專利名稱：一種腐植酸尿素緩釋肥料的制備新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于緩釋肥料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種農(nóng)業(yè)用緩釋型尿素或用作緩釋型專用肥料基質(zhì)的腐植酸尿素緩釋肥料的制備新方法。
背景技術(shù)：
隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)科技快速發(fā)展，我國化肥工業(yè)也隨之蓬勃發(fā)展，其化肥生產(chǎn)量和消費總量均占世界第一位。近兩年來，我國化肥年用量達5000多萬噸(折純)，每千公頃耕地用量高達366. 5噸，是世界平均水平的3. 5倍。僅尿素一項，2009年全國產(chǎn)量就達到6300萬噸(實物量)。專家測算，我國尿素產(chǎn)量中65%是以煤為主要原料，同時煤又是生產(chǎn)尿素的燃料，據(jù)此推算，每噸尿素的原料和燃料用煤1. 5噸至1. 8噸，約占尿素成本的 2/3。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，肥料利用率低及過量使用化肥的問題，給農(nóng)副產(chǎn)品、土壤和生態(tài)環(huán)境帶來了諸多負面效應(yīng)，甚至達到土壤環(huán)境難以承受的極限。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本增高、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降的矛盾日益突出，出現(xiàn)了增產(chǎn)不增收、環(huán)境污染嚴重的惡性循環(huán)。為了提高氮肥利用率，尤其是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用量最大的尿素的肥效和氮素利用率，國內(nèi)外相關(guān)學(xué)科的科技工作者對此進行了大量研發(fā)和探索。二十世紀六十年代以來，很多化肥企業(yè)和科研院所都在進行尿素的緩釋增效研究，其途徑大致有三種一是添加脲酶抑制劑法，即在尿素熔融液中添加脲酶活性抑制劑或硝化細菌活性抑制劑；二是包裹涂層法，其包涂材料有硫黃粉、樹脂、塑料、浙青、磷酸鹽等；三是縮聚法，主要是將尿素與醛類縮聚成脲醛大分子難溶物，如異丁叉二脲等。但是，以上三種尿素增效方法都存在生產(chǎn)成本高，或添加物質(zhì)有毒或含有難溶成分等問題。腐植酸尿素絡(luò)合物相對比較穩(wěn)定，作為肥料施于土壤，能夠抑制脲酶分解尿素，使尿素緩慢分解形成銨態(tài)氮被作物吸收，氮肥利用率提高7-23%，肥效期至少延長50天，同時，它也能抑制腐植酸被土壤固定。CN 1四9794和CN U98851公開了腐植酸長效復(fù)合肥的制備方法，即在腐植酸復(fù)合肥中加入脲酶抑制劑和硝化抑制劑。該方法存在的缺陷是所使用的脲酶抑制劑和硝化抑制劑是否發(fā)揮作用值得懷疑，因為它們大部分將會被腐植酸吸附而失去活性。CN20061015M45. X公開了的腐植酸尿素的制備方法，該方法用腐植酸或腐植酸鹽與尿素制備腐植酸尿素過程中，添加堿性溶液和粘合劑，勢必會造成產(chǎn)品成本增加。CN 96108848. 6公開了一種用風(fēng)化煤、尿素為原料，氨水作活化劑的腐植酸尿素的制備方法，該方法存在的缺陷是①實施過程中溫度較高(為90-105°C )，添加的氨水有大量氨氣揮發(fā)， 至使原料浪費、生產(chǎn)成本高、污染環(huán)境；②固液分離沉降時間長04-36小時)，無法實現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)。總之，上述公開的方法，生產(chǎn)工藝流程復(fù)雜，操作麻煩，生產(chǎn)速度慢，生產(chǎn)成本高， 污染環(huán)境，難以大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)和推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服以上專利文獻存在的不足，本發(fā)明提供了一種腐植酸尿素緩釋肥料的制備新方法。該方法是先用磷酸鹽作活化劑，腐植酸原料煤與尿素反應(yīng)制得腐植酸尿素絡(luò)合物，再與尿素熔融液混合反應(yīng)，蒸發(fā)濃縮制備腐植酸尿素緩釋肥料。本發(fā)明的技術(shù)方案如下a、腐植酸尿素絡(luò)合物的制備取40-200份水于反應(yīng)器中，加熱至20_60°C，加入 20-400份尿素，攪拌溶解后，加入40-200份腐植酸原料煤，將反應(yīng)溫度升高至40-100°C，反應(yīng)5-30分鐘，加入0-100份磷酸鹽，繼續(xù)攪拌反應(yīng)30-120分鐘，固液分離，清液蒸發(fā)濃縮制得腐植酸尿素絡(luò)合物濃縮液，或干燥制得固體腐植酸尿素絡(luò)合物；b、腐植酸尿素緩釋肥料的制備將上述腐植酸尿素絡(luò)合物濃縮液20-100份或?qū)?0-50份固體腐植酸尿素絡(luò)合物配成30-50 %溶液定量添加到65-125份濃度為 75% -99. 9%的尿素熔融液中，混合均勻，蒸發(fā)濃縮，干燥、造粒制得腐植酸尿素緩釋肥料。上述技術(shù)方案中所述的腐植酸原料煤為風(fēng)化煤、褐煤、泥炭中的任何一種或多種組合，含水量為0-40%，腐植酸含量> 20%，粉碎過30-200目篩。方案中所述的水為純凈水、軟化水、自來水、天然水。方案中所述的尿素和磷酸鹽為工業(yè)品或農(nóng)用品。方案中所述的磷酸鹽為各種水溶性磷酸鹽，優(yōu)選磷酸鉀、磷酸銨、磷酸鈉。方案中所述的磷酸鹽，當用量重量為0份時，尿素與腐植酸原料煤的重量比> 2 1;當用量重量大于0份小于等于100份時，尿素與腐植酸原料煤的重量比<2 1。方案中所述的腐植酸尿素絡(luò)合物濃縮液中水溶腐植酸含量為15-25%，固體腐植酸尿素絡(luò)合物中水溶腐植酸含量為30-50%。方案中所述的造粒為塔式噴淋造粒、流化床造粒、轉(zhuǎn)盤造粒、轉(zhuǎn)筒造粒。用本發(fā)明提供的方法制備腐植酸尿素緩釋肥料，其主要成分(重量百分比)是 (含有磷沒有列出)N:38%-42% ；水溶性腐植酸5%-15% ；水分5%-10% ;pH 值(1%水溶液) 6-8。本發(fā)明提供的方法與已公開的方法相比，具有如下優(yōu)點1.本發(fā)明使用的原料腐植酸原料煤(風(fēng)化煤、褐煤或泥炭)資源豐富、廉價易得； 生產(chǎn)工藝流程簡短，可嫁接于成熟的尿素生產(chǎn)濃縮干燥造粒工序，工藝條件易于控制，操作簡便；無需增加設(shè)備，減少了設(shè)備投資、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品水溶性好、無環(huán)境污染，易于規(guī)?；I(yè)化生產(chǎn)和推廣應(yīng)用。2.本發(fā)明制備腐植酸尿素緩釋肥料的方法適用性廣，適用于不同來源的風(fēng)化煤、 褐煤和泥炭，如用內(nèi)蒙武川風(fēng)化褐煤、烏海風(fēng)化煤、石拐風(fēng)化煤、巴盟中旗風(fēng)化煤為原料制備腐植酸尿素絡(luò)合物，都取得比較好的結(jié)果。3.腐植酸尿素絡(luò)合物可根據(jù)需要制成不同劑型、濃度，直接添加到尿素溶液(或熔融液)中，可生產(chǎn)不同類型、不同配比的肥料。4.在不添加任何粘合劑的情況下，腐植酸尿素絡(luò)合物與尿素熔融液通過短時間反應(yīng)，干燥造粒，產(chǎn)品不吸濕、不結(jié)塊，抗壓強度大，外形光滑美觀。5.本發(fā)明用磷酸鹽作活化劑，提高了水溶性腐植酸的提取率，同時腐植酸磷酸鹽復(fù)合物能抑制磷在土壤中的固定。6.本發(fā)明不添加任何粘結(jié)劑、脲酶抑制劑、硝化細菌抑制劑，無污染物排放。產(chǎn)品不僅能作為緩釋控釋肥料提高尿素肥效和氮的利用率，而且作為肥料基質(zhì)與磷、鉀肥復(fù)合使用，能起到解磷、解鉀作用。
具體實施例方式實施例1 取200份水于反應(yīng)器中，加入40份尿素，在55°C左右攪拌溶解后，加入含腐植酸44% (干基)含水沈.5%的內(nèi)蒙武川風(fēng)化褐煤(30目)80份，升溫到95°C左右反應(yīng)10分鐘，加入8份磷酸二銨，繼續(xù)攪拌反應(yīng)50分鐘，固液分離，清液中含水溶性腐植酸14.3%，N 9.2%。將清液蒸發(fā)濃縮，制得腐植酸尿素絡(luò)合物濃縮液(含水溶性腐植酸 20.4%, N 12.6% )，再將濃縮液干燥制得固體腐植酸尿素絡(luò)合物(含水溶性腐植酸38%， 含 N 28% )。實施例2 取200份水于反應(yīng)器中，加入48份尿素，在55°C左右攪拌溶解后，加入含腐植酸69% (干基)含水的內(nèi)蒙武川風(fēng)化褐煤(30目)80份，升溫到95°C左右反應(yīng) 10分鐘，加入8份磷酸二銨，繼續(xù)攪拌反應(yīng)45分鐘，冷卻，固液分離，清液烘干，制得固體腐植酸尿素71份，含腐植酸28份，腐植酸提取率70%，含水溶性腐植酸47%，N 30%。實施例3 將25份實施例1中制得的腐植酸尿素絡(luò)合物濃縮液與122份75%尿素熔融液混合，在入口溫度130°C，出口溫度50°C的條件下干燥造粒制得腐植酸尿素緩釋肥料，產(chǎn)品經(jīng)NY 1106-2006和GB M41方法檢驗，產(chǎn)品組成為水分3. 1%，總氮43. 1%，水溶性腐植酸5. 3%，pH值(1 250倍水溶液)8. 0。實施例4 在105份85%的尿素熔融液中加入11份實施例2中制得的固體腐植酸尿素，在入口溫度130°C，出口溫度50°C的條件下造粒干燥制得腐植酸尿素緩釋肥料，產(chǎn)品經(jīng)NY 1106-2006和GB 2441方法檢驗，產(chǎn)品組成為水分4. 2%，總氮43. 2%，水溶性腐植酸 5·4%，ρΗ 值(1 250 倍水溶液)8.2。實施例5 在反應(yīng)器中加入84份尿素熔融液，將50份實施例1中制得的腐植酸尿素絡(luò)合物濃縮液泵入反應(yīng)器，在入口溫度130°C，出口溫度50°C的條件下干燥造粒制得腐植酸尿素緩釋肥料，產(chǎn)品經(jīng)NY 1106-2006和GB 2441方法檢驗，產(chǎn)品組成為水分3. 5%， 總氮42. 2%，水溶性腐植酸10. 1%，ρΗ值(1 250倍水溶液)8. 1。實施例6 將32份實施例2中制得的固體腐植酸尿素加入到68份尿素熔融液中，在入口溫度130°C，出口溫度50°C的條件下干燥造粒制得腐植酸尿素緩釋肥料，產(chǎn)品經(jīng) NY 1106-2006和GB 2441方法檢驗，產(chǎn)品組成為水分3. 9%，總氮39. 2%，水溶性腐植酸 15·1%，ρΗ 值(1 250 倍水溶液):7.60
權(quán)利要求
1.一種腐植酸尿素緩釋肥料的制備新方法，其特征是a、腐植酸尿素絡(luò)合物的制備取40-200份水于反應(yīng)器中，加熱至20-60°C，加入20-400 份尿素，攪拌溶解后，加入40-200份腐植酸原料煤，將反應(yīng)溫度升高至40-10(TC，反應(yīng)5_30 分鐘，加入0-100份磷酸鹽，繼續(xù)攪拌反應(yīng)30-120分鐘，固液分離，清液蒸發(fā)濃縮制得腐植酸尿素絡(luò)合物濃縮液，或干燥制得固體腐植酸尿素絡(luò)合物；b、腐植酸尿素緩釋肥料的制備將上述腐植酸尿素絡(luò)合物濃縮液20-100份或?qū)?0-50 份固體腐植酸尿素絡(luò)合物配成30-50%溶液定量添加到65-125份濃度為75% -99. 9%的尿素熔融液中，混合均勻，蒸發(fā)濃縮，干燥、造粒制得腐植酸尿素緩釋肥料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征是所述的腐植酸原料煤為風(fēng)化煤、褐煤、泥炭中的任何一種或多種組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征是所述的腐植酸原料煤含水量為0-40%，腐植酸含量彡20%，粉碎過30-200目篩。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征是所述的水為純凈水、軟化水、自來水、天然水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征是所述的尿素和磷酸鹽為工業(yè)品或農(nóng)用品。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征是所述的磷酸鹽為各種水溶性磷酸鹽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征是所述的磷酸鹽為磷酸鉀、磷酸銨、磷酸鈉。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征是所述的磷酸鹽，當用量重量為0份時，尿素與腐植酸原料煤的重量比>2 1 ；當用量重量大于0份小于等于100份時，尿素與腐植酸原料煤的重量比彡2 1。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征是所述的腐植酸尿素絡(luò)合物濃縮液中水溶腐植酸含量為15-25%，固體腐植酸尿素絡(luò)合物中水溶腐植酸含量為30-50%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征是所述的造粒為塔式噴淋造粒、流化床造粒、轉(zhuǎn)盤造粒、轉(zhuǎn)筒造粒。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種腐植酸尿素緩釋肥料的制備新方法，該方法是在20-60℃條件下，用40-200份水溶解20-400份尿素，然后在40-100℃下，與40-200份腐植酸原料煤反應(yīng)5-30分鐘，再加入0-100份磷酸鹽，繼續(xù)反應(yīng)30-120分鐘。固液分離，蒸發(fā)濃縮，制得腐植酸尿素絡(luò)合物濃縮液或干燥制得固體腐植酸尿素絡(luò)合物，最后與尿素溶液或熔融液反應(yīng)，經(jīng)濃縮干燥造粒制得腐植酸尿素緩釋肥料。本發(fā)明使用的原料資源豐富，廉價易得；生產(chǎn)工藝流程短，設(shè)備操作簡便，可嫁接于成熟的尿素生產(chǎn)工序，易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；產(chǎn)品水溶性好，外形美觀，能有效地抑制尿素在土壤中的分解速度，提高尿素肥效和氮的利用率。
文檔編號C05G3/08GK102153424SQ20111012662
公開日2011年8月17日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者張鴻云, 王麗霞, 王鵬瑞, 董鈺, 譚鈞, 趙世軍, 邢文軍 申請人:張鴻云, 王麗霞, 王鵬瑞, 董鈺, 譚鈞, 趙世軍, 邢文軍