本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種復(fù)合肥用全生物降解型油溶性防結(jié)塊劑及其制備方法和用途，該防結(jié)塊劑的原料組成包括：表面活性劑、酸化劑、植物蠟、廢棄油脂以及混合脂肪酸，更優(yōu)選還包括非離子表面活性劑和/或黃血鹽鈉鹽。根據(jù)本發(fā)明專利技術(shù)制備的防結(jié)塊劑在自然環(huán)境下可完全生物降解，制備工藝相對簡單，性價比較高，可有效防止化學(xué)復(fù)合肥由于潮結(jié)和擠壓引起的結(jié)塊，對最容易結(jié)塊的硫酸鉀型復(fù)合肥和高氮復(fù)合肥具有大于96％，優(yōu)選大于98％，更優(yōu)選大于99％，接近甚至達到100％的防結(jié)塊率。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種復(fù)合肥用環(huán)境友好型油溶性防結(jié)塊劑及其制備方法
本專利技術(shù)屬于復(fù)合肥用防結(jié)塊劑領(lǐng)域，以及表面活性劑(尤其是脂肪胺陽離子表面活性劑)和廢棄油脂(尤其是動植物油脂)的高值化工利用領(lǐng)域。具體涉及復(fù)合肥使用的一種全生物降解型的油溶性防結(jié)塊劑及其制備方法和用途。
技術(shù)介紹
隨著人們對科學(xué)施肥認識的不斷提高，復(fù)合肥由于N、P、K養(yǎng)分配比合理,使用量越來越多；但是復(fù)合肥由于結(jié)塊的問題，給肥料使用者帶來了諸多的困難。結(jié)塊的肥料必須進行再破碎和再篩分處理，這必然增加了額外的費用，同時也導(dǎo)致了肥料的損失和粉塵的產(chǎn)生，必將對操作者的健康帶來危害。應(yīng)用復(fù)合肥防結(jié)塊劑對其進行防結(jié)塊處理是一個必要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)和最簡單有效的工藝手段。復(fù)合肥防結(jié)塊劑按照原料可以分為以下幾類：惰性粉末，主要包括沸石粉、滑石粉、二氧化硅粉、石灰石、蒙脫石、硅藻土、膨潤土、高嶺土、碳酸鈣和黏土等；表面活性劑，主要包括陰離子型表面活性劑以硫酸鹽、磺酸鹽、磷酸鹽使用較多，陽離子表面活性劑主要有十八烷基胺及其鹽類，非離子表面活性劑有聚氧化乙烯、酯、低分子量的醛和酮；無機鹽類，如硫酸鋁、硝酸鋁(鎂)或磷酸銨等；疏水性物質(zhì)，如機油、石蠟、輕柴油、瀝青等，以及復(fù)配型處理劑。采用兩種或兩種以上的不同類型的物質(zhì)復(fù)配組成的防結(jié)塊處理劑，應(yīng)用面更廣，防結(jié)塊效果更好。國內(nèi)外關(guān)于防結(jié)塊劑的研究是伴隨著復(fù)合肥工業(yè)的壯大而興起的。從1970年代開始至今,一系列采用復(fù)合油外包裹技術(shù)防結(jié)塊的工藝應(yīng)運而生。最早的技術(shù)是在40℃溫?zé)釓?fù)合肥表面，在包裝崗位前的撲粉機內(nèi)，噴施滑石粉、石膏粉等粉狀潤滑包覆材料，以防止復(fù)合肥結(jié)塊，但此類撲粉存在防潮、防結(jié)塊效果不良，嚴(yán)重污染環(huán)境。1990年代法國學(xué)者L.納瓦斯庫斯(CN95118864)專利技術(shù)了采用油、蠟類的熔融物處理復(fù)合肥的技術(shù)，但產(chǎn)品顆粒強度低，粉化的缺陷也未得到解決。芬蘭T.阿恩納斯(CN9619862515)專利技術(shù)了在礦物油中溶入氨基二羧酸鹽包裹復(fù)合肥的處理技術(shù)，雖然可得到較滿意的防潮、防結(jié)塊效果，但是采用的原料生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)使用不方便、采用大量溶劑又不安全，故難以實際應(yīng)用。日本倉田篤三(JP7650896)則直接使用0.01％～0.1％的酰胺類化合物作為防結(jié)塊劑主要成分，但這類物質(zhì)價格十分昂貴。林始聯(lián)(磷肥與復(fù)肥,2001,05:54)利用骨膠溶液對有機無機復(fù)合肥噴淋造粒。復(fù)合肥為粉狀時，將其放入造粒機中轉(zhuǎn)動，同時把計算好的骨膠熔融，放入混合槽中，一邊加水一邊攪拌，用噴射器將骨膠液霧化噴入造粒機內(nèi)造粒。因骨膠溶液可以使粉狀的復(fù)合肥相互粘合，粒子長大時，外表也就涂上了一層骨膠溶液，干燥后，復(fù)合肥表面的骨膠固化，可有效阻止無機肥鹽橋的產(chǎn)生。骨膠本身就是一種有機肥，成本也較低。但骨膠是親水性物質(zhì)，在水中一段時間會融化，所以在肥料儲存時不能遇水。沈麗英(化學(xué)工程與裝備,2010,08:53)利用廢潤滑油、脂肪胺及高碳羧酸反應(yīng)生成的脂肪胺鹽為主要原料，并加入復(fù)合乳化劑制得防結(jié)塊劑。制得防結(jié)塊劑的反應(yīng)機理為添加脂肪胺和羧酸使其生成鹽，加熱，生成酰胺類化合物，以某些極性基團的陰離子表面活性劑為晶變劑，輔以蠟類等防潮成膜物，加入HLB值小于4的乳化劑，使其高度分散，制得防結(jié)塊劑。該方法資源化再利用了廢潤滑油作為原料，降低了生產(chǎn)成本，但制得的防結(jié)塊劑很難生物降解，最終會污染土壤。石元亮(CN101298400,2008-11-05)等人利用疏水非極性材料與陽離子表面活性劑結(jié)合，采用石蠟、烷基胺、司盤-80、礦物油為原料，在70～80℃下攪拌20～30分鐘制成的一種主要適用于高氮復(fù)合肥的膏狀油溶性防結(jié)塊劑，該技術(shù)主要利用石蠟等疏水物質(zhì)在肥料表面包裹，形成一層疏水膜，阻礙肥料顆粒之間形成鹽橋，從而防止結(jié)塊形成。尹輝(CN101302128,2008-11-12)等人制備防結(jié)塊劑的方法為以半精煉石蠟顆粒、微粒精煉石蠟、硬脂酸、十八烷基伯胺、凡士林、芥酸酰胺為原料，先將礦物油加熱，再加入上述原料，反應(yīng)1-1.5個小時后均勻噴灑在復(fù)合肥表面。不難理解，這類防結(jié)塊劑由于使用了石蠟、礦物油等難降解原材料，因而所制得的防結(jié)塊劑也是難以降解的。王冠英(CN101870607A,2010-10-27)等人研究出一種全生物降解型復(fù)合肥防結(jié)塊劑制備方法，主要原料有脂肪酸(硬脂酸和油酸)，陰離子表面活性劑(十八烷基苯基磺酸鈉)，陽離子表面活性劑(十八胺基二甲基溴化銨)，聚醚高分子表面活性劑和脂肪酸[十八烷基(EO)40(PO)10醚]。先將脂肪酸和陰離子表面活性劑混合均勻，升溫至55-65℃，攪拌后，再加入聚醚高分子表面活性劑，最后再加入脂肪酸和陽離子表面活性劑，攪拌20-40分鐘即可。該方法所制備的防結(jié)塊劑在自然環(huán)境下可以完全降解，防結(jié)塊效果好，但是成本很高，難以工業(yè)化推廣。蕭棋仲(CN101555178,2009-10-14)等人設(shè)計了一種液態(tài)復(fù)合肥防結(jié)塊劑的制備方法，直接將C12-C18的烷基苯磺酸鈉鹽或鉀鹽、三乙醇胺、C9脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)溶于硅油乳液中而制得防結(jié)塊劑。該方法不用添加石蠟等對環(huán)境污染的物質(zhì)，在常溫下，該防結(jié)塊劑為液態(tài)，使用時無需添加機油作溶劑，可節(jié)約成本，可直接噴涂在復(fù)合肥上，無需加熱。夏雨(CN101199921,2008.06.18)等以季銨鹽、陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、聚合物及水混合，制成一種水溶性防結(jié)塊劑，該技術(shù)通過表面活性劑的定向吸附，形成一層疏水膜，阻礙肥料顆粒間的接觸，防止結(jié)塊。但是這類防結(jié)塊劑中所含水分本身就不利于潮濕環(huán)境下防結(jié)塊。沙淮麗(CN101987802A,2011-03-23)等人設(shè)計了一種高塔尿基復(fù)合肥防結(jié)塊劑，主要原料為植物油、環(huán)己酮下腳料，質(zhì)量百分比為80％-90％的植物油和10％-20％的環(huán)己酮下腳料，將兩者混合即可制得防結(jié)塊劑，該方法用植物油的混合物為油基，對環(huán)境污染小，且植物油的熔點較低，在生產(chǎn)工藝中能耗較低；植物油的粘度小，防結(jié)塊劑在肥料表面的延展性好，用量少。但是環(huán)己酮下腳料具有強烈的刺鼻臭味，常用作有機磷殺蟲劑及許多類似農(nóng)藥的優(yōu)良溶劑，有致癌作用。以環(huán)己酮下腳料為防結(jié)塊劑原料潛在HSE風(fēng)險極大。楊慧萍(CN102086138A,2011-06-08)等人以植物油脂下腳料為載體，再與烷基氫化牛脂胺表面活性劑、C8-C10脂肪酸甲酯等混合制得一種硝銨復(fù)合肥防結(jié)塊劑。這種防結(jié)塊劑能在硝銨復(fù)合肥顆粒表面形成一種膜，能有效與大氣隔離，降低了顆粒吸水的速度，減少了顆粒間的相互粘連，抑制了顆粒間的鹽溶解一再結(jié)晶，從而使肥料得到防結(jié)塊。劉真茂(CN102070373A,2011-05-25)等人研究出一種天然可降解復(fù)合肥防結(jié)塊劑的制備方法，其組分及質(zhì)量百分比為：脂肪胺或其鹽10-20％，硬脂酸20-25％，油酸15-20％，精制甘油5-15％，廢棄食用油脂20-50％，各組分之和為100％；并將各組分按比例混合，加熱至70-85℃，攪拌反應(yīng)15-30min。復(fù)合肥防結(jié)塊劑用量為0.5-2.0kg/t復(fù)合肥，采用全熔融復(fù)合肥的風(fēng)冷結(jié)晶高塔造粒方式使之與復(fù)合肥混合。劉真茂(CN102070374A,2011-05-25)等人還研究出了一種以礦物材料高嶺土為主要成分的天然環(huán)保型復(fù)合肥防結(jié)塊劑，原料為高嶺本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種復(fù)合肥用全生物降解型油溶性防結(jié)塊劑，其特征在于，其原料組成包括表面活性劑、酸化劑、植物蠟、廢棄油脂以及脂肪酸。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種復(fù)合肥用全生物降解型油溶性防結(jié)塊劑，其特征在于，其原料組成包括表面活性劑、酸化劑、植物蠟、廢棄油脂、脂肪酸、和非離子表面活性劑，其原料組成及各自的質(zhì)量配比為：所述表面活性劑為脂肪胺陽離子表面活性劑，該脂肪胺陽離子表面活性劑選用脂肪胺陽離子表面活性劑生產(chǎn)過程中副產(chǎn)的含有脂肪醇、脂肪酸以及長碳鏈脂肪胺陽離子表面活性劑的混合物，所述酸化劑為濃鹽酸、醋酸中的一種或兩種，所述廢棄油脂為地溝油、泔水油、動植物油脂中的一種或兩種或兩種以上組成的混合物，所述脂肪酸為棕櫚酸、硬脂酸，或者二者的混合物，所述非離子表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚類。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合肥用油溶性防結(jié)塊劑，其特征在于，其原料組成及各自的質(zhì)量配比為：所述酸化劑為濃鹽酸、醋酸中的一種或兩種，所述植物蠟為米糠蠟、甘蔗蠟、棕櫚蠟中的一種或兩種或兩種以上組成的混合物，所述廢棄油脂為動植物油脂，所述非離子表面活性劑為AEO-7、AEO-9中的一種或兩種組成的混合物。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合肥用油溶性防結(jié)塊劑，其特征在于，其原料組成還包括黃血鹽鈉鹽，黃血鹽鈉鹽1～20份。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合肥用油溶性防結(jié)塊劑，其特征在于，黃血鹽鈉鹽5～15份，所述黃血鹽鈉鹽為工業(yè)級黃血鹽鈉鹽、黃血鹽鉀鹽，或其混合物。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合肥用油溶性防結(jié)塊劑，其特征在于，其各原料組成及各自的質(zhì)量配比為：6.制備根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合肥用油溶性防結(jié)塊劑的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：1)原材料預(yù)處理，將脂肪胺陽離子表面活性劑中的沉淀雜質(zhì)過濾，2)稱取預(yù)處理過的表面活性劑和酸化劑，并混合，得到溶液，3)稱取植物蠟、非離子表面活性劑，加...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周風(fēng)山，劉芳，尹雨晴，劉陽，席詩悅，朱夏雷，李德華，宋永濤，崔敬程，李陽，
申請(專利權(quán))人：中國地質(zhì)大學(xué)北京，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11
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