粒装置进行喷淋造粒，造粒温度为110℃；喷淋料浆在塔中与上升的冷空气热交换而冷却固化成颗粒，降落到塔底；高塔的底部的颗粒物料温度为45℃；
36.6)将降落到塔底的颗粒收集，再在滚筒冷却机内进行二次冷却，控制出口物料温度为40℃，然后再经筛分、经皮带输送机输送到筛分机筛分不合格物料粉碎后返回步骤2)，粒径为2～4mm为合格物料，再对合理物料进行包膜处理、计量、包装后得到高塔活化腐植酸。
37.具体地，所述高塔活化腐植酸包括以下按重量份计的原料：
38.海藻酸5份、腐植酸10份、脲酶抑制剂3份、磷素活化剂2份、尿素45份、氯化钾14份、磷酸一铵22份、硫酸钾25份、硫酸镁3、硼酸4份、硫酸锌2份和固体粘结剂2份。
39.其中，所述脲酶抑制剂为n-丁基硫代磷酰三胺；所述磷素活化剂为改性沸石；改性沸石是将沸石先在250℃下进行高温改性，再在饱和的氨水中浸泡15制备而成。固体粘结剂为脱硫石膏。
40.实施例2
41.一种高塔活化腐植酸的制备方法，包括以下步骤：
42.1)将位于高塔顶部的尿素集料槽内的尿素在125℃下加热熔融；
43.2)将位于高塔的底部的海藻酸、脲酶抑制剂、尿素、氯化钾、磷素活化剂、硫酸钾、硫酸镁、硼酸和硫酸锌在40℃下进行加热混合，搅拌均匀后得到混合物；
44.3)将混合物输送到高塔的顶部，将混合物与熔融的尿素在100℃下搅拌30s，得到共熔体；
45.4)在共熔体中加入磷酸一铵、腐植酸和固体粘结剂进行搅拌、混合和剪切，得到喷淋料浆；
46.5)喷淋料浆靠重力进入造粒装置进行喷淋造粒，造粒温度为100℃；喷淋料浆在塔中与上升的冷空气热交换而冷却固化成颗粒，降落到塔底；高塔的底部的颗粒物料温度为40℃；
47.6)将降落到塔底的颗粒收集，再在滚筒冷却机内进行二次冷却，控制出口物料温度为30℃，然后再经筛分、经皮带输送机输送到筛分机筛分不合格物料粉碎后返回步骤2)，粒径为2～4mm为合格物料，再对合理物料进行包膜处理、计量、包装后得到高塔活化腐植酸。
48.具体地，所述高塔活化腐植酸包括以下按重量份计的原料：
49.海藻酸2份、腐植酸8份、脲酶抑制剂2份、磷素活化剂1份、尿素43份、氯化钾12份、磷酸一铵20份、硫酸钾20份、硫酸镁1份、硼酸1份、硫酸锌1份和固体粘结剂1份。
50.其中，所述脲酶抑制剂为乙酰氧肟酸；所述磷素活化剂为改性沸石；改性沸石是将沸石先在200℃下进行高温改性，再在饱和的氨水中浸泡20h制备而成。固体粘结剂为脱硫石膏。
51.实施例3
52.一种高塔活化腐植酸的制备方法，包括以下步骤：
53.1)将位于高塔顶部的尿素集料槽内的尿素在135℃下加热熔融；
54.2)将位于高塔的底部的海藻酸、脲酶抑制剂、尿素、氯化钾、磷素活化剂、硫酸钾、硫酸镁、硼酸和硫酸锌在60℃下进行加热混合，搅拌均匀后得到混合物；
55.3)将混合物输送到高塔的顶部，将混合物与熔融的尿素在120℃下搅拌60s，得到共熔体；
56.4)在共熔体中加入磷酸一铵、腐植酸和固体粘结剂进行搅拌、混合和剪切，得到喷淋料浆；
57.5)喷淋料浆靠重力进入造粒装置进行喷淋造粒，造粒温度为120℃；喷淋料浆在塔中与上升的冷空气热交换而冷却固化成颗粒，降落到塔底；高塔的底部的颗粒物料温度为50℃；
58.6)将降落到塔底的颗粒收集，再在滚筒冷却机内进行二次冷却，控制出口物料温度为40℃，然后再经筛分、经皮带输送机输送到筛分机筛分不合格物料粉碎后返回步骤2)，粒径为2～4mm为合格物料，再对合理物料进行包膜处理、计量、包装后得到高塔活化腐植酸。
59.具体地，所述高塔活化腐植酸包括以下按重量份计的原料：
60.海藻酸6份、腐植酸10份、脲酶抑制剂4份、磷素活化剂3份、尿素48份、氯化钾15份、磷酸一铵25份、硫酸钾26份、硫酸镁5份、硼酸5份、硫酸锌5份和固体粘结剂5份。
61.其中，所述脲酶抑制剂为乙酰氧肟酸；所述磷素活化剂为改性沸石；改性沸石是将沸石先在300℃下进行高温改性，再在饱和的氨水中浸泡10h制备而成。固体粘结剂为脱硫石膏。
62.实施例4
63.一种高塔活化腐植酸的制备方法，包括以下步骤：
64.1)将位于高塔顶部的尿素集料槽内的尿素在130℃下加热熔融；
65.2)将位于高塔的底部的海藻酸、脲酶抑制剂、尿素、氯化钾、磷素活化剂、硫酸钾在55℃下进行加热混合，搅拌均匀后得到混合物；
66.3)将混合物输送到高塔的顶部，将混合物与熔融的尿素在115℃下搅拌50s，得到共熔体；
67.4)在共熔体中加入磷酸一铵、腐植酸和固体粘结剂进行搅拌、混合和剪切，得到喷淋料浆；
68.5)喷淋料浆靠重力进入造粒装置进行喷淋造粒，造粒温度为100～120℃；喷淋料浆在塔中与上升的冷空气热交换而冷却固化成颗粒，降落到塔底；高塔的底部的颗粒物料温度为40～50℃；
69.6)将降落到塔底的颗粒收集，再在滚筒冷却机内进行二次冷却，控制出口物料温度为30～40℃，然后再经筛分、经皮带输送机输送到筛分机筛分不合格物料粉碎后返回步
骤2)，粒径为2～4mm为合格物料，再对合理物料进行包膜处理、计量、包装后得到高塔活化腐植酸。
70.具体地，所述高塔活化腐植酸包括以下按重量份计的原料：
71.海藻酸5份、腐植酸10份、脲酶抑制剂3份、磷素活化剂2份、尿素45份、氯化钾14份、磷酸一铵22份、硫酸钾25份和固体粘结剂2份。
72.其中，所述脲酶抑制剂为n-丁基硫代磷酰三胺；所述磷素活化剂为改性沸石；改性沸石是将沸石先在250℃下进行高温改性，再在饱和的氨水中浸泡15h制备而成。固体粘结剂为脱硫石膏。
73.实施例5
74.一种高塔活化腐植酸的制备方法，包括以下步骤：
75.1)将位于高塔顶部的尿素集料槽内的尿素在125℃下加热熔融；
76.2)将位于高塔的底部的海藻酸、脲酶抑制剂、尿素、氯化钾、磷素活化剂、硫酸钾、硫酸镁、硼酸和硫酸锌在40℃下进行加热混合，搅拌均匀后得到混合物；
77.3)将混合物输送到高塔的顶部，将混合物与熔融的尿素在105℃下搅拌30s，得到共熔体；
78.4)在共熔体中加入磷酸一铵和腐植酸进行搅拌、混合和剪切，得到喷淋料浆；
79.5)喷淋料浆靠重力进入造粒装置进行喷淋造粒，造粒温度为105℃；喷淋料浆在塔中与上升的冷空气热交换而冷却固化成颗粒，降落到塔底；高塔的底部的颗粒物料温度为45℃；
80.6)将降落到塔底的颗粒收集，再在滚筒冷却机内进行二次冷却，控制出口物料温度为35℃，然后再经筛分、经皮带输送机输送到筛分机筛分不合格物料粉碎后返回步骤2)，粒径为2～4mm为合格物料，再对合理物料进行包膜处理、计量、包装后得到高塔活化腐植酸。
81.具体地，所述高塔活化腐植酸包括以下按重量份计的原料：
82.海藻酸5份、腐植酸10份、脲酶抑制剂3份、磷素活化剂2份、尿素45份、氯化钾14份、磷酸一铵22份、硫酸钾25份、硫酸镁3、硼酸4份、硫酸锌2份。
83.其中，所述脲酶抑制剂为乙酰氧肟酸；所述磷素活化剂为改性沸石；改性沸石是将沸石先在250℃下进行高温改性，再在饱和的氨水中浸泡13h制备而成。
84.对比例1
85.对比例1与实施例1相比，对比例1是将全部成分按比例在120℃熔融混合，混合均匀的料浆再经造粒、冷却、筛分、包膜和包装的工序得到产品。对比例1和实施例1的成分配比相同。
86.对比例2
87.对比例2与实施例1相比，不同之处在于：对比例2不加入磷素活化剂，其余组分和制备方法与实施例1相同。
88.性能分析
89.一、将实施例1～5和对比例1～2的产品放置在温度为40℃，湿度为60％的条件下一个月，观察产品形态，具体如表1。
90.表1各组产品放置后的产品形态数据
[0091][0092][0093]
由表1可知，实施例1～4的结块率都低于2％，而实施例5中由于不加入固体粘结剂，所以结块率有所提高，说明固体粘结剂在产品的成粒中起着粘性的作用，不添加固体粘结剂后续会导致产品结块。而对比例1中是用常规的高塔造粒方法制备，但由于没有分批添加成分进行混合，导致成分难以均匀混合，导致后续产品结块严重。
[0094]
二、计算实施例1～5和对比例1～2产品的磷素活化效果。
[0095]
选用广东省广州市白云区太和镇的红壤作为受试土壤，分区分别投放相同量的实施例1～5和对比例1～2产品，每隔3天浇水一次，每隔10天取土样一次，共采样4次，测定土壤中速效磷的含量变化，并将每组的速效磷含量减去每组初始速效磷含量，得到活化磷的绝对量；速效磷的增加率(％)＝活化磷的绝对量/初始速效磷含量
×
100％；速效磷动态增加率(％)＝后一次速效磷的增加率-前一次的速效磷增加率；磷素的活化率(％)＝活化磷的绝对量/初始土壤的全磷含量
×
100％。土壤速效磷采用碳酸氢钠浸提和钼锑抗比法进行测定；土壤全磷采用naoh和熔融钼锑抗比法进行测定。具体数据如表2所示。
[0096]
表2各组产品的磷素活化数据
[0097]
[0098][0099][0100]
从表2可知，实施例1～5和对比例1由于加入了改性沸石作为磷素活化剂，均比对
比例2的速效磷含量高。改性沸石先进行高温处理，通过高温去除吸附在沸石空隙中的土壤有机质，增大沸石吸附容量的同时，又与饱和nh
4+
相结合增大了沸石的阳离子交换量，所以活化磷素的效果好。实施例1～5的速效磷动态增加率呈现出依次下降的规律，这是因为改性沸石中吸附了饱和nh
4+
，改性沸石的阳离子交换性提高，从而阳离子交换量也提高，所以通过阳离子交换作用活化磷素的量也就越多，但随着时间的推移，饱和的nh
4+
逐渐被消耗，使得速效磷的动态增加率也随之下降。
[0101]
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

技术特征：

1.一种高塔活化腐植酸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将位于高塔顶部的尿素集料槽内的尿素加热熔融；2)将位于高塔的底部的海藻酸、脲酶抑制剂、尿素、氯化钾、磷素活化剂、硫酸钾进行加热混合，搅拌均匀后得到混合物；3)将混合物输送到高塔的顶部，将混合物与熔融的尿素进行搅拌，加热搅拌均匀，得到共熔体；4)在共熔体中加入磷酸一铵和腐植酸进行搅拌、混合和剪切，得到喷淋料浆；5)喷淋料浆靠重力进入造粒装置进行喷淋造粒，喷淋料浆在塔中与上升的冷空气热交换而冷却固化成颗粒，降落到塔底；6)将降落到塔底的颗粒收集，再进行二次冷却，然后再经筛分、包膜、计量、包装后得到高塔活化腐植酸。2.如权利要求1所述的高塔活化腐植酸的制备方法，其特征在于，所述高塔活化腐植酸包括以下按重量份计的原料：海藻酸2～6份、腐植酸8～10份、脲酶抑制剂2～4份、磷素活化剂1～3份、尿素43～48份、氯化钾12～15份、磷酸一铵20～25份和硫酸钾20～26份。3.如权利要求1所述的高塔活化腐植酸的制备方法，其特征在于，所述脲酶抑制剂为乙酰氧肟酸和/或n-丁基硫代磷酰三胺；所述磷素活化剂为改性沸石；改性沸石是将沸石先在200～300℃下进行高温改性，再在饱和的氨水中浸泡10～20h制备而成。4.如权利要求1所述的高塔活化腐植酸的制备方法，其特征在于，步骤2)中，混合物中还包括以下按重量份计的原料：硫酸镁1～5份、硼酸1～5份和硫酸锌1～5份。5.如权利要求1所述的高塔活化腐植酸的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述尿素的熔融温度为125～135℃；步骤2)中，加热温度为40～60℃。6.如权利要求1所述的高塔活化腐植酸的制备方法，其特征在于，步骤3)中，加热温度为100～120℃，搅拌时间为30～60s。7.如权利要求1所述的高塔活化腐植酸的制备方法，其特征在于，步骤4)中，所述共熔体还与固体粘结剂共混；固体粘结剂为脱硫石膏；固体粘结剂的重量份为1～5份。8.如权利要求1所述的高塔活化腐植酸的制备方法，其特征在于，步骤5)中，造粒温度为100～120℃；步骤6)中，高塔的底部的颗粒物料温度为40～50℃；二次冷却在滚筒冷却机内进行，出口物料温度为30～40℃。9.如权利要求1所述的高塔活化腐植酸的制备方法，其特征在于，步骤6)中，经皮带输送机输送到筛分机筛分不合格物料粉碎后返回步骤2)，合格物料进行包膜处理。10.一种高塔活化腐植酸，其特征在于，由权利要求1～9任一项所述的高塔活化腐植酸的制备方法制备而成。

技术总结

本发明公开了一种高塔活化腐植酸及其制备方法，具体步骤为：先将尿素加热至熔融状态，再将海藻酸、脲酶抑制剂、尿素、氯化钾、磷素活化剂、硫酸钾加热混合，得到混合物；熔融状态的尿素与混合物加热混合，得到共熔体，然后将共熔体输送至与磷酸一铵与腐植酸粉末进行乳化，得到喷淋料浆，将喷淋料浆进行喷淋造粒，喷淋料浆在塔中冷空气热交换而冷却固化成颗粒，降落到塔底；收集颗粒，再进行二次冷却，然后再经筛分、包膜、计量、包装后得到高塔活化腐植酸。本发明的制备方法将原料分批进行加热混合，使得原料混合更加均匀，更好地控制产品的水分、颗粒强度、产品温度和颗粒外观，改善腐植酸肥料的质量。料的质量。