一种木质素和微量元素包裹材料缓释尿素的制备方法技术

本发明专利技术是一种木质素和微量元素包裹材料的缓释尿素。采用木质素和微量元素作为包膜材料，并通过独特的无溶剂包膜技术而实现的。控释尿素由核心层和包膜层组成。所述的核心层为尿素，包膜层为木质素和微量元素及其添加剂。可依据作物营养规律和需求，设计对应的控释参数，通过调整包膜次数和用量、包膜厚度等控制养分的释放。本发明专利技术是一项很好的创新，这种包膜材料既有缓控释效果，又具生物可降解的特点，是其他缓释材料无法比拟的。可实现智能化释放，可解决农作物缺素症状和植物生理病害，能显著提高产量，改善品质。有利于生态农业的发展，具有很强市场竞争力。本发明专利技术填补了国内空白，该项技术在国内外处于领先地位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属肥料
，涉及可降解木质素包膜缓释尿素肥料，特别涉及一种木质素和微量元素包裹材料缓释尿素的制备方法。
技术介绍
尿素因其含氮量高、用量大在世界各国的农业生产中有着举足轻重的地位，然而尿素的利用率却只有30％左右；这种高耗低效的氮肥不仅影响农作物产量和品质，而且导致资源浪费，破坏生态环境，影响人类健康；随着日益重视生态环境保护，提高尿素肥效和利用率已成为各国普遍关注的重大课题。缓控释包膜尿素在美国、日本等国家已进行了几十年的研究、生产和应用；20世纪70年代以后，国外经过大量研究缓控释包膜尿素，氮素利用率已提高到50％至60％，其中缓释或控释尿素技术就是最有效的增效手段；而且不受土壤类型等复杂因素的影响，它具有缓释长效作用，可大幅度提高肥料利用率，在同种作物同等产量水平上可节约资源，减少肥料施用量，降低成本，增加农民收益。中国缓释包膜尿素的研究与开发主要可分为三大类，第一大类是以无机物为包裹材料的研究与开发；早在1974年中国科学院土壤研究所开展了钙镁磷肥包裹尿素等的研究工作；第二类是以生物可降解的高分子树脂为包膜材料的开发；如西南林学院开发了以尿素为核心，以松香、虫胶、羧甲基纤维素钠盐为包膜的缓释尿素；西北大学开发了高吸水树脂和乙基纤维素维包膜材料的包膜尿素；孙明强开发了以腐殖酸为包膜材料的薄膜尿素等；第三类是以非生物降解的高分子树脂为包膜材料的开发；如1985年北京市园林科研所与北京市化工研究所开发了酚醛树脂复合肥等。目前硫包缓释尿素和树脂包膜缓释尿素应用较为广泛；硫包缓释尿素占有特殊地位，这主要是由于硫本身既为包膜材料又是营养元素，而且成本较低；硫包尿素一般含氮量为36%~37%；但缺点是不仅生产过程复杂，而且含量太低，核心肥料溶出速度快，表面封蜡易被土壤中微生物分解，因而影响缓释性能；同时长期使用易造成土壤酸化；树脂包膜缓释尿素是采用各种不同的树脂材料对尿素进行包裹形成的产品；其包膜层主要组分为二聚环戊二烯和丙三醇的共聚物，包膜层的重量约占肥料总重量的10％～15％；树脂包膜的缓释肥料有良好的控制释放性能，可控制缓慢释放养分；最大缺点是价格昂贵，包膜材料难以被土壤中微生物分解，易造成土壤残留，因此长期使用易造成环境污染，对人体健康有很大影响。在包膜缓释肥料研究领域，中国肥料研究专家提出的“肥包肥”，代表着未来此领域研究方向；本专利技术正是基于这一思想，旨在开发具备如下特点的包膜缓释尿素；1、包膜尿素必须成本低廉，即不仅包膜材料成本低廉，而且包裹工艺也要简单；2、包膜材料必须能生物可降解，即释放后留在土壤中的包膜材料可被微生物降解或分解；3、包裹材料本身也可作为肥料，向植物提供营养；4、调节包裹材料的厚度或组成，可调节或控制包膜尿素的释放速率；因此，开发可降解功能型包膜缓释尿素就显得更为重要，比较适合本专利技术的基本要求；既提高了肥料利用率，又减少了环境污染，营养又全面，抗病又增产，特别适合中国的国情，发展前景广阔。本专利技术技术是采用木质素和微量元素作为包膜材料，并通过独特的无溶剂包膜技术而实现的；选用成本低、来源广且可降解的木质素材料，克服了现有高分子树脂包膜材料普遍成本高，且使用后包膜材料难降解的弊端；用流化床包裹技术具有简化程序，包裹均匀，成品率高优点，可以显著降低肥料制备成本，在使用过程中，肥料养分随着木质素包膜层的逐步降解实现智能化释放。本专利技术技术是控释尿素由核心层和包膜层组成；所述的核心层为尿素，包膜层为木质素和微量元素及其添加剂；使用可降解木质素材料作为化肥的包膜材料，添加微量元素肥料材料及相应的添加剂，可依据作物营养规律和需求，设计对应的控释参数，通过调整包膜次数和用量、包膜厚度等控制养分的释放，通过包膜材料与包膜工艺的优化，通过这些工艺可以控制包衣尿素中养分的释放天数，可以根据作物生长周期不同生产出肥效有效期为60天、90天、120天的木质素包膜缓释尿素。本专利技术技术由此设计采用木质素和微量元素作为包膜材料制备缓释尿素是一项很好的创新，这种包膜材料既有缓控释效果，又具生物可降解的特点，是其他缓释材料无法比拟的；不但可使包膜肥料养分随着木质素的降解实现智能化释放，可以明显改善土壤的通透性，增加有机质含量，利于有益微生物的生长；同时添加微量元素肥料可解决农作物缺素症状和植物生理病害，能显著提高产量，改善品质，具有多种功效；可促进农业可持续生产，有利于生态农业的发展，具有很强市场竞争力；本专利技术填补了国内空白，该项技术在国内外处于领先地位。
技术实现思路
本专利技术是以木质素和微量元素为原料的流化床包膜肥料技术；采用原料制备颗粒细小、粒度均一的木质素粉体和微量元素材料，以流动的空气为载体，将木质素和微肥细颗粒带入流化床中，与呈稳定流化态肥料颗粒进行碰撞，同时从床侧喷入雾状粘合剂，令木质素和微肥颗粒通过碰撞而粘结在肥料表面，连续操作使包裹层不断加厚，从而实现制备双层包裹尿素的目的。本专利技术是通过如下技术方案实现的：本专利技术一种木质素和微量元素包裹材料的缓释尿素，其特殊之处在于：包括肥料及包膜肥料、以木质素和微量元素肥料为材料构建肥料包膜的骨架。本专利技术所述的木质素和微量元素包裹材料的缓释尿素，还包括对包膜材料微孔进行封闭的封闭剂及固化剂，该封闭剂为硬化油、棕榈油的一种，固化剂为粉煤灰。本专利技术所述的木质素和微量元素包裹材料的缓释尿素，原料为尿素，微量元素为硼酸、硫酸锌，其中，硼酸、硫酸锌的质量比为1:0.8-2。本专利技术所述的木质素和微量元素包裹材料的缓释尿素的制备工艺，包括以下步骤：以木质素和微量元素为材料构建肥料包膜的骨架，通过封闭剂对微孔进行封闭。本专利技术所述的木质素和微量元素包裹材料的缓释尿素的制备方法，以粉煤灰作为固化剂防止包裹过程中肥料颗粒之间的粘连。本专利技术所述的木质素和微量元素包裹材料的缓释尿素制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）筛分：对被包膜的肥料颗粒进行筛选，使其粒径基本一致；（2）包膜：包膜材料采用木质素和微肥构建膜骨架、用封闭剂进行封闭，粉煤灰作为固化剂扑粉防止粘连，包膜采用团粒法包膜工艺，先将肥料颗粒加热至40-45℃，然后将加热至115-125℃呈液态的封闭剂通过喷枪均匀喷到肥料颗粒表面，随后将微肥、粉煤灰和木质素分层分批加入到圆盘造粒机中进行包裹、混合；（3）下料：包膜完成后将包膜肥料通过传送带输送至成品筛分机；（4）成品筛分：用成品筛分机进行筛分；（5）检验、包装：对每批产品的总氮养分含量及缓释性能进行测定，达标后进行包装。步骤（2）具体包括：第一步：将一定量颗粒肥料在包膜设备中预热至40－45℃，加入115-125℃呈液态的封闭剂，其用量为颗粒肥料重量的０．５－１％，在包膜设备中转动至肥料颗粒表面形成粘结液层；第二步：先把微量元素粉剂均匀撒到旋转圆盘中运动的肥料颗粒上，微量元素材料的用量为颗粒肥料重量的1－2％，转动至微量元素材料被包裹到肥料颗粒上；继续加热保持温度40－45℃，再把添加粉煤灰作固化剂均匀撒到旋转圆盘中运动的肥料颗粒上，粉煤灰的用量为颗粒肥料重量的2－5％，在其固化剂的作用下，并固化形成抗冲击、耐磨的包膜层，完成第一次包膜；第三步：继续第二遍喷油，把木质素材料均匀撒到运动的包膜微量元素的肥料颗粒上，木质素材料的用量为颗粒肥料质量的5－8％，本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术是以木质素和微量元素为原料的流化床包膜肥料技术，采用原料制备颗粒细小、粒度均一的木质素粉体和微量元素材料，以流动的空气为载体，将木质素和微肥细颗粒带入流化床中，与呈稳定流化态肥料颗粒进行碰撞，同时从床侧喷入雾状粘合剂，令木质素和微肥颗粒通过碰撞而粘结在肥料表面，连续操作使包裹层不断加厚，从而实现制备双层包裹肥料的目的。

【技术特征摘要】
1.本发明是以木质素和微量元素为原料的流化床包膜肥料技术，采用原料制备颗粒细小、粒度均一的木质素粉体和微量元素材料，以流动的空气为载体，将木质素和微肥细颗粒带入流化床中，与呈稳定流化态肥料颗粒进行碰撞，同时从床侧喷入雾状粘合剂，令木质素和微肥颗粒通过碰撞而粘结在肥料表面，连续操作使包裹层不断加厚，从而实现制备双层包裹肥料的目的。2.如权利要求1所述的发明技术是控释尿素由核心层和包膜层组成，所述的核心层为尿素，包膜层为木质素和微量元素及其添加剂，使用可降解木质素材料作为化肥的包膜材料，添加微量元素肥料材料及相应的添加剂，可依据作物营养规律和需求，设计对应的控释参数(初期溶出率、微分溶出率、释放期)，通过调整包膜次数和用量、包膜厚度等控制养分的释放，通过包膜材料与包膜工艺的优化，通过这些工艺可以控制包衣尿素中养分的释放天数，可以根据作物生长周期不同生产出肥效有效期为60天、90天、120天、360天的可降解木质素包膜缓释尿素；可生产出各种玉米、小麦、蔬菜、果树、草坪、花卉等各种专用型缓控释肥料系列产品。3.如权利要求1或2所述一种木质素和微量元素包裹材料的缓释尿素，其特殊之处在于：包括肥料及包膜肥料、以木质素和微量元素肥料为材料构建肥料包膜的骨架。4.如权利要求3所述的木质素和微量元素包裹材料的缓释尿素，还包括对包膜材料微孔进行封闭的封闭剂及固化剂，该封闭剂为硬化油、棕榈油的一种，固化剂为粉煤灰。5.如权利要求4所述本发明所述的木质素和微量元素包裹材料的缓释尿素，原料为尿素，微量元素为硼酸、硫酸锌，其中，硼酸、硫酸锌的质量比为1:0.8-2。6.如权利要求5所述的木质素和微量元素包裹材料的缓释尿素的制备工艺，包括以下步骤：以木质素和微量元素为材料构建肥料包膜的骨架，通过封闭剂对微孔进行封闭。7.如权利要求6所述的木质素和微量元素包裹材料的缓释尿素的制备方法，以粉煤灰作为固化剂防止包裹过程中肥料颗粒之间的粘连。8.如权利要求5、6、7所述的木质素和微量元素包裹材料的缓释尿素制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘卫东，刘昶，
申请(专利权)人：刘卫东，刘昶，
类型：发明
国别省市：山东;37