具有改進(jìn)粉塵控制的顆粒肥料的制作方法
【專利說明】具有改進(jìn)粉塵控制的顆粒肥料
[0001] 相關(guān)申請
[0002] 本申請主張對名稱為"具有改進(jìn)粉塵控制的顆粒肥料"、申請日為2012年11月21 日的美國臨時(shí)申請?zhí)朜o. 61/729, 142的權(quán)益，該申請的全部內(nèi)容在此被并入本申請。 發(fā)明領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明是關(guān)于粉塵控制涂料，其用于減少顆粒肥料在生產(chǎn)和運(yùn)輸中產(chǎn)生的粉塵。 特別地，本發(fā)明是關(guān)于具有聚合物添加劑的油基涂料，其提高用于粉塵控制的油基涂料的 壽命。
【背景技術(shù)】
[0004] 許多農(nóng)業(yè)肥料在生產(chǎn)后被造粒并干燥，以便于提供穩(wěn)定易處理的肥料?，F(xiàn)有的造 粒和干燥工藝的固有缺陷是，相當(dāng)大的一部分肥料破碎成粉塵。該肥料還可在包裝、運(yùn)輸和 存儲過程中進(jìn)一步破碎。具有更多粉塵的肥料更難處理并散播到待處理的土地上，因?yàn)榉?塵易于滯留在空氣中，從而使得施肥難以控制。
[0005] 除了浪費(fèi)本可以利用的肥料之外，在某些情況下，肥料中的粉塵會造成很大的安 全隱患，因?yàn)樵S多肥料的化學(xué)組成具有高反應(yīng)性且在點(diǎn)燃的情況下易爆炸。粉塵顆?？杀?小火星輕易點(diǎn)燃，甚至可被靜電放電點(diǎn)燃。相應(yīng)地，肥料顆粒通常經(jīng)抗粉塵涂料涂覆，以減 少或誘捕顆?；蜻\(yùn)輸過程中產(chǎn)生的粉塵。
[0006] 抗粉塵涂料通常包含石油或其他油基液體，其被噴灑至肥料顆粒上以將造粒或運(yùn) 輸過程中產(chǎn)生的粉塵顆粒黏附成如較大的肥料顆粒。油基涂料還包封粉塵顆粒以防止或抑 制粉塵顆粒滯留在空中。
[0007] 盡管油基涂料能有效地控制粉塵顆粒，油基涂料的固有缺點(diǎn)是涂料的有效保質(zhì)期 有限，且涂料的有效性隨著涂料老化不斷減退。尤其地，時(shí)間久了涂料本身會變干，從而非 但不能控制粉塵，本身也會造成粉塵問題。相應(yīng)地，這將導(dǎo)致肥料的保質(zhì)期極大的縮短。替 代性地，長期存儲或運(yùn)輸經(jīng)涂覆的肥料可呈現(xiàn)較大的安全隱患，因?yàn)榇鎯蜻\(yùn)輸時(shí)間可能 超過涂料的有效期從而導(dǎo)致不安全的肥料產(chǎn)品。因此，有必要延長油基粉塵控制顆粒的有 效性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明實(shí)施例大體是關(guān)于含聚合物添加劑的肥料顆粒用油基涂料，以及該油基涂 料的涂覆方法。聚合物添加劑可包括均聚合物、共聚物或其組合。在某些實(shí)施例中，聚乙烯 均聚合物（如高密度聚乙烯（HDPE)、低密度聚乙烯（LDPE)或中密度聚乙烯（MDPE))或短鏈 支化聚合物（如線型低密度聚乙烯（LLDPE))被加入以增加油基涂料的粘度，從而延長涂料 能控制或抑制肥料顆粒中形成粉塵顆粒的期間。
[0009]聚合物添加劑以低濃度被加入以提高油基涂料的整體粘度，與此同時(shí)保留足夠的 流動性以允許油基涂料液體通過噴涂系統(tǒng)被噴涂至肥料顆粒上。聚合物添加劑用來強(qiáng)化涂 料并增加涂料的有效期，而最低程度地影響涂料的流動性、噴涂性或可涂覆性。此外，涂料 被施用到土壤中之后應(yīng)可充分降解，以使得肥料養(yǎng)分可容易地釋放到土壤中。
[0010] 在實(shí)施例中，涂料包括約50-約99重量百分比的油成分以及約1-約50重量百 分比的聚合物添加劑，特別地，約70-約90重量百分比的油成分以及約10-約30重量百 分比的聚合物添加劑，更特別地，80重量百分比的油成分以及20重量百分比的聚合物添加 劑。在實(shí)施例中，涂料包括的油和聚合物添加劑的比例為約1:1-約99:1，特別地，比例為 2. 33:1-9:1，且更特別地，比例為4:1。
[0011] 在實(shí)施例中，涂料構(gòu)成整個(gè)肥料顆粒約〇. 01-約5的重量百分比，更特別地，約 0. 1-1的重量百分比，且更特別地，約0. 5重量百分比。在實(shí)施例中，涂料的厚度可為約 0.l-10ym。這種薄涂層確保足夠的粉塵控制，而在施用之后不抑制肥料養(yǎng)分釋放至土壤 中。
[0012] 在一實(shí)施例中，形成經(jīng)涂覆的肥料顆粒的方法包括在預(yù)中和器或反應(yīng)器中形成一 定量的肥料組合物，其隨后在旋轉(zhuǎn)造粒滾筒內(nèi)被造粒以產(chǎn)生多個(gè)肥料顆粒。該方法還可包 括將加熱至在液體內(nèi)足以融化或溶解聚合物添加劑的溫度（如從約150°F-約250°F的 溫度）的油基涂料液體與一定量的聚合物添加劑相結(jié)合以形成用于涂覆已形成的肥料顆 粒的油基涂料溶液。該方法還可包括噴涂、涂覆或以其他方式將油基涂料溶液敷于已形成 的肥料顆粒上，以形成一定量的涂覆肥料顆粒。
[0013] 上述本發(fā)明多個(gè)代表性實(shí)施例的概要不意圖描述每個(gè)闡述的實(shí)施例或本發(fā)明的 每一個(gè)實(shí)施方案。反而，實(shí)施例被選擇和描述以使得本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員可領(lǐng)會和理解 本發(fā)明的原理和實(shí)踐。以下的附圖和詳細(xì)說明將對這些實(shí)施例作更詳細(xì)的闡述。
[0014] 權(quán)利要求簡要說明
[0015] 以下參照附圖對本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)說明可使本發(fā)明得以完全被理解。附圖 如下：
[0016] 圖1是制備具有改進(jìn)粉塵控制的肥料顆粒的方法的流程圖。
[0017] 盡管本發(fā)明可被修改成多種修改和替代形式，其具體內(nèi)容通過附圖中的示范例已 被示出，并將予以詳細(xì)說明。然而，應(yīng)理解不意欲將本發(fā)明限制為所述的特定實(shí)施例。反而， 本發(fā)明將涵蓋落入如所附權(quán)利要求書中定義的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范疇內(nèi)的所有修改、等同和 替代。
[0018] 詳細(xì)說明
[0019] 具有粉塵控制涂層的肥料顆粒包括基礎(chǔ)肥料顆粒（其可包含或不包含二級營養(yǎng) 素和/或微量營養(yǎng)素），以及粉塵控制涂料，粉塵控制涂料包括油和聚合物添加劑的組合。 在實(shí)施例中，涂料構(gòu)成整個(gè)肥料顆粒的約〇. 01-約5. 0重量百分比，特別地，約0. 1-約1重 量百分比，且更特別地，0. 5重量百分比。該薄涂料確保足夠的粉塵控制，而在施用后不明顯 抑制肥料養(yǎng)分釋放到土壤中。
[0020] 油成分可包括任何多種涂料油，例如來自農(nóng)業(yè)（如蔬菜油）或烴粗純化的副產(chǎn) 品（如妥爾油或塔底油）的各種油。在一特定實(shí)施例中，涂料油是ArrMaz化學(xué)品制造廠 的DUSTROL。聚合物添加劑可包括如聚乙烯均聚物如高密度聚乙烯（HDPE)、低密度聚乙烯 (LDPE)或中密度聚乙烯（MDPE)，或短鏈支化聚合物如線型低密度聚乙烯（LLDPE)。
[0021] 如上所述，聚合物添加劑以低濃度被加入以提高油基涂料的整體粘度而保留足夠 的流動性以允許油基涂料液體可通過噴涂系統(tǒng)涂覆至肥料顆粒上。在實(shí)施例中，涂料包括 約50-約99重量百分比的油成分以及約1-約50重量百分比的聚合物添加劑，特別地，約 70-約90重量百分比的油成分以及約10-約30重量百分比的聚合物添加劑，且更特別地， 包括80重量百分比的油成分以及20重量百分比的聚合物添加劑。在實(shí)施例中，涂料包括 的油和聚合物添加劑的比例為約1:1-約99:1，特別地，比例為2. 33:1-9:1，且更特別地，比 例為4:1。
[0022] 如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的生產(chǎn)經(jīng)涂覆的肥料顆粒的方法100大體包括 肥料生產(chǎn)階段102,粉塵控制涂料制備階段104以及涂料涂覆階段106。
[0023] 如圖1所示，在肥料生產(chǎn)階段102, 一定量的肥料顆粒被生產(chǎn)，如美國專利第 7, 497, 891號名稱為"具有微量營養(yǎng)素的肥料的生產(chǎn)方法"（其整體通過引用被并入在此） 以及美國專利第6, 544, 313號名稱為"含硫磺的肥料組合物及其制備方法"（其整體通過引 用被并入在此）中所述?；A(chǔ)肥料可包括但不限于磷酸鹽、硝酸鹽、尿素、鉀鹽（potashes) 或者上述的組合，其提供包括碳、氫、氧、氮、磷、碳酸鉀（potash)在內(nèi)的一種或多種一級營 養(yǎng)素。在一特定實(shí)施例中，肥料是磷肥，如磷酸二氫銨（MAP)、磷酸氫二銨（DAP)、過磷酸鈣 (singlesuperphosphate)、三過磷酸媽或上述的組合。
[0024] 根據(jù)目標(biāo)植物的需要，肥料還可包括一種或多種二級營養(yǎng)素，諸如，例如鈣、硫磺 和鎂，以及/或一種或多種微量營養(yǎng)素，諸如，例如鋅、錳、鐵、銅、鉬、硼、氯、鈷和鈉。
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