[发明专利]尿素硫酸钙颗粒及其制备和使用方法

说明书

公开了尿素硫酸钙(UCS)肥料颗粒及其制备和使用方法。颗粒可包括尿素硫酸钙(UCS)加合物。制备方法可以包括制备包含UCS加合物的部分干燥的材料，以及通过将部分干燥的材料送入用于造粒的单独容器或在部分干燥的材料经储存后造粒的一种或两种以形成UCS肥料颗粒。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年10月03日提交的美国临时专利申请第62/910167号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

发明背景

A.技术领域

本发明一般地涉及尿素硫酸钙(UCS)肥料颗粒及其制备和使用方法。该颗粒可包括尿素硫酸钙(UCS)加合物。制备方法可以包括制备包含UCS加合物的部分干燥的材料，以及通过将部分干燥的材料送入用于造粒的单独容器或在部分干燥的材料经储存后造粒的一种或两种以形成UCS肥料颗粒。

B.背景技术

土壤营养素如氮、磷、钾和硫，以及微量元素如铁、锌、铜和镁，对于实现繁荣的农业和植物生长是有用的。在重复的种植周期中，土壤中这些营养素的量可能被耗尽，从而导致植物生长受到抑制和产量下降。为了抵消这种影响，已经开发出肥料来帮助替代耗尽的重要营养素。已开发出单一营养素肥料和多营养素肥料如共混肥料，以满足全球作物生产的各种需求。

含氮肥料用于支持健康的植物生长和光合作用。尿素(CH₄N₂O)是一种含氮化合物并广泛用作肥料中的氮源。然而，由于其在土壤中的快速水解和硝化作用，尿素中的氮会很快流失。此外，在含其他土壤营养素的共混肥料中使用尿素很困难，因为尿素会与肥料如有机肥料中的其他组分发生不良反应。这些反应会产生液化固体颗粒或干燥混合物产品的水，导致产品结块和损失，并增加这些不良反应发生的速率。参见Biskupski等人(EP2774907)；另见Achard等人(US 5409516)。此外，水的产生增加了在制备含尿素肥料的过程中必须除去的水量，使得这些共混肥料的制备变得困难并且更昂贵。参见Schwob(FR2684372)。

通过将尿素与硫酸钙结合为尿素硫酸钙加合物(UCS)或将尿素与磷酸岩和硫酸反应形成与过磷酸盐(磷酸二氢钙；Ca(H₂PO₄)₂)和/或磷酸氢钙(CaHPO₄)结合的尿素，减少了在肥料中使用尿素的一些问题(参见WO2001/042172、WO2019/016761、CN108530175、CN103086781、CN103086810、EP2774907、US2074880、US4283423、US5409516、GB1189398、Achard等人，Phosphorus and potassium 191(1994):27-33、Whittaker等人，Ind.Eng.Chem.1933,25,11,1280-1282、Malinowski等人，Polish Journal of ChemicalTechnology9,no.4(2007):111-114)。然而，对于UCS加合物，实现向UCS转化并同时造粒仍存在困难。例如，在用于制备UCS的浆料中高百分比水分的存在减少了UCS加合物的形成。然而，当浆料中可用的水分少于约20％时，泵送浆料可变得困难或不切实际。因此，制备具有高比例UCS的并且直接造粒的产品可能是不切实际的。

发明内容