[发明专利]硫硝酸铵的带式造粒

说明书

技术领域

本发明涉及均匀尺寸的肥料颗粒的生产方法。更特别地，其涉及由固体和液体混合物生产用于肥料的固体材料。

背景技术

混合肥料产品的生产已经通过单独肥料组分的混合和/或反应，并且将所述组分/产物形成为所需要的尺寸范围的颗粒而实施。所述颗粒可包含一系列尺寸，代表不太优选的产物，并且被过筛，不合尺寸的材料被分离并收集进行再加工或作为低价值产品出售。掺合肥料同样是常见的，其中将肥料组分混合但是不形成包含所有的组分或养分的颗粒。这导致组分含量不同的不均匀颗粒，特别是氮的量可以在整个混合物中变化。这种不一致导致养分的散布、时间释放率以及有效性的不一致。

已经被形成为包含养分混合物的丸粒或细粒的肥料还可以包含为增强特定用途肥料而添加的痕量化合物。此外，形成为均匀颗粒的肥料可以对养分到土壤中的释放具有更多控制，其中所述肥料散布在所述土壤上。养分释放速率以及组成控制可以降低在作物有能力吸收所述养分之前养分的损失。

喷淋造粒(prilling)是一种制备小球形丸粒的方法，其中熔融材料通过被称为喷淋头的装置，其产生液滴流。所述滴具有极少或没有挥发性物质并且不含待除去的溶剂。所述滴用冷却气体(典型的是空气)连续流冷却，以固化所述滴。成粒法(granulation)是另一种方法，其中熔融物质通过喷射喷嘴排出以产生肥料颗粒，肥料颗粒在转鼓中混合和聚集。

然而，喷淋造粒和成粒法方法均有缺点。在成粒法中，制备的颗粒缺乏均匀性(大小和形状)，并且通常需要对显著部分的不符合要求的材料进行再处理，由于需要再处理设备(筛，研磨机，输送机)以及灰尘和亚微米颗粒捕获设备而增加了成本。对于喷淋造粒，产生的颗粒较成粒法具有更好的尺寸和形状均匀性，但是大量的气体在排放到大气之前必需经处理以捕获亚微米颗粒。

发明内容

提出一种生产硫硝酸铵(ammonium sulfate nitrate)的方法。该方法包括通过使硝酸铵和过量的硫酸铵反应以形成包含硫硝酸铵的浆熔体来形成浆熔体(slurry melt)。该浆熔体被连续混合以保持其处于剪切变稀状态并且保持固体悬浮于浆熔体中。该浆熔体被输送至加热的定子(stator)，此处随着浆熔体经过该加热的定子，浆熔体被连续地混合。部分浆熔体被输送通过加热的定子中的流道(channel)，并且该浆熔体被挤出通过移动的经过所述流道的格栅。所述浆熔体从移动格栅作为滴被挤出，其中所述滴落到冷却的移动带上。所述滴形成在优选的2-3mm直径范围的固体半椭球形颗粒，并且从所述移动带进行收集。

从随后的详细描述和附图，本发明的其他目的、优点及应用对本领域技术人员来说将变得显而易见。

附图说明

图1是所述方法的图；和

图2是改变的旋转成形带式造粒(pastillation)设备图。

具体实施方式

许多肥料的基本组分包括氮源，并且通常包含硫源。硫硝酸铵在工业中是常见的，并且通常是指硫酸铵与硝酸铵的复盐的混合物，并且包括少量的所述单盐。一种硫硝酸铵产品是被称为熔融硫硝酸铵(fusion ammonium sulfate nitrate，FASN)的固体产品。对于制备固体颗粒肥料例如硝酸铵、尿素-硝酸铵以及硝酸铵钙，FASN解决了肥料市场的很多问题。一个目标是生产大小均匀的颗粒，从而无需进一步处理，如筛选、研磨、重熔、增大或进一步聚集。当提及颗粒是均匀的时，所述颗粒具有大致均匀的半椭球形状，带有变平的一侧，并且具有窄颗粒大小或直径范围。

由于较其他硝酸铵化合物针对爆炸具有改善的稳定性和安全性性能，所以硫硝酸铵是一种理想的肥料。虽然硫硝酸铵(ASN)是一种已知的化合物，本文给出的方法是用于生产Honeywell的专利制剂，记载于美国专利6,689,181中，下文中ASN或熔融硫硝酸铵(FASN)的使用是指该制剂。此外，硫硝酸铵具有优越的耐湿性，以减慢养分到作物的输送并限制因雨水造成的损失。

本发明是用于生产在其用户所需要的尺寸范围内的基本均匀大小的FASN颗粒。FASN包含硫硝酸铵(ASN)复盐和未反应的硫酸铵(AS)以及少量未反应的硝酸铵(AN)的均匀混合物。理想的产品是其主要是具有2∶1的硝酸铵对硫酸铵比例的复盐或(AN)₂AS的产品。形成了少量的3∶1比率的复盐或(AN)₃AS。该方法使用过量的硫酸铵，其相对于3∶1复盐更有利于2∶1复盐的生产。以干基计，理想的FASN组成范围示于表1中。

表1