[发明专利]可分散硫肥颗粒

说明书

本申请是国际申请日为2010年4月16日，中国国家申请号为201080016931.0，发明名称为“可分散硫肥颗粒”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及单质硫肥，更具体而言，涉及用于生产可分散单质硫肥颗粒的组分和方法。

背景技术

在农业科学领域中，一般都知晓施用硫肥可提高作物产量及质量，且关于作物对氮的利用还具有积极影响。氮的利用又与蛋白质合成、细胞复制、光合作用和抗病性相关。

然而，越来越严格的空气污染法规和二氧化硫排放的减少已导致农用土壤中硫缺乏更加常见，从而提高了对含硫肥料的需求。

一般来说，硫粉由于难以处理而很少用作农业肥料，且硫磺粉尘对眼睛产生刺激。而且，硫磺粉尘在处理设备中具有爆炸的危险，且与颗粒状肥料产品混合时分离。

因此，现场应用中使用的大多数农业肥料被制成微粒，以缓解以上弊端。微粒产品容易处理而不会生成过多粉尘，且与其它微粒产品混合时分离较少。

在传统上，硫以单质硫、硫酸铵、硫代硫酸铵、硫酸氢铵、硫化物或硫酸钙(石膏)的形式加以应用。

由于单质硫肥产品的浓度高，具有更低的运输成本、处理成本和储存成本，因此比硫酸盐产品具有更好的经济效益。当与其它营养素产品混合时，高浓度肥料产品还具有更好的灵活性。单质硫产品的主要缺点是其氧化成植物可利用的硫酸盐的速度慢，往往需要从施用时起数年时间。

单质硫肥的效力取决于其氧化为植物可利用的硫酸盐形式的速度。在土壤中，氧化为硫酸盐是涉及细菌种类如硫杆菌的微生物过程。该反应的速度受到土壤和环境因素以及肥料产品的物理和化学特性极大的影响。硫的氧化通常是表面反应。因此，每单位时间内产生的硫酸盐的量是当下单质硫的总表面积的函数，而不是其质量的函数，因此硫微粒大小对氧化速度有很大影响。

肥料产品对氧化速度有实质影响的两个物理属性为：在施于土壤上或土壤中后自肥料颗粒分散的程度以及分散后的硫微粒的尺寸，较小微粒比较大微粒氧化更快。

为使硫能更好地分散，一些单质硫产品利用热法将硫和膨润土混合，该热法在生产阶段中使用熔融硫磺。在施用时，膨润土用于吸水且使微粒分裂或分散。事实上，微粒并不易于分散成微细粒子，且硫氧化的进展速度很慢。这是由于在生产阶段中熔融的疏水硫磺涂覆在粘土微粒上防止与水接触。

因此，包含如下肥料的颗粒状单质硫是有利的，该肥料的营养含量高，且在土壤上或土壤中接触到水时快速分散为精细分裂的微粒，例如亚30微米的微粒。

迄今已提出不同的产品和方法。例如，美国专利4,133,669涉及一种用于将单质硫和膨润土的混合物制粒以生产可水降解的小粒的方法，该方法包括：在高温下将干燥膨润土粉末加入到熔融硫磺中以得到熔融的硫磺-膨润土混合物，制成该混合物的熔滴，在低于硫磺-膨润土混合物凝固点的温度下提供液体肥料冷却剂，将熔滴加入到该冷却剂中，使熔滴在足以使熔滴退火形成小粒的足够长时间内通过冷却剂，并且将退火后的小粒从冷却剂中取出。

此外，美国专利4,330,319涉及一种通过将尿素和熔融硫磺混合得到熔融混合物并将该熔融混合物凝固得到均质的固态微粒尿素硫肥的尿素硫肥生产方法，其中，硫的粒度小于大约100微米。该方法包括：在高于熔点的温度下使熔融尿素和熔融硫磺穿过混合装置，利用充足添加的熔融硫磺得到分散在尿素中的细碎的硫，以制备所述尿素硫肥；横跨所述混合装置保持至少大约200kPa的压降以形成匀质的尿素硫熔化物；且通过造粒或凝聚使所述匀质的熔化物凝固。

此外，美国专利4,394,150公布一种微粒，该微粒通过以下制得：将熔融硫磺和膨胀粘土微粒的混合物穿过多个孔并进入水溶性电解质盐的水溶液中，该水溶液保持在可将混合物有效冷却到该混合物凝固温度以下的温度。

另外，美国专利4,569,859涉及一种用于将硫磺与膨润土的混合物颗粒化以生产可水降解的小粒的方法，包括：将粉末状的干燥膨润土在一定温度下加入到熔融硫磺中，得到熔融的硫磺-膨润土混合物；形成该混合物的熔滴；在足够低的温度下采用氯化钠、硫酸钠、氯化钾或硫酸钾的淬火溶液以凝固所述硫磺-膨润土混合物。

然而，美国专利5,571,303公布了另一种硫基微粒肥料，包括：均匀的硫分散体，以及选自硫酸铵、磷酸铵和其混合物中的至少一种。

此外，美国专利5,599,373涉及一种粒状形式的农用硫基化学土壤改进剂或调节剂。该产品包括：硫磺粉(fly sulphur powder)，选自粘土、膨润土、高岭土及以上混合物的至少3％重量比的惰性化合物，以及至少0.5％重量比的润湿剂。