一種鉀肥顆粒及其造粒方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鉀肥顆粒及其造粒方法，其特征在于該顆粒鉀肥組成物質(zhì)百分?jǐn)?shù)為：氯化鉀或硫酸鉀粉末85%~90%，熱塑性淀粉7%~14%，分散劑0.4%~1.8%，表面處理劑0.4%~1.8%，各組成物質(zhì)之和為100%。所述鉀肥造粒方法是通過雙螺桿擠出機(jī)對鉀肥完成造粒的，鉀肥和熱塑性淀粉在助劑作用下，在雙螺桿擠出機(jī)中均勻分散，混煉偶聯(lián)，然后壓縮擠出切粒。具體步驟為：a．粉碎；b．配料；c．混合；d．混煉；e．造粒；f．冷卻；g．篩選；h．包裝，得到合格的鉀肥顆粒。此方法工藝簡單，成本低，可進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)，所得鉀肥顆粒規(guī)則，養(yǎng)分分散均勻，強(qiáng)度高，具有市場應(yīng)用價值。
【專利說明】一種鉀肥顆粒及其造粒方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鉀肥，更具體的說，本發(fā)明涉及一種鉀肥顆粒及其造粒方法，屬顆 粒性緩釋鉀肥領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 鉀肥是三大化肥品種之一，主要是氯化鉀、硫酸鉀、草木灰(碳酸鉀）等鉀鹽，這些 鉀鹽為粉末或小顆粒晶體，在水中極易溶解，植物則主要是吸收土壤溶液中的鉀離子。鉀元 素是植物不可缺少的元素之一，植物體內(nèi)含鉀一般占干物質(zhì)重的〇. 29T4. 1%，僅次于氮，可 見鉀肥用量之大，據(jù)統(tǒng)計，我國每年的鉀肥消費(fèi)量接近500萬噸。
[0003] 普通鉀肥呈粉末狀，是一種肥效較快的速效肥料，當(dāng)施用于土壤后，養(yǎng)分過快釋 放，容易燒傷作物。同時，未被作物及時吸收的養(yǎng)分易隨水流失，導(dǎo)致鉀肥利用率下降，據(jù)統(tǒng) 計，我國鉀肥的當(dāng)季利用率僅為359T40%，鉀資源的浪費(fèi)不僅使經(jīng)濟(jì)受到損失，而且污染土 壤、水源。另外，粉末狀鉀肥物理性能不佳，裝卸時易起塵，長時間存放易結(jié)塊，流動性差，施 肥極不方便，更難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械施肥。而顆粒狀的鉀肥能起到一定緩釋作用，能提高鉀肥養(yǎng)分 的利用率；同時顆粒狀鉀肥物理性能好，裝卸時不起塵，長期存放不結(jié)塊，流動性好，易于滿 足農(nóng)業(yè)機(jī)械化施肥的要求；還能與顆粒大小相近的其他顆粒肥直接摻配制成BB肥而具有 復(fù)合肥的效果。
[0004] 但是，由于鉀肥氯化鉀屬于立方晶系，硫酸鉀屬于斜方晶系，均為離子晶體，這種 晶體結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其無粘結(jié)性和可塑性，使得其造粒困難。目前，世界鉀肥產(chǎn)量約7400萬t氯 化鉀，其中僅40%被加工成顆粒型，而90%的顆粒鉀肥都以粉狀鉀肥為原料，采用輥式擠壓 法二次加工制得。因此，一種工藝簡單，成本低，耗能少，可進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)的，且所得鉀肥顆 粒強(qiáng)度高的生產(chǎn)方法對我國顆?；浄始夹g(shù)及市場具有極其重大的意義。
[0005] 擠出成型是通過螺桿擠出機(jī)完成的，它是將物料加熱熔融至黏流態(tài)，借助螺桿的 擠壓作用，推動黏流態(tài)的物料通過口模而使其成為截面與口模形狀相仿的連續(xù)體，若使用 圓孔口模，則可將擠出物切成規(guī)則的顆粒狀，且成粒率極高。擠出成型法在塑料制品成型 加工工業(yè)占有很重要的地位，該方法具有如下特點(diǎn)：①.連續(xù)化生產(chǎn)；②.很高的生產(chǎn)率； ③.應(yīng)用范圍廣；④.投資少，收效快。
[0006] 雙螺桿擠出機(jī)是在單螺桿擠出機(jī)的基礎(chǔ)上出現(xiàn)和發(fā)展起來的，除了具備單螺桿擠 出機(jī)基本特點(diǎn)外，其還具有剪切力大、傳熱面積大、計量準(zhǔn)確、供料性能好，適合于粉料加 工、混煉效果好，排氣和反應(yīng)效果好，同時具有自潔功能等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于成型加工、預(yù)塑混 煉、聚合反應(yīng)以及廢料處理等方面。嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)更以其積木式結(jié)構(gòu)帶來了多變 性和適應(yīng)性及優(yōu)異的混合性能，目前，雙螺桿擠出機(jī)除了運(yùn)用于聚合物加工業(yè)外，還廣泛運(yùn) 用于化學(xué)工業(yè)、食品加工業(yè)、飼料加工業(yè)、造紙業(yè)、火藥制造業(yè)等領(lǐng)域。
[0007] 專利CN201310528939. 0公開了一種團(tuán)聚造粒所需的造粒助劑組合，造粒助劑是 由聚丙烯酰胺、硅酸鈉和硼砂混合而成的，聚丙烯酰胺、硅酸鈉和硼砂是具有粘結(jié)性的有機(jī) 或無機(jī)材料，這些造粒助劑與粉末鉀肥及水均勻混合破碎后，在團(tuán)聚造粒機(jī)中（如圓盤造粒 機(jī)、轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)）進(jìn)行團(tuán)聚造粒，最后進(jìn)行干燥、冷卻、篩選等工序。此造粒方法為濕法團(tuán)聚 造粒(加水)，其生產(chǎn)過程中造粒、干燥操作困難，產(chǎn)品外觀差，顆粒強(qiáng)度低等缺點(diǎn)。
[0008] 專利CN201010175892. 0公開了一種輥壓式生產(chǎn)鉀肥顆粒的方法，該方法通過輥 壓機(jī)將鉀肥壓片，然后經(jīng)過干燥、破碎、整粒、篩分的步驟實(shí)施造粒，該方法造粒效應(yīng)低，產(chǎn) 量小，難以滿足大規(guī)模生產(chǎn)。
[0009] 專利CN201310347978. 0公開了一種鉀肥氯化鉀顆粒的噴淋造粒方法，該方法造 粒塔中將鉀肥氯化鉀加熱至800°C熔融后經(jīng)過噴淋，熔融氯化鉀在降落過程中迅速降溫，形 成一種圓形空心顆粒，此方法造出的氯化鉀顆粒具有很好的流動性，但是其造粒塔建設(shè)造 價高，生產(chǎn)過程中需加熱至使氯化鉀熔融的800°C高溫，耗能太高。
[0010] 因此，開發(fā)一種工藝簡單，成本低，耗能少，可進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)，產(chǎn)量高的，且所得鉀 肥顆粒強(qiáng)度高的生產(chǎn)技術(shù)路線和方法對我國顆?；浄始夹g(shù)及市場具有極其重大的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明針對上述專利中，輥式擠壓法生產(chǎn)的鉀肥顆粒不規(guī)則，產(chǎn)量低，熔融噴淋造 粒造價高、耗能大，團(tuán)聚造粒的工藝操作困難、外觀差、顆粒強(qiáng)度低等缺點(diǎn)，提供一種鉀肥顆 粒及其造粒方法。本發(fā)明將鉀肥造粒與雙螺桿擠出機(jī)結(jié)合，通過熱塑性淀粉及其他助劑，制 備出一種顆粒規(guī)則、養(yǎng)分分散均勻、高強(qiáng)度鉀肥顆粒。本發(fā)明工藝簡單，成本低，耗能少，可 連續(xù)生產(chǎn)，產(chǎn)量高，具有極大的市場價值。
[0012] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種鉀肥顆粒，其特征在于：該鉀肥顆粒組成物質(zhì)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：氯化鉀或硫酸鉀粉 末859T90%，熱塑性淀粉79T14%，分散劑0. 49T1. 8%，表面處理劑0. 49T1. 8%，各組成物質(zhì)之 和為100%。
[0013] 上述的鉀肥顆粒，所述的氯化鉀或硫酸鉀粉末粒度小于100ym;所述的熱塑性淀 粉結(jié)晶度為彡5%，熔體流動速率為0. 2飛g/10min，熔融加工溫度范圍為12(Tl60°C;所述的 分散劑為低分子聚乙烯、硬脂酸中的一種，表面處理劑為三油?；佀岙惐ァ⒘姿崛□?中的一種。
[0014] 上述的鉀肥顆粒，該顆粒鉀肥造粒方法是通過雙螺桿擠出機(jī)對鉀肥完成造粒的， 造粒步驟為： a. 粉碎，將鉀肥氯化鉀或硫酸鉀在球磨機(jī)中粉碎至100Um以下； b. 配料，按物質(zhì)百分比分別稱取粉碎后氯化鉀或硫酸鉀、熱塑性淀粉、分散劑、表面處 理劑； c. 混合，先將鉀肥粉末與熱塑性淀粉及分散劑依次加入高速混合機(jī)或二維混合機(jī)，啟 動混合機(jī)，混合1(T20分鐘，接著加入表面處理劑混合1(T15分鐘，使物料混合均勻； d. 混煉，將均勻混合的物料送入雙螺桿擠出機(jī)，經(jīng)過進(jìn)料、輸送、混煉、偶聯(lián)反應(yīng)，壓縮， 最后經(jīng)口模擠出； e. 造粒，混煉反應(yīng)后被壓實(shí)的物料，通過氣流造粒機(jī)經(jīng)口模擠出后直接切成粒料； f. 冷卻，粒料在氣流造粒機(jī)的空氣流中進(jìn)行初步淬冷，接著被空氣流送入流化床對粒 料進(jìn)行進(jìn)一步冷卻； g. 篩選，將冷卻后的粒料送入振動篩進(jìn)行篩選，粒徑3± 1mm為合格的粒料，不合格的 粒料處理后重新送入擠出機(jī)造粒； h.包裝，將粒徑合格的粒料進(jìn)行包裝，得到合格的鉀肥顆粒。
[0015] 上述的鉀肥顆粒造粒方法，所述的雙螺桿擠出機(jī)螺桿長徑比為20~35:1，直徑為 6(Tl50mm;螺桿組合包括進(jìn)料段、輸送段、混煉段、壓縮段，各段溫度設(shè)定區(qū)間為9(T12(TC， i2(ri3〇°c，i3(Ti4(rc，i2(ri3(rc，口模溫度設(shè)定區(qū)間為i〇(Ti2(rc;螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)定區(qū)間為 100?350r/min。
[0016] 上述的鉀肥顆粒造粒方法，所述的螺桿壓縮段包括2組或2組以上的壓縮螺紋塊； 所述口模為圓孔口模，孔徑3mm。
[0017] 本發(fā)明將鉀肥造粒與雙螺桿擠出機(jī)結(jié)合，鉀肥粉末與熱塑性淀粉及其他助劑均勻 混合后，送入雙螺桿擠出機(jī)后，經(jīng)過進(jìn)料段、輸送段，熱塑性淀粉逐漸熔融塑化，然后經(jīng)過混 煉段和壓縮段，鉀肥粉末與熔融的熱塑性淀粉充分混合，分散包覆，偶聯(lián)反應(yīng)，混煉壓實(shí)，最 后經(jīng)口模擠出切粒，制備出顆粒規(guī)則，強(qiáng)度高的顆粒狀鉀肥。
[0018] 本發(fā)明所用助劑為分散劑和表面處理劑，與鉀肥及熱塑性淀粉均勻混合后，在分 散劑的作用下，鉀肥即有一定分散程度。再經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)輸送、混煉段，經(jīng)過表面處理 齊IJ，即偶聯(lián)劑的作用，鉀肥粉末與熱塑性淀粉進(jìn)行偶聯(lián)反應(yīng)，鉀肥粉末在熔融的熱塑性淀粉 中充分地混合，偶聯(lián)，使鉀肥養(yǎng)分的達(dá)到充分分散的要求，不會出現(xiàn)鉀肥養(yǎng)分偏聚的現(xiàn)象， 同時提高了鉀肥顆粒的抗壓強(qiáng)度。
[0019] 本發(fā)明所用的熱塑性淀粉具有可生物降解性，其作為鉀肥的載體，使鉀肥得以形 成強(qiáng)度高的規(guī)則顆粒狀，同時其具有優(yōu)良的生物降解性能，對環(huán)境友好，與鉀肥成粒施用 后，在土壤各類微生物的作用下，熱塑性淀粉逐步降解，鉀肥養(yǎng)分緩慢釋放，大大提高了鉀 元素的利用率，而且不會造成土壤、水體的污染。
[0020] 本發(fā)明具有以下的突出特點(diǎn)和有益效果： 1、本發(fā)明生產(chǎn)的鉀肥顆粒由于利用熱塑性淀粉作為造粒基體，而具有形狀規(guī)則，強(qiáng)度 高，流動性好的特點(diǎn)，易于與顆粒大小相近的其他顆粒肥混配，滿足機(jī)械化施肥要求。
[0021] 2、本發(fā)明所用造粒機(jī)為雙螺桿擠出造粒機(jī)，自動化程度高，操作簡單，成本低，耗 能少，效率高，具有推廣生產(chǎn)的市場應(yīng)用價值。
[0022] 3、本發(fā)明屬干法造粒，所得顆粒不需進(jìn)行干燥處理，只需冷卻篩分即可，工藝簡 單，耗能低，可進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)，產(chǎn)量高，生產(chǎn)成本低廉，對我國顆?；浄始夹g(shù)及市場具有極 其重大的意義。
[0023] 表一，本發(fā)明的產(chǎn)品主要性能指標(biāo)。

【權(quán)利要求】
1. 一種鉀肥顆粒，其特征在于：該鉀肥顆粒組成物質(zhì)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：氯化鉀或硫酸鉀 粉末859T90%，熱塑性淀粉79T14%，分散劑0. 49T1. 8%，表面處理劑0. 49T1. 8%，各組成物質(zhì) 之和為100%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉀肥顆粒，其特征在于：所述的氯化鉀或硫酸鉀粉末粒度小 于100 ym ;所述的熱塑性淀粉結(jié)晶度為彡5%，熔體流動速率為0. 2飛g/10min，熔融加工溫 度范圍為12(T16(TC ;所述的分散劑為低分子聚乙烯、硬脂酸中的一種，表面處理劑為三油 酰基鈦酸異丙酯、磷酸三丁酯中的一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉀肥顆粒，其特征在于：該顆粒鉀肥造粒方法是通過雙螺桿 擠出機(jī)對鐘肥完成造粒的，造粒步驟為： a. 粉碎，將鉀肥氯化鉀或硫酸鉀在球磨機(jī)中粉碎至100 U m以下； b. 配料，按物質(zhì)百分比分別稱取粉碎后氯化鉀或硫酸鉀，熱塑性淀粉，分散劑，表面處 理劑； c. 混合，先將鉀肥粉末與熱塑性淀粉及分散劑依次加入高速混合機(jī)或二維混合機(jī)，啟 動混合機(jī)，混合1(T20分鐘，接著加入表面處理劑混合1(T15分鐘，使物料混合均勻； d. 混煉，將均勻混合的物料送入雙螺桿擠出機(jī)，經(jīng)過進(jìn)料、輸送、混煉、偶聯(lián)反應(yīng)，壓縮， 最后經(jīng)口模擠出； e. 造粒，混煉反應(yīng)后被壓實(shí)的物料，通過氣流造粒機(jī)經(jīng)口模擠出后直接切成粒料； f. 冷卻，粒料在氣流造粒機(jī)的空氣流中進(jìn)行初步淬冷，接著被空氣流送入流化床對粒 料進(jìn)行進(jìn)一步冷卻； g. 篩選，將冷卻后的粒料送入振動篩進(jìn)行篩選，粒徑3± 1mm為合格的粒料，不合格的 粒料處理后重新送入擠出機(jī)造粒； h. 包裝，將粒徑合格的粒料進(jìn)行包裝，得到合格的鉀肥顆粒。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉀肥顆粒造粒方法，其特征在于，所述的雙螺桿擠出機(jī)螺 桿長徑比為20~35:1，直徑為6(Tl50mm;螺桿組合包括進(jìn)料段、輸送段、混煉段、壓縮段， 各段溫度設(shè)定區(qū)間為9(T 120°C，120?130°C，130?140°C，120?130°C，口模溫度設(shè)定區(qū)間為 10(Tl20°C ;螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)定區(qū)間為100?350 r/min。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉀肥顆粒造粒方法，其特征在于，所述的螺桿壓縮段包括2組 或2組以上的壓縮螺紋塊；所述口模為圓孔口模，孔徑3mm。
【文檔編號】C05G3/00GK104355778SQ201410499552
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】陳慶, 廖賓 申請人:成都新柯力化工科技有限公司