含有微量养分的肥料组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有主要养分和微量养分的颗粒肥料及相关的制造方法。通过将化合物形式的微量养分溶解于用于肥料配制的进料流、用于废气洗涤的水返回流、和/或用于肥料的回滴定的进料流，而将微量养分加入肥料混合物中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含有微量养分的肥料组合物及其制备方法相关申请本申请要求2014年3月7日提交的美国临时专利申请第61/949,740号的权益，该专利申请的全部内容以参考的方式并入本文中。
本专利技术总体上涉及一种包含微量养分的颗粒肥料。具体地，本专利技术涉及一种其中在肥料的制粒之前和/或在肥料的制粒期间将微量养分添加到肥料中的颗粒肥料。
技术介绍
许多化学元素(包括矿质元素和非矿质元素两者)对于植物的生长和生存而言是重要的。非矿质元素可以包括例如氢、氧和碳，通常可从周围的空气和水中获得。矿质养分(包括氮、磷和钾)是在土壤中获得或提供，以便被植物的根所吸收。矿质养分一般可以分为两组：大量养分(包括主要养分和二级养分)、及微量养分。基本矿质养分包括氮(N)、磷(P)和钾(K)。大量的这些养分对于植物的生存而言是必不可少的，因此通常构成大部分的肥料组合物。除了主要养分外，所需的二级养分的量远小于主要养分的量。二级养分可以包括例如钙(Ca)、硫(S)和镁(Mg)。微量养分可以包括例如硼(B)、铜(Cu)、铁(Fe)、锰(Mn)、钼(Mo)、锌(Zn)、氯(Cl)、钴(Co)、钠(Na)、及其组合。具体地就微量养分而言，微量养分源在它们的物理状态、化学反应性、成本、和植物利用率方面有显著的不同。用于作物的微量养分施加的最常见方法是土壤施肥。推荐的施肥量通常为小于10磅/英亩(基于元素)，因此单独地将微量养分源在农田中均匀施肥会是困难的。将微量养分加入混合肥料中是一种方便的施肥方法，并且允许使用常规的施肥设备更均匀地分布。通过排除单独的施肥步骤，也可降低成本。与混合肥料一起施加微量养分的四种方法可以包括：在制造期间的掺合、与颗粒状肥料的掺混、包膜到颗粒状肥料上、和与流体肥料的混合。在制造期间的掺合是指当正在生产肥料颗粒时将一种或多种微量养分直接地掺合到肥料颗粒(例如氮磷钾肥(NPK)、尿素、钾肥、或磷酸盐肥料)中。该措施允许各肥料颗粒具有期望微量养分的一致浓度及微量养分在整个颗粒状肥料中的均匀分布。因为肥料颗粒被均匀地分散在种植区域中，所以所含有的微量养分也被均匀地分散。与颗粒状肥料的掺混是单独地将颗粒状二级养分和/或微量养分化合物与颗粒状肥料(例如磷酸盐或钾肥料)掺混的措施。该措施的主要优点是可以生产出将在普通肥料施加量下为特定农田提供推荐的微量养分施加量的肥料等级。主要缺点是在共混操作和随后的搬运期间会发生养分的分离。为了减小或防止在搬运和运输期间的尺寸分离，微量养分颗粒必须接近与磷酸盐和钾肥颗粒相同的尺寸。因为就植物营养而言所需的微量养分的量是非常小的，所以该措施已导致微量养分颗粒的不均匀分布，并且通常大多数的植物远不能立即获益，因为在整个生长季节中大部分微量养分颗粒在土壤溶液中仅移动达数毫米。颗粒状肥料的包膜降低分离的可能性。然而，一些粘结材料常常却是不令人满意的，因为它们在套袋、贮存和搬运期间不能保持微量养分包膜，这导致微量养分源与颗粒状肥料组分的分离。已采取了步骤来减少在二级养分和微量养分情况下的分离问题，例如名称为“含硫肥料组合物及用于制备该组合物的方法”的美国专利第6,544,313号中所描述的在肥料部分中的硫或硫小片的情况、以及在名称为“用于生产含有微量养分的肥料的方法”的美国专利第7,497,891号中所描述的微量养分的情况，这两个专利的全部内容以参考的方式并入本文中。对于使微量养分导入土壤溶液中并最终导入植物根区的量最大化的、含有一种或多种微量养分的肥料产品仍然存在着需求。
技术实现思路
本专利技术的实施方式涉及一种含有微量养分的颗粒肥料、及相关的制造方法，该颗粒肥料具有至少一种主要养分和至少一种微量养分源。在本专利技术的一个实施方式中，将微量养分溶解于用于肥料生产或制粒中的一个阶段的进料流或工艺流中。将微量养分作为非反应物加入肥料的生产过程中，使得微量养分在全部所形成肥料颗粒中被均匀地浓缩。在一个实施方式中，在制粒之前，将微量养分溶解于流入含有主要养分肥料的配制中所使用预中和器或反应器的进料流或洗涤器水流中，以使微量养分分布遍及肥料中。在另一个实施方式中，可以将微量养分溶解于进料流(例如酸进料流)中，再加入旋转的制粒滚筒中以使所配制的肥料颗粒化，从而在制粒期间将预养分施加到肥料中。不同于其中颗粒肥料和微量养分由于尺寸分离因而会分离的掺混，被结合或施加到溶解于进料流中的肥料中的微量养分在运输和搬运期间不大可能从颗粒肥料中分离出。根据本专利技术一个实施方式的生产肥料的方法通常包括在预中和器和/或反应器中配制一定量的肥料。该方法还可以包括在旋转的制粒滚筒中使肥料颗粒化。该方法还可以包括使肥料颗粒干燥并且去除不落在预定范围内的肥料颗粒以便再加工成正确的粒径。在具体地涉及到磷酸盐肥料(例如一磷酸铵(MAP)或二磷酸铵(DAP))的生产的一个实施方式中，所述方法还可以包括将一种或多种期望的微量养分的化合物溶解于流入预中和器或反应器的磷酸进料流中。该微量养分化合物是不影响主要养分肥料的配制的非反应物组分；相反该微量养分化合物分布于整个所形成的肥料颗粒中。在此构造中，可以对溶解于进料流中的微量养分的相对浓度进行调整，从而影响微量养分在肥料中的最终浓度。在另一个实施方式中，所述方法还可以包括将一种或多种期望的微量养分的化合物溶解于流动到预中和器或反应器的洗涤器水返回流中。类似地，微量养分化合物是在配制过程期间分布于整个主要养分肥料中的非反应物组分。如同溶解于进料流中的微量养分，可以对溶解于洗涤器返回流中的微量养分的相对浓度进行调整，从而影响微量养分在肥料中的最终浓度。在又一个实施方式中，所述方法还可以包括在主要养分肥料的制粒期间将一定量的磷酸加入到制粒滚筒中，以便一磷酸铵(MAP)生产中的回滴定(即，降低N：P摩尔比)，其中将一种或多种微量养分的化合物或微量养分源溶解于此磷酸流中。通过改变溶解于此磷酸流中的微量养分的相对浓度，而调整施加给肥料颗粒的微量养分的量。以上对本专利技术各种代表性实施方式的概述并非意图描述各所说明的实施方式或者本专利技术的每个实施例。相反，对实施方式进行选择和描述，使得本领域技术人员可以领会并理解本专利技术的原理和措施。在下面的详细说明中的附图更具体地举例说明了这些实施例。附图说明基于以下对本专利技术各种实施方式的详细说明并结合附图，可以完全地理解本专利技术，在附图中：图1是根据本专利技术一个实施方式的、用于生产颗粒肥料的系统的示意性流程图。图2是根据本专利技术一个实施方式的、包括洗涤器子系统的用于生产颗粒肥料的系统的示意性流程图。图3是根据本专利技术一个实施方式的、包括流入制粒滚筒中的磷酸流的用于生产颗粒肥料的系统的示意性流程图。图4是溶解度曲线，该溶解度曲线显示了不同的氮与磷摩尔比的磷酸铵在不同温度下的水溶解度。虽然本专利技术适合于各种修改和替代形式，但其细节已通过附图中的举例而得以揭示并且将详细地进行描述。然而，应当理解的是本专利技术并非意图将本专利技术局限于所描述的具体实施方式。相反，本专利技术应涵盖落在由所附权利要求所限定的本专利技术的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。具体实施方式如图1-图3中所示，根据本专利技术一个实施方式的用于生产一定量的肥料颗粒的方法通常包括：浆体制备阶段10、制粒阶段12和尺寸分离/修正阶段14。如图1-图2中所示，浆体制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造具有至少一种主要养分和至少一种微量养分的颗粒肥料的方法，包括：将进料成分提供至反应器或预中和器，其中所述进料成分经历化学反应而形成浆体；从所述反应器或预中和器中去除并捕获废气，其中所述废气包含未反应的进料成分；在废气洗涤器中用水洗涤所述废气，以回收包含所述未反应的进料成分的水返回流；将至少一种微量养分加入到所述水返回流中；使所述水返回流返回到所述反应器或预中和器；将所述水返回流与所述浆体混合，以便将溶解了的所述至少一种微量养分并入到所述浆体中；和由所述浆体形成肥料颗粒，其中使所述溶解了的至少一种微量养分分布遍及所述肥料颗粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.07 US 61/949,7401.一种制造具有至少一种主要养分和至少一种微量养分的颗粒肥料的方法，包括：将进料成分提供至反应器或预中和器，其中所述进料成分经历化学反应而形成浆体；从所述反应器或预中和器中去除并捕获废气，其中所述废气包含未反应的进料成分；在废气洗涤器中用水洗涤所述废气，以回收包含所述未反应的进料成分的水返回流；将至少一种微量养分加入到所述水返回流中；使所述水返回流返回到所述反应器或预中和器；将所述水返回流与所述浆体混合，以便将溶解了的所述至少一种微量养分并入到所述浆体中；和由所述浆体形成肥料颗粒，其中使所述溶解了的至少一种微量养分分布遍及所述肥料颗粒。2.如权利要求1所述的方法，其中形成肥料颗粒包括：在旋转床制粒机中使所述浆体颗粒化从而形成多个肥料颗粒；使所述肥料颗粒干燥；和对所述肥料颗粒进行分选，以聚集具有符合市场需求的粒径范围的肥料颗粒。3.如权利要求1或2所述的方法，还包括：将至少一种微量养分溶解于流向所述反应器或预中和器的进料流中，所述进料流具有所述进料成分中的至少一种。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一种微量养分选自：硼、铜、铁、锰、钼、锌、氯、钴、钠及其组合。5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中形成所述肥料颗粒还包括：喷射所述肥料颗粒以完成所述化学反应，从而形成所述肥料颗粒。6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述肥料颗粒具有在大约2mm至大约4mm之间的平均粒径。7.如权利要求2所述的方法，其中对所述肥料颗粒进行分选的步骤还包括：使具有小于大约2mm粒径的粒径过小肥料颗粒聚集；和将所述粒径过小肥料颗粒提供至制粒步骤。8.如权利要求2所述的方法，其中对所述肥料颗粒进行分选的步骤还包括：使具有大于大约4mm粒径的粒径过大肥料颗粒聚集；将所述粒径过大肥料颗粒破碎从而形成破碎颗粒流；和将所述破碎颗粒流提供至分选步骤。9.如前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：将硫源提供至所述制粒滚筒，由此用所述硫源涂覆所述肥料颗粒。10.如权利要求9所述的方法，其中所述硫源是选自元素硫、硫酸盐硫及其组合。11.一种制造具有至少一种主要养分和至少一种微量养分的颗粒肥料组合物的方法，包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：劳伦斯·阿兰·皮科克，赖安·约翰斯顿，
申请(专利权)人：美盛有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US