專利名稱：：長效緩釋磷酸二銨及其制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種化肥，具體說是一種緩釋的二元氮磷化學肥料。
背景技術：
我國農業種植業使用的常規磷酸二銨(朋4),04，屬于含氮、磷元素的二元化學肥料。目前，常規磷酸二銨的氮素當季利用率僅為30_35%，磷素的當季利用率10-20%(李慶逵等，《中國農業持續發展中的肥料問題》江西科學技術出版社1998;4)。常規磷酸二銨氮素利用率低的主要原因是其所含的氮元素為銨態氮(NH4+_N)，銨態氮施入土壤后，一部分被植物吸收利用，另一部分在亞硝化細菌的作用下，被氧化成硝態氮(NOfN)，雖然硝態氮也可被植物吸收利用，但是，由于硝態氮帶有負電荷，不被土壤膠體吸附，移動性極大，極易隨水淋溶損失(武志杰等《緩控釋肥料原理與應用》科學出版社2003;17)，在環境影響方面，淋失的硝態氮進入地下水，不利于人畜飲用。如果進入地表水中的含量過高，則可引起水體富營養化。在硝化作用的第一階段的化學歧化作用中，可產生氣態中間產物N20(李良漠、《硝化作用中國土壤氮素》科學出版社1992;94-144)，N20作為一種主要的溫室氣體，對全球增溫和臭氧層的破環，是全世界關注的熱點環境問題。另外，硝化作用的產物N03—，在嫌氣條件下可經反硝化作用還原為N20與K，其途徑主要為N03—N02—NO—N20—N2，反硝化作用主要是一種氮素損失過程，特別是北方作物生長旺盛時正值多雨季節，硝態氮淋失將更加嚴重，這是我國氮肥當季利用率僅為30-35%的原因之一(武志杰等《緩控釋肥料原理與應用》科學出版社2003;7)。而我國僅2006年磷酸二銨的生產能力就達9000kt(張永志《第12屆中國化肥市場研討會論文集》中國化肥信息中心2007;1-14)，常規磷酸二銨合格品含氮量為12%以上。按氮肥當季利用率30-35%計算，我國每年僅農業上使用的磷酸二銨產品通過淋溶、揮發損失(按利用率35%計算)就接近700kt，而生產1噸氨就需要1.33噸標準煤，2008年標準煤炭到廠價1100元/T(李淑玲，《磷肥與復肥》中國磷肥工業協會20086-14.)，僅磷酸二銨一年的氮肥損失就達931KT標準煤，損失人民幣約13.6億元。常規磷酸二銨中磷素當季利用率低的主要原因是在堿性土壤中，磷很容易與土壤中的Ca"、Mg"—般為CaCO》作用轉化成磷酸三鈣而被固定。而降低堿性土壤的pH值，可以促使磷酸鈣鹽的溶解，提高磷的有效性。我國僅2006年磷酸二銨的生產能力就達9000kt，常規磷酸二銨合格品含磷量為38X以上。按磷肥當季利用率20%計算，年損失磷肥達7200kt，磷的當季利用率低所造成的經濟損失是十分巨大的。現在磷酸二銨制作方法采用濃縮法，把所有的原料打成漿，造粒需能量高，也需干燥時間長，生產效率低。
發明內容本發明的目的在于提供一種長效緩釋磷酸二銨及其制作方法，添加組合控氮促磷抑制劑，使磷酸二銨緩釋，并改善土壤環境，增加其利用率；本發明的制作方法節能提高生產效率。在組合抑制劑作用下，首先控制和保持磷酸二銨中氮_銨態氮的形態、抑制土壤中硝化細菌活性，阻止硝化細菌將NH4+_N轉化成N03-N，防止了氮的淋溶、揮發損失；其次對土壤中的脲酶活性進行抑制，使施入到土壤中的尿素的轉化速率減緩，提高氮肥利用率31%。本發明的長效緩釋磷酸二銨施入土壤后，可使作物吸收養分以NH/的形式吸收，由此3導致作物根系向根外排出質子，以保持根系的電荷平衡，使根際周圍的pH值下降1.5-2個pH值，從而導致土壤中被固定的磷活化，使大量固定的磷得到釋放并被作物吸收，提高磷的利用率10%以上。本發明的長效緩釋磷酸二銨由如下重量份數的原料制成含60%P205的磷酸一銨70-90份、硫酸銨或氯化銨10-20份、由黃腐酸、硫代硫酸銨及雙氰胺組成的組合控氮促磷抑制劑0.4-1.6份、濃度為92.5%—98%硫酸15-45份、液氨20-40份。上述配比的優選方案為含60%P205的磷酸一銨90份、硫酸銨20份、由黃腐酸、硫代硫酸銨及雙氰胺組成的組合控氮促磷抑制劑1.6份、濃度為92.5%—98%硫酸45份、液氨40份。上述組合控氮促磷抑制劑的按重量的組份為黃腐酸4份、硫代硫酸銨3份、雙氰胺3份。長效緩釋磷酸二銨的制造方法由如下步驟組成1、原料制備(1)將含60%P205的磷酸一銨粉碎，通過40目篩(2)將硫酸銨(或氯化銨)粉碎，通過40目篩(3)組合控氮促磷抑制劑(HLS)(4)硫酸(度92.5%—98%)(5)液氨2、原料混配將(1)、(2)、(3)加入到混料機進行均化，輸入到造粒機中；將硫酸、液氨經TAV管式反應器也加入到噴漿轉鼓造粒機中；3、造粒溫度70-80度，常壓，將已均化的原料，利用硫酸、氨的化學反應熱及磷銨中和熱進行造粒；4、干燥、冷卻、包膜、成品造粒機中達到要求的顆粒，送入回轉干燥機中，煙道氣溫度14(TC進行干燥，干燥后物料溫度60-8(TC的粒肥進入回轉冷卻機中，抽冷風(常溫)進行逆流通風冷卻至35°C以下，經篩分機篩分，合格顆粒肥經滾筒包膜機防結塊處理后，經計量包裝即為成品。本發明的優點在于1、控氮(1)在組合控氮促磷抑制劑的作用下，首先控制和保持磷酸二銨中的氮-銨態氮的形態、抑制土壤硝化細菌活性，阻止硝化細菌將MV-N轉化成N03—-N，防止了氮的淋溶、揮發損失。(2)對土壤中的脲酶活性進行抑制，使施入到土壤中的尿素的轉化速率減緩，提高氮肥利用率31%。2、促磷長效緩釋磷酸二銨施入土壤后，在組合控氮促磷抑制劑(HLS)的作用下，可使作物吸收氮素養分以NH4+的形式吸收，由此導致作物根系向根外排出質子，以保持根系的電荷平衡，使根際周圍的ra值下降1.5-2，從而導致土壤中被固定的磷活化，使大量的固定的磷得到釋放并被作物吸收，提高磷的利用率10%以上。本發明的制作方法由于硫酸、氨的反應產生大量的反應熱，TVA管式反應器噴出的高溫低濕料漿使得造粒床層溫度上升，液相量增加，從而造粒機出口水份低至2%-2.5%，半料漿狀態，造粒成粒率上升，較現有技術需能量較少，提高了裝置的生產能力，洗滌液得以回收，解決了濕法除塵系統的排放問題，降低了消耗和成本。圖1是本發明制作方法的工藝流程圖。具體實施例方式實施例1:含60%P205的磷酸一銨70份、硫酸銨10份、由黃腐酸、硫代硫酸銨及雙氰胺組成的組合控氮促磷抑制劑0.4份、濃度為92.5%—98%硫酸15份、液氨20份。(含控氮促磷組合抑制劑3.4。；)實施例2:含60%P205的磷酸一銨80份、氯化銨15份、由黃腐酸、硫代硫酸銨及雙氰胺組成的組合控氮促磷抑制劑1份、濃度為92.5%—98%硫酸30份、液氨30份。(含控氮促磷組合抑制劑6.4。；)實施例3:含60%P205的磷酸一銨90份、硫酸銨20份、由黃腐酸、硫代硫酸銨及雙氰胺組成的組合控氮促磷抑制劑1.6份、濃度為92.5%—98%硫酸45份、液氨40份。(含控氮促磷組合抑制劑8.1。；)上述的黃腐酸、硫代硫酸銨及雙氰胺均為市售。制作方法實施例1結合。長效緩釋磷酸二銨的制造方法由如下步驟組成1、原料制備(1)將含60%P205的磷酸一銨粉碎，通過40目篩[OO39](2)將硫酸銨(或氯化銨)粉碎，通過40目篩(3)組合控氮促磷抑制劑(HLS)(4)硫酸(濃度92.5%—98%)(5)液氨2、原料混配將(D、(2)、(3)加入到混料機進行均化，輸入到造粒機中；同時硫酸、液氨經經TVA管式反應器也加到造粒機中；3、造粒溫度70-80度，常壓，將已均化的原料，利用硫酸、氨的化學反應熱及磷銨中和熱進行造粒，反應式為(1)H2S04+2NH3=(NH4)2S04(6648kj/kgNH3)(2)NH4H2P04+NH3=(NH4)2HP04(4580kj/kgNH3)由于硫酸、氨的反應產生大量的反應熱6648kj/kgNH3，TVA管式反應器噴出的高溫低濕料漿使得造粒床層溫度上升，液相量增加，從而造粒機出口水份低至2%-2.5%，造粒成粒率上升，提高了裝置的生產能力。洗滌液得以回收，解決了濕法除塵系統的排放問題，降低了消耗和成本；4、干燥、冷卻、包膜、成品造粒機中達到要求的顆粒，送入回轉干燥機中，煙道氣溫度14(TC進行干燥，干燥后物料溫度60-8(TC的粒肥進入回轉冷卻機中，抽冷風(常溫)進行逆流通風冷卻至35°C以下，經篩分機篩分，合格顆粒肥經滾筒包膜機涂膜防結塊處理后，經計量包裝即為成品。長效緩釋磷酸二銨的有益效果試驗效果一抑制硝態氮的轉化47.7%，減少氮素損失38.6%長效緩釋磷酸二銨對土壤硝態氮轉化影響試驗—、試驗目的為了明確長效緩釋磷酸二銨施入土壤后，土壤硝化細菌對長效緩釋磷酸二銨中氮的硝化作用影響程度，進行氮素轉化試驗。二、試驗時間2008年9月20日試驗地點內蒙赤峰寧城縣遼中京付家試驗地三、試驗材料與方法1、采取田間埋砂濾管直徑7cm，高23cm。2、供試土壤PH8.2全N0.11%速N16.4mg/kg，有機質1.79%，過4mm篩，每管裝土300g，埋管深28cm，定期測定N03—_N變化值。3、供試肥料長效緩釋磷酸二銨，含N13%，P20538%。4、土壤硝態氮測定方法酚二磺酸比色法。四、氣候條件l(TC有效積溫310(TC，全年降水量410mm，全年日照時間3000小時。五、試驗處理A、長效緩釋磷酸二銨；B、常規磷酸二銨。每個處理6次重復，A處理中每個砂濾管中加入長效緩釋磷酸二銨20.0g，B處理中每個砂濾管中加入常規磷酸二銨20.Og，與培養土壤混合均勻后裝管，埋入耕層250mm，分別在5、15、20、35、55、75、95、130天取樣測定N03-N的含量，以6次重復的平均值比較N03—-N的轉化量。表1長效緩釋磷酸二銨對土壤N03—的轉化影響單位mg/kg—1處理不同時間土壤中N(V""N的含量取樣時間152035557595130長效緩釋磷酸二銨116.795101.5272.4281.4320.7304.6319.8常規磷酸二銨跳899.7119.7521.5338.9214.6208.9231.1增加儲存率％6.2-4.7-15.2-47.7-16.149.445.838.2從表1可以證明，常規磷酸二銨N03—-N的形成高峰期在施入土壤后的35天左右，此時土壤中N03—-N的含量為521.5mg/kg—、達到了最高峰，到75天時減少至214.6mg/kg—1;而長效緩釋磷酸二銨在75天以前沒有明顯高峰期出現，呈平緩趨勢。75天以后，高于常規磷酸二銨38.2-49.4%，實驗表明長效緩釋磷酸二銨對硝化細菌有抑制作用，在35天時，長效緩釋磷酸二銨比常規磷酸二銨N03—轉化減少了47.7%;同時實驗證明長效緩釋磷酸二銨6的硝態氮轉化在130天以內轉化的最高值低于常規磷酸二的硝態氮的轉化最高值，減少氮素損失38.6%。效果二提高氮素利用率31%長效緩釋磷酸二銨對提高氮素利用率的影響15N示蹤實驗(盆栽)—、實驗目的提高氮素利用率是當前肥料領域的重要任務，為了明確加入不同量組合控氮促磷抑制劑(HLS)的長效緩釋磷酸二銨與等養分量常規磷酸二銨的氮肥利用率的效果，實施氮肥利用率15N示蹤盆栽實驗。二、實驗時間2008年6月三、實驗方式網室盆栽實驗。四、盆栽實驗土壤理化性狀全氮1.2g/kg，堿解氮86mg/kg。五、供試作物水稻。六、施肥方法一次性基施常規磷酸二銨(N:13%，P205:38%)、長效緩釋磷酸二銨(N:13%，P205:38%)。七、取樣部位與測定內容分別取樣測定莖桿、葉片、籽實的實物量及吸氮量，以差減法計算氮素利用率。表2長效緩釋磷酸二安提高氮肥利用率15N示蹤盆栽實驗結果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實驗結果通過水稻"N示蹤盆栽試驗結果表明在等氮量的條件下，常規磷酸二銨的氮素利用率為36.2%，而長效緩釋磷酸二銨隨著HLS含量的增加其氮素利用率不斷的提高。當HLS為4%。時，氮素利用率比常規磷酸二銨提高4.1%;當HLS為6%。時，氮素利用率比常規磷酸二銨提高15.7%;當HLS為8%。時，氮素利用率比常規磷酸二銨提高31.0%。效果三促磷，提高磷的利用率16.73%春小麥根際pH值對土壤速效磷的影響盆栽試驗—、試驗目的為了明確長效緩釋磷酸二銨中所加入的組合控氮促磷抑制劑(HLS)對小麥NH4+吸收所導致的根際pH變化對土壤速效磷的影響，進行盆栽試驗，明確影響效果。二、試驗方法春小麥盆栽試驗1、供試作物春小麥赤麥五號2、供試土壤土壤類型壤質褐淤土，有機質9.3g/kg，全N0.6g/kg，速效磷3.3mg/kg，pH8.4.3、盆栽缽高15cm，直徑14cm，聚乙烯材料，缽裝土2kg。4、供試肥料常規磷酸二銨長效緩釋磷酸二銨(13-38-0)(氮_磷_鉀)含組合控氮促磷抑制(HLS)5、試驗時間2009年5月16日三、測定方法1、土壤pH值測定電位法2、土壤速效磷的測定碳酸氫鈉法(比色)四、播種與取樣方法1、盆栽缽裝土將已過2mm篩的盆栽土壤稱好后，與各試驗處理的肥料混均后，裝入缽內，每缽澆常水1000ml，過夜。2、播種將選好的上年的已打破休眠的種子，經4(TC常水浸種1小時后，在2(TC環境下，將種子撈出放置于干凈的濕毛巾內，選露白的種子，每缽播70穴，每穴兩粒，上覆lcm土，放入溫度2(TC，濕度70-80%的恒溫恒濕光照培養箱中，保持土壤濕潤。待小麥8葉1心時，結束培養，取樣化驗分析。五、取樣方法將樣缽用刀縱向割開，使缽內土壤仍處于筒團狀，由底部向上10cm處橫切下，將切下的帶根土樣輕輕拍碎，風干后取凈殘根，測定pH值和速效磷。同時做土壤水分試驗，以干基計算速效磷含量。六、試驗處理<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>七、春小麥盆栽試驗，pH值、土壤速效磷測定結果時間2009年7月表3長效緩釋磷酸二銨對春小麥根際土壤pH的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>試驗結論不同處理之間，長效緩釋磷酸二銨比常規磷酸二銨分別降低了0.05、1.11和1.51個pH值。在堿性土壤中，磷很容易與土壤中的Ca2+、Mg2+(—般為CaC03)作用轉化成磷酸三鈣而被固定。而降低堿性土壤的PH值，可以促使磷酸鈣鹽的溶解，提高磷的有效性。表4長效緩釋磷酸二銨對春小麥根際土壤有效磷的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>試驗結論不同處理之間，長效緩釋磷酸二銨比常規磷酸二銨增加了小麥根際磷的有效性，磷利用率分別提高了6.87%，16.73%和10.49%。權利要求一種長效緩釋磷酸二銨，其特征在于它由如下重量份數的原料制成含60％P2O5的磷酸一銨70-90份、硫酸銨或氯化銨10-20份、由黃腐酸、硫代硫酸銨及雙氰胺組成的組合控氮促磷抑制劑0.4-1.6份、濃度為92.5％--98％硫酸15-45份、液氨20-40份。2.根據權利要求1所述的長效緩釋磷酸二銨，其特征在于它由如下重量份數的原料制成含60%P205的磷酸一銨90份、硫酸銨20份、由黃腐酸、硫代硫酸銨及雙氰胺組成的組合控氮促磷抑制劑1.6份、濃度為92.5%—98%硫酸45份、液氨40份。3.根據權利要求1所述的長效緩釋磷酸二銨，其特征在于它的組合控氮促磷抑制劑按重量的組份為黃腐酸4份、硫代硫酸銨3份、雙氰胺3份。4.根據權利要求1所述的長效緩釋磷酸二銨的制作方法，其特征在于它由如下步驟組成(1)、原料制備A、將含60%P205的磷酸一銨粉碎，通過40目篩B、將硫酸銨(或氯化銨)粉碎，通過40目篩C、組合控氮促磷抑制劑(HLS)D、硫酸(度92.5%—98%)E、液氨(2)、原料混配將A、B、C加入到混料機進行均化，輸入到造粒機中；將硫酸、液氨經TAV管式反應器也加入到噴槳轉鼓造粒機中；(3)、造粒溫度為70-80度，常壓，將已均化的原料，利用硫酸、氨的化學反應熱及磷銨中和熱進行造粒；(4)、干燥、冷卻、包膜、成品造粒機中達到要求的顆粒，送入回轉干燥機中，煙道氣溫度14(TC進行干燥，干燥后物料溫度60-80°C的粒肥進入回轉冷卻機中，抽冷風進行逆流通風冷卻至35°C以下，經篩分機篩分，合格顆粒肥經滾筒包膜機防結塊處理后，經計量包裝即為成品。全文摘要本發明公開了一種長效緩釋磷酸二銨及其制作方法，它由如下重量份數的原料制成含60％P2O5的磷酸一銨70-90份、硫酸銨或氯化銨10-20份、由黃腐酸、硫代硫酸銨及雙氰胺組成的組合控氮促磷抑制劑0.4-1.6份、濃度為92.5％-98％硫酸15-45份、液氨20-40份。本發明的制作方法為原料制備，粉碎配料、原料混配，造粒、干燥、冷卻、包膜、成品。本肥料在組合控氮促磷抑制劑的作用下，阻止硝化細菌將NH4+-N轉化成NO3--N，防止了氮的淋溶、揮發損失，提高氮肥利用率31％。同時使根際周圍的pH值下降1.5-2，從而導致土壤中被固定的磷活化，使固定的磷得到釋放并被作物吸收，提高磷的利用率10％以上。文檔編號C05G3/00GK101717317SQ20091022012公開日2010年6月2日申請日期2009年11月20日優先權日2009年11月20日發明者劉海林,史靜遠,張丙貴,曲友珍,曾殿成,李衛,李相東,李相輔,李銘,楊志閣,梁汝艷,梁立杰,潘雪峰,王春民,索力墨,蘇波,趙婧辛,鄶雋椋,錢大明,錢磊,陳彥,馬云堂,馬會明,馬力,馬宏,馬晉民,馬達,高亞娟申請人:內蒙古遼中京化工有限責任公司