一種生產緩效多營養包膜尿素的方法

2024-04-08 06:59:05

專利名稱：一種生產緩效多營養包膜尿素的方法
技術領域：
本發明專利涉及的是一種含中量、微量植物營養元素的緩效尿素的生產方法。
尿素施入土壤後，很快溶解，並在土壤中尿素酶的作用下轉化為氨態氮和硝態氮。其肥效短，有一部分氮隨雨水或灌溉水淋失或流失，還有一部分氨態氮揮發掉。因此，尿素中的氮不能全部被作物吸收，其當季被作物的利用率只有40％左右，有一半以上的氮損失掉。主要作物對尿素中氮的利用率見表1。所以，提高尿素中氮的利用率是國內外面臨的重要課題。為提高尿素中氮的利用率，通常是將尿素進一步加工成緩效肥料，使尿素中的氮在施入土壤後緩慢釋放，以滿足作物生長期的需要，減少尿素中氮的損失，提高氮的利用率。國外生產緩效尿素的方法主要有三種(1)採用化學合成法，使尿素轉化為溶解慢或分解慢的化合物，如尿甲醛；(2)在尿素中加入尿酶抑制劑，以減緩尿素在土壤中分解的速率；(3)在尿素外包裹一層控制釋放膜來減緩其溶出，如包硫尿素。其中包膜尿素，特別是包硫尿素是國外生產量最大的緩效尿素，這主要是因為尿素外包裹硫磺，不但可以使尿素緩效，同時，硫也是作物需要的第四大營養元素。如每公頃生產6噸小麥，對N、P、K、S的需求量分別為120、25、80、25kg；每公頃生產7噸水稻，對N、P、K、S的需求量分別為150、25、17、20kg。隨著高濃度肥料施用量的不斷增加，含硫的過磷酸鈣施用量相對減少，以及作物產量的提高，國內外缺硫面積均不斷擴大。不論在我國的南方還是北方，都有大量缺硫的報導，施硫後小麥平均增產15％、水稻16％、油菜子19％。包硫尿素不但可提高氮的利用率5％～10％，且可抑制病蟲害的發生。
表1 主要作物對尿素中氮的利用率作物 氮肥 試驗數 試驗點 氮肥利用率/％平均值 變幅水稻 尿素 125 寧夏、河南、江蘇、浙江 38 22～62江西、安徽、上海、廣西小麥 尿素 58甘肅、寧夏、河南、北京 41 9～72山東、江蘇、浙江、上海、四川注資料來源《磷肥與復肥》1996年第4期。
目前，國外生產包硫尿素的方法主要有兩種一是熔融硫磺包裹尿素；二是將硫磺粉加入熔融尿素溶液中，製成含硫尿素。前者投資較大，生產成本較高，後者緩效性較差。開發此發明專利的目的，在於找到一種和國外包硫尿素生產工藝不同，適合我國國情的生產緩效尿素的方法，以提高氮的利用率，為農業提供高效肥料。同時，我國出現了大面積缺硫及缺微量元素現象，根據土壤情況和作物需要，加入中、微量元素，製成多營養包膜尿素，既解決了缺硫問題也解決了微量元素肥料不易均施問題，因為施肥不均還會對作物造成損害，還解決了尿素存放中的結塊問題，有利於機械化施肥。
緩效多營養包膜尿素生產工藝如下原料農用尿素；硫磺粉；98％硫酸；矽酸鈉；氧化鎂；硫酸鋅；硫酸銅；硫酸錳；硫酸亞鐵；硼砂；鉬酸銨或鉬酸鈉。
工藝過程為(1)原料處理尿素如有結塊，需過篩，將結塊尿素篩出；硫磺需粉碎至20～500目；氧化鎂、硫酸鋅、硫酸銅、硫酸錳、硫酸亞鐵、硼砂、鉬酸銨或鉬酸鈉需粉碎至50～300目。(2)粘結劑配製將1～5份重量的矽酸鈉溶於10份重量的水中，均勻混合後加入1～10份重量的硫酸，再均勻混合，冷卻至50℃以下備用。(3)緩效多營養包膜尿素的生產將處理好的原料尿素，其用量為以產品重量為基準的20％～90％，加入包膜機中，將硫磺粉、氧化鎂、硫酸鋅、硫酸銅、硫酸錳、硫酸亞鐵、硼砂、鉬酸銨或鉬酸鈉等粉狀原料，其用量為以產品重量為基準的80％～10％，按比例混合均勻。向包膜機中的尿素上，邊噴由矽酸鈉和硫酸制好的粘結劑，其用量為以產品重量為基準的1％～20％，邊加上述混合均勻的粉狀原料。利用粘結劑的粘結作用，使粉狀原料均勻地包裹在尿素表面，形成一層緻密的薄膜，半成品經乾燥，冷卻後即得成品緩效多營養包膜尿素。
實例稱取0.5kg矽酸鈉，溶於3kg水中，混合均勻後，邊攪拌邊加入1.5kg硫酸。硫酸加完後再攪拌5分鐘，冷卻至50℃以下即為製備好的粘結劑。稱取65kg尿素，15kg硫磺粉，10kg氧化鎂，0.25kg硫酸亞鐵，0.25kg硫酸錳，0.1kg硫酸銅，0.12kg硫酸鋅，0.05kg硼砂，0.001kg鉬酸銨。將稱好的硫磺粉、氧化鎂、硫酸亞鐵、硫酸錳、硫酸銅、硫酸鋅、硼砂和鉬酸銨混合均勻。將尿素加入包裹機中，邊噴入配製好的粘結劑，邊加上述混合均勻的粉狀原料，直到原料和粘結劑加完以後，即製成半成品，半成品經乾燥固化、冷卻後即得100kg緩效多營養包膜尿素產品。產品含29.9％N，15％S，6％Mg，0.05％Fe，0.065％Mn，0.025％Cu，0.025％Zn，0.01％B，0.002％Mo。
緩效多營養包膜尿素的開發成功，其工藝技術，產品性能和農化效果與國外現有包硫尿素產品和技術相比有一定優勢。這主要表現在(1)選用一種復配的粘結劑將硫磺粉和中、微量元素等包裹在尿素表面，而且該粘結劑是一種土壤調理劑，它節省了熔硫設備，因而投資省、成本低。農化試驗表明，比等養分的對比增產9.5％；(2)和國外包硫尿素相比，加入了中、微量元素，如鎂、硼、銅、鋅、鐵、鉬、錳等，使其和硫磺一起包裹在尿素表面。據印度試驗研究，微量元素包裹在尿素表面，不易被土壤固定，其利用率可提高50％；(3)解決了尿素的結塊問題。國外為防止尿素結塊，專門加防結塊劑。
本技術適合於各種規模的尿素生產廠將其全部或部分尿素產品加工成緩效多營養包膜尿素。緩效多營養包膜尿素的生產和尿素生產是相對獨立的，如增加300m2左右的廠房和有關設備，即可建成1萬噸/年緩效多營養包膜尿素生產裝置，既不需對原有尿素裝置作任何改動，也不影響原尿素裝置的生產。
權利要求
1.一種緩效多營養包膜尿素的生產方法，其特徵在於採用一種復配的粘結劑，將粉狀的硫磺粉、氧化鎂、硫酸鋅、硫酸銅、硫酸錳、硫酸亞鐵、硼砂、鉬酸銨或鉬酸鈉包裹在尿素表面，實現尿素的緩效，並為作物提供中量和微量營養元素。
2.按權利要求1所述的方法，其硫磺粉需粉碎至20～500目之間，氧化鎂、硫酸鋅、硫酸銅、硫酸錳、硫酸亞鐵、硼砂、鉬酸銨或鉬酸鈉需粉碎至50～300目之間。
3.按權利要求1所述的方法，其尿素用量為以產品重量為基準的20％～90％；硫磺粉、氧化鎂、硫酸鋅、硫酸銅、硫酸錳、硫酸亞鐵、硼砂和鉬酸銨或鉬酸鈉的用量為以產品重量為基準的80％～10％。
4.按權利要求1所述的方法，其所用的粘接劑由1～5份重量的矽酸鈉、10份重量的水和1～10份重量的硫酸復配而成，粘結劑用量為以產品重量為基準的1％～20％。
全文摘要
緩效多營養包膜尿素是選用一種複合配製的粘接劑，將硫磺粉、氧化鎂、硫酸鋅、硫酸銅、硫酸錳、硫酸亞鐵、硼砂和鉬酸銨(或鉬酸鈉)等作物營養物質或其中的部分原料緻密地包裹在尿素表面，製成的一種緩效氮肥。對玉米的農業試驗表明，氮的利用率可提高9.4％。和國外的熔融硫磺包裹尿素相比，投資省、成本低，且加入了作物需要的中量和微量元素。
文檔編號C05G3/08GK1161317SQ9710092
公開日1997年10月8日 申請日期1997年2月24日 優先權日1997年2月24日
發明者張文輝, 許秀成, 段平, 侯翠紅, 張保林, 谷守玉 申請人:鄭州工業大學