【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及粘结的可分散颗粒和形成粘结的可分散颗粒的方法。特别地，本申请涉及具有彼此粘结的不同金属氧化物域和磷酸盐域的粘结的可分散颗粒，以及用于形成粘结的可分散颗粒的方法，包括将基于金属氧化物的添加剂掺入造粒工艺中。
技术介绍
1、磷是植物生长的关键养分。基于金属氧化物的材料被充分记录有助于土壤中正磷酸盐的吸附和选择性、缓慢释放解吸，减少磷流失，同时仍为作物提供足够的养分供应。如目前在该领域中所使用的，金属氧化物被用作吸附磷的土壤改良剂，该土壤改良剂随后被施用到土壤中。
2、在全球范围内，90％的生产的磷酸在某种程度上被用作肥料(38％磷酸二铵(“dap”)、29％磷酸一铵(“map”)、8％重过磷酸钙(“tsp”)、15％其他肥料，如过磷酸钙(single superphosphate)(“ssp”))。在美国，map的使用量超过了dap，其市场份额也在不断扩大。几乎所有用于肥料应用的磷酸都是通过多步工艺生产的，包括磷矿开采、选矿和浓硫酸处理。在生产合适纯度的磷酸后，磷酸可以进行各种其他加工处理以生产液体肥料、固体肥料、动物饲料产品等。
3、虽然每种固体肥料类型(例如，map、dap、粒状tsp和粒状ssp)的生产工艺不同，但也存在一些工艺相似之处。例如，磷酸盐氨化造粒厂(生产map和dap的工厂)唯一的显著区别是氨与磷酸的投入比率。除此之外，两种工艺中map和dap生产的所有设备和仪器可以基本保持不变。虽然不同地区的制造工艺可能有所不同，但整个行业的基本工艺基本上都是标准化的。事实上，美国大多数氨化造粒
4、在tva氨化造粒工艺中，磷酸与约93重量％的硫酸在酸缓冲罐中混合(见图1)。然后将混合酸送入砖砌酸反应器，在反应器中它们被液态或气态无水氨部分中和。所有氨的约70重量％被引入该反应器容器，产生磷酸铵和约22重量％水的浆料，该浆料被输送到转鼓氨化造粒机中并沿床分布。剩余的约30重量％的氨从浆料下面喷射出来。附聚在转鼓中发生，并在干燥器中终止。潮湿的颗粒随后通过顺流旋转干燥器，然后在冷却器中达到环境温度。
5、相比之下，对于粒状tsp，大部分是通过dorr-oliver造粒工艺生产的(见图3)，该方法包括将酸控制的磷酸和磨碎的磷矿进料到反应器中，将磨碎的磷矿和磷酸浆料进料到造粒机中，随后以通常连续的方式干燥。粒状ssp遵循类似的工艺；然而，磨碎的磷矿与硫酸而不是磷酸反应。
6、为了提高金属氧化物对磷的吸附效率，已经设计了一种复杂的附聚的可分散颗粒，其中精细金属氧化物颗粒以及精细map、dap、粒状tsp和/或粒状ssp附聚成单个颗粒。该工艺需要对金属氧化物进行初步加工，对map、dap、粒状tsp和/或粒状ssp进行初步加工，随后对所有组分进行附聚/共造粒。这种附聚工艺也限制了所生产颗粒的尺寸和压碎强度。
7、不受上述限制的可分散颗粒和制备可分散颗粒的方法是合乎需要的。
技术实现思路
1、在一个示例性实施方案中，粘结的可分散颗粒包括至少一个金属氧化物域和至少一个磷酸盐域，其中所述至少一个金属氧化物域和至少一个磷酸盐域作为粘结性地(coherently)附聚在一起的不同域存在于粘结的可分散颗粒中，并且粘结的可分散颗粒具有至少5lbf的粘结的可分散颗粒压碎强度。
2、在另一个示例性实施方案中，一种形成粘结的可分散颗粒的方法包括将磷酸和任选的硫酸置于酸缓冲罐中，在反应容器中使磷酸和任选的硫酸与氨反应以形成磷酸铵，在磷酸铵的存在下引入金属氧化物颗粒，在转鼓氨化造粒机中使磷酸铵和金属氧化物颗粒共附聚以形成粘结的可分散颗粒，并干燥粘结的可分散颗粒。粘结的可分散颗粒包括至少一个金属氧化物域和至少一个磷酸盐域，它们作为不同域存在于粘结的可分散颗粒中，并且粘结的可分散颗粒具有至少5lbf的粘结的可分散颗粒压碎强度。
3、在另一个示例性实施方案中，一种形成粘结的可分散颗粒的方法包括在反应器中混合磨碎的磷矿和磷酸、硫酸或硝酸中的至少一种，在反应器中使磨碎的磷矿与磷酸、硫酸或硝酸中的至少一种反应以形成过磷酸钙浆料或硝化磷酸盐浆料中的至少一种，在过磷酸钙浆料或硝化磷酸盐浆料中的至少一种的存在下引入金属氧化物颗粒，在转鼓造粒机中使过磷酸钙浆料或硝化磷酸盐浆料中的至少一种和金属氧化物颗粒共附聚以形成粘结的可分散颗粒，并干燥粘结的可分散颗粒。粘结的可分散颗粒包括至少一个金属氧化物域和至少一个过磷酸钙或硝化磷酸盐域，它们作为不同域存在于粘结的可分散颗粒中，并且粘结的可分散颗粒具有至少5lbf的粘结的可分散颗粒压碎强度。
4、在另一个示例性实施方案中，一种形成粘结的可分散颗粒的方法包括将至少一种酸性磷酸盐从固体形式熔化成液体形式，在至少一种酸性磷酸盐的存在下引入金属氧化物颗粒，在转鼓造粒机中使至少一种酸性磷酸盐和金属氧化物颗粒共附聚以形成粘结的可分散颗粒，并干燥该粘结的可分散颗粒。粘结的可分散颗粒包括至少一个金属氧化物和至少一个磷酸盐域，它们作为不同域存在于粘结的可分散颗粒中，并且粘结的可分散颗粒具有至少5lbf的粘结的可分散颗粒压碎强度。
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1.粘结的可分散颗粒，其包含：
2.根据权利要求1所述的粘结的可分散颗粒，其中所述粘结的可分散颗粒的金属氧化物:磷酸盐重量比的粒间可变性为±40％。
3.根据权利要求1所述的粘结的可分散颗粒，其中所述至少一个金属氧化物域包括活性金属氧化物域。
4.根据权利要求1所述的粘结的可分散颗粒，其中所述至少一个金属氧化物域和至少一个磷酸盐域颗粒内均匀地分布在所述粘结的可分散颗粒中。
5.根据权利要求1所述的粘结的可分散颗粒，其中所述至少一个金属氧化物域和至少一个磷酸盐域粒间均匀地分布在所述粘结的可分散颗粒中。
6.根据权利要求1所述的粘结的可分散颗粒，其中所述至少一个金属氧化物域至少80％被至少一个磷酸盐域包围。
7.根据权利要求1所述的粘结的可分散颗粒，其中金属氧化物:磷酸盐的重量比在5:1至1:2的范围内。
8.根据权利要求1所述的粘结的可分散颗粒，其进一步包括水溶性粘合剂、悬浮剂或乳化剂中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的粘结的可分散颗粒，其进一步包括作为不同域存在的至少一个额外域，其
10.根据权利要求9所述的粘结的可分散颗粒，其中所述至少一个额外域与所述至少一个金属氧化物域和所述至少一个磷酸盐域在粘结的可分散颗粒中粘结性地附聚。
11.根据权利要求9所述的粘结的可分散颗粒，其中所述至少一个额外域与粘结性地附聚的至少一个金属氧化物域和至少一个磷酸盐域附聚。
12.根据权利要求9所述的粘结的可分散颗粒，其中所述至少一个额外域涂覆到粘结性地附聚的至少一个金属氧化物域和至少一个磷酸盐域上。
13.根据权利要求9所述的粘结的可分散颗粒，其中所述至少一个营养物域包括至少一种选自由钼、硒、锌、铜、钴、铁、镍、锰、钒、钙、钾、硫、氯、硅、镁、钠、氮、硼及其组合的生物可利用物质组成的组的添加剂。
14.根据权利要求9所述的粘结的可分散颗粒，其中所述至少一个生物添加剂域包括至少一种选自由腐殖质、黄腐酸、活微生物、微生物代谢物、植物提取物、外源植物激素及其组合组成的组的添加剂。
15.一种形成粘结的可分散颗粒的方法，其包括：
16.根据权利要求15所述的方法，其中在磷酸铵的存在下引入金属氧化物颗粒包括在磷酸与氨反应之前将金属氧化物颗粒与磷酸预混合。
17.根据权利要求15所述的方法，其中在磷酸铵的存在下引入金属氧化物颗粒包括将金属氧化物颗粒加入到酸缓冲罐、反应器容器或转鼓氨化造粒机中的至少一个中。
18.根据权利要求15所述的方法，其中所述反应器容器是十字管式反应器。
19.根据权利要求18所述的方法，其中在磷酸铵的存在下引入金属氧化物颗粒包括将金属氧化物颗粒通过十字管式反应器进料。
20.根据权利要求15所述的方法，其中干燥粘结的可分散颗粒包括在旋转干燥器中干燥粘结的可分散颗粒。
21.根据权利要求20所述的方法，其进一步包括将金属氧化物颗粒引入旋转干燥器。
22.一种形成粘结的可分散颗粒的方法，其包括：
23.根据权利要求22所述的方法，其中在过磷酸钙浆料或硝化磷酸盐浆料中的至少一种的存在下引入所述金属氧化物颗粒包括在将磷酸、硫酸或硝酸中的至少一种与磨碎的磷矿混合之前将所述金属氧化物颗粒与磷酸、硫酸或硝酸中的至少一种预混合。
24.根据权利要求22所述的方法，其中在过磷酸钙浆料或硝化磷酸盐浆料中的至少一种的存在下引入所述金属氧化物颗粒包括将金属氧化物颗粒加入到反应器上游的酸控制罐、反应器上游的磷矿称重进料器、反应器或转鼓造粒机中的至少一个中。
25.根据权利要求22所述的方法，其中干燥所述粘结的可分散颗粒包括在旋转干燥器中干燥所述粘结的可分散颗粒。
26.根据权利要求25所述的方法，其进一步包括将金属氧化物颗粒引入旋转干燥器。
27.一种形成粘结的可分散颗粒的方法，其包括：
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述至少一种酸性磷酸盐选自由磷酸一铵、磷酸二铵及其组合组成的组。
29.根据权利要求27所述的方法，其中熔化至少一种酸性磷酸盐以及使所述至少一种酸性磷酸盐和所述金属氧化物颗粒共附聚包括蒸汽造粒工艺。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.粘结的可分散颗粒，其包含：
2.根据权利要求1所述的粘结的可分散颗粒，其中所述粘结的可分散颗粒的金属氧化物:磷酸盐重量比的粒间可变性为±40％。
3.根据权利要求1所述的粘结的可分散颗粒，其中所述至少一个金属氧化物域包括活性金属氧化物域。
4.根据权利要求1所述的粘结的可分散颗粒，其中所述至少一个金属氧化物域和至少一个磷酸盐域颗粒内均匀地分布在所述粘结的可分散颗粒中。
5.根据权利要求1所述的粘结的可分散颗粒，其中所述至少一个金属氧化物域和至少一个磷酸盐域粒间均匀地分布在所述粘结的可分散颗粒中。
6.根据权利要求1所述的粘结的可分散颗粒，其中所述至少一个金属氧化物域至少80％被至少一个磷酸盐域包围。
7.根据权利要求1所述的粘结的可分散颗粒，其中金属氧化物:磷酸盐的重量比在5:1至1:2的范围内。
8.根据权利要求1所述的粘结的可分散颗粒，其进一步包括水溶性粘合剂、悬浮剂或乳化剂中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的粘结的可分散颗粒，其进一步包括作为不同域存在的至少一个额外域，其中所述至少一个额外域选自由至少一个营养物域、至少一个农药域、至少一个生物添加剂域及其组合组成的组。
10.根据权利要求9所述的粘结的可分散颗粒，其中所述至少一个额外域与所述至少一个金属氧化物域和所述至少一个磷酸盐域在粘结的可分散颗粒中粘结性地附聚。
11.根据权利要求9所述的粘结的可分散颗粒，其中所述至少一个额外域与粘结性地附聚的至少一个金属氧化物域和至少一个磷酸盐域附聚。
12.根据权利要求9所述的粘结的可分散颗粒，其中所述至少一个额外域涂覆到粘结性地附聚的至少一个金属氧化物域和至少一个磷酸盐域上。
13.根据权利要求9所述的粘结的可分散颗粒，其中所述至少一个营养物域包括至少一种选自由钼、硒、锌、铜、钴、铁、镍、锰、钒、钙、钾、硫、氯、硅、镁、钠、氮、硼及其组合的生物可利用物质组成的组的添加剂。
14.根据权利要求9所述的粘结的可分散颗粒，其中所述至少一个生物添加剂域包括至少一种选自由腐殖质、黄腐酸、活微生物、微生物代谢物、植...
【专利技术属性】
技术研发人员：凯尔·J·艾萨克森，亚伦·华尔兹，亨特·R·斯威舍，
申请(专利权)人：磷化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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