專利名稱：緩釋氮素化肥的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氮素化肥，具體為緩釋氮素化肥的制備方法。
尿素、氯化銨等氮素化肥是極易溶于水的氮素肥料，由于灌溉、降雨對農(nóng)田中化肥的淋溶、使地下水、湖泊水面已呈富營養(yǎng)化的污染趨勢，僅以北京地區(qū)而論，每畝施20kg尿素，將流失4-6kg，單獨因水淋溶，浪費率達20-30％。因此提高化肥(尤其是氮肥)的利用率，近年來已成為國內(nèi)外有關(guān)方面關(guān)注和急待解決的重要問題；在現(xiàn)有技術(shù)中，將氯化銨、尿素等通過某些理化反應(yīng)，使其變成為緩慢溶解的氮素化肥品種如尿醛縮合化肥(1)(2)、硫包衣尿素(3)、粒徑為10mm的大粒尿素(4)、以鈣鎂磷肥為主要包復(fù)劑的“樂喜施”(5)等，均有明顯的提高其利用率的作用。但其中大多數(shù)均因制作工藝較復(fù)雜、設(shè)備要求嚴格或包復(fù)劑價格高，而使產(chǎn)品的成本大大高于普通氯化銨、尿素的1-3倍，或因化工生產(chǎn)對環(huán)境的污染，難以推廣到規(guī)模化生產(chǎn)。如用涂布法生產(chǎn)的粒徑為10mm大粒尿素，需純度大于98％的尿素，在高溫(140℃)融熔，于轉(zhuǎn)鼓內(nèi)高溫噴霧，反復(fù)涂布，使晶體長大，工藝操作十分精細嚴格，由于成本高，只推廣用于花卉，園藝、草坪、高爾夫球場等高附加值作物；用于硫包衣尿素的硫，價格較高，包硫工藝條件苛刻；在國內(nèi)已成為商品的“樂喜施”，其成本與普通復(fù)合肥相當，主要適用于酸性土壤，不太適于北方石灰性土壤，且氮素含量相對偏低，僅10％左右，尚不夠理想。
為克服目前緩釋氮素化肥中存在的生產(chǎn)工藝路線復(fù)雜、表面包復(fù)材料價格過高、污染環(huán)境等難以形成規(guī)模化生產(chǎn)的缺陷，本發(fā)明目的提供一種生產(chǎn)緩釋氮素化肥的簡便方法，選用價格較低的包裹劑，氮含量接近氯銨、尿素，易于操作控制，而且不污染環(huán)境，適合于規(guī)?；a(chǎn)的工藝技術(shù)，從而達到可大規(guī)模提高氮素化肥的利用率。
氮素化肥如尿素、氯化銨等各種無機銨鹽與成膜的無機材料之間，無親和力，難以在肥料表面形成一層復(fù)蓋膜，以減緩肥料的水溶速度。本發(fā)明采用了偶聯(lián)方法，在氮素化肥表面與包裹劑之間利用偶聯(lián)劑使其緊密的結(jié)合，使包裹劑容易在氮素化肥表面形成抗水膜，以達到氮素化肥表面活化和抗水的效果。本發(fā)明選用了偶聯(lián)效果顯著的偶聯(lián)劑的材料——酞酸酯、鋁酸酯，與作為潤滑劑的硬化動物脂及低分子量聚乙烯，按一定的配比加工成復(fù)合偶聯(lián)劑，硬化動物脂是指牛油或羊油，低分子量聚乙烯以分子量為7000-13000的聚乙烯較好；選用了價格低具有成膜性和抗水的無機物作包裹劑，它們是碳酸鈣、硫酸鈣、高嶺土、蒙脫土或硅酸鈉等。本發(fā)明的制備緩釋氮素化肥的方法的具體工藝步驟是
(1)將偶聯(lián)劑與硬化動物脂及低分子量聚乙烯按0.5-1.5∶2-4∶2-5的重量配比混合，在95℃-100℃的溫度條件下，加熱融熔，以100-150rpm，攪拌4-6分鐘，冷卻后，將固態(tài)物切成碎片，即加工成復(fù)合偶聯(lián)劑。
(2)按氮素化肥∶復(fù)合偶聯(lián)劑∶包裹劑為100∶2-5∶8-12的重量配比，首先將氮肥與復(fù)合偶聯(lián)劑混合，在90℃-100℃，以100-150rpm的攪拌條件下，經(jīng)4-6分鐘攪拌分散均勻后，使其在氮素化肥表面形成與包裹劑親和的活化膜，然后加入包裹劑，繼續(xù)攪拌5-8分鐘。冷卻后在化肥表面的活化膜上形成了抗水膜，經(jīng)過篩、篩選制得粒徑為2-5mm的緩釋氮肥產(chǎn)品。
本發(fā)明的制備緩釋氮素化肥所用的氮素化肥是指尿素、氯化銨、硫酸銨、硝酸銨等。
本發(fā)明的制備緩釋氮素化肥，由于采用了偶聯(lián)的方法，使得在化肥表面包裹抗水層的條件簡單容易，無需復(fù)雜精細的操作，只需將一定配比的復(fù)合偶聯(lián)劑、包裹劑在普通帶攪拌裝置的反應(yīng)釜中，在100℃以下10-20分鐘即可完成，不產(chǎn)生廢氣、廢水、廢物，不污染環(huán)境，選用的復(fù)合偶聯(lián)劑原料及包裹劑材料，價格適中和低廉，而這些不含氮的原料只占緩釋氮肥的10％左右，氮素養(yǎng)分可達氯化銨≥20％，尿素≥40％，其產(chǎn)品價格與尿素相當，以本方法生產(chǎn)的緩釋氮肥產(chǎn)品比同氮量的普通氮肥作田間施肥可使農(nóng)產(chǎn)品增產(chǎn)20-40％；用于蔬菜、花卉施肥試驗，與尿素相比，可節(jié)藥化肥20％；由于生產(chǎn)工藝簡單，不需特殊設(shè)備，且周期短、成本低其產(chǎn)品價格與尿素相當、化肥利用率高，節(jié)肥效果顯著，因此，本發(fā)明方法適用于規(guī)模化生產(chǎn)，可大范圍地推廣用于大田及蔬菜園藝及高附加值作物的施肥。
實例1鋁酸酯 DL-411型新型鋁偶聯(lián)劑12kg(福建師范大學高分子實驗廠產(chǎn))牛油(粗煉牛油、農(nóng)貿(mào)市場購入)24kg粉狀聚乙烯 (分子量7000-10000四川成都祥和聚乙烯蠟廠產(chǎn)) 12kg在100立升帶攪拌的反應(yīng)釜中，攪拌轉(zhuǎn)速120rpm，在95℃-100℃，放入上述混合物，5分鐘后熔化成均一相，放出到瓷盆中，冷卻，用切割機切成復(fù)合偶聯(lián)劑碎片備用；將200立升帶攪拌的反應(yīng)釜加熱到90℃-100℃，取上述復(fù)合偶聯(lián)劑碎片3kg，與農(nóng)用尿素肥料100kg，充分攪拌(120rpm)混合約5分鐘，使尿素表面形成一層活化膜；然后加入10kg的碳酸鈣(100目工業(yè)級)，繼續(xù)攪拌，使其均勻混入尿素中，5分鐘后冷卻，則形成緩釋尿素產(chǎn)品，過篩，取粒度為2-5mm的產(chǎn)品106kg。余下粉末，可于下次配料時再利用。
實施例2方法步驟同實例1，僅使用氯化銨(粉狀、農(nóng)用)代替尿素，但首先需將粉狀氯化銨加熱攪拌，然后加入復(fù)合偶聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌均勻，5分鐘后，加入碳酸鈣，攪拌均勻，加工成疏水緩釋氯化銨。
實施例3方法步驟同實例1，僅用鈦酸酯代替鋁酸酯生產(chǎn)出粒度為2-5mm緩釋尿素100kg。鈦酸酯(浙江省黃巖熒光廠產(chǎn)的HY840)，該產(chǎn)品釋放氮速度更為緩慢，適用于城市園林，草坪等。
實施例4方法步驟同實例1，僅采用NE-11聚乙烯蠟(上海金山化工廠產(chǎn))代替7000-10000低分子量聚乙烯，硫酸鈣代替碳酸鈣生產(chǎn)出粒度為3-5mm，緩釋尿素103kg。產(chǎn)品釋放氮最慢，適用于人參等。
實施例5在模擬土壤施肥及灌溉降雨條件下，分別對普通的尿素、氯化銨與實例1的緩釋尿素、實例2的緩釋氯化銨進行流失對比試驗，在每次水面高30mm降水(灌溉)條件下，只3次淋浴，普通氮肥、全部洗脫出來，又以第一次最大，達50％。而緩釋氮肥，每次僅淋溶10％左右，經(jīng)10次淋溶才被淋溶完畢?？苫具_到在一季作物上，只用基肥施用，不必追施氮肥，可達到高產(chǎn)效果。
實施例6肥料后效試驗以盆裁以例，在一次施足作基肥時，每盒10g尿素及10g緩釋尿素對比測試。第一茬生菜，每盆產(chǎn)量均為250-300g，二種肥料無產(chǎn)量差異。在完全均不施肥的條件下，第二茬種植菠菜，普通尿素的盆，產(chǎn)量僅為120g，而緩釋尿素則為200g。同樣第三茬種植油菜，尿素為25g，而緩釋尿素重達150g?？梢姾笮O明顯。
實施例7小麥小區(qū)試驗，以每畝分別用尿素和緩釋尿素30kg相比較，完全不再追施肥料。尿素施用者的產(chǎn)量為350kg/畝，而緩釋尿素者，則為420kg。增產(chǎn)達20％。
參看資料(1)伊淑清尿素深度加工產(chǎn)品及市場分析化肥工業(yè)1993 VOL.20 NO1 51-55.
(2)Oerti jj.Controlled release fertilizer Fert.Res.1980.1.103-236.
(3)何緒生等控效肥料的研究進展植物營養(yǎng)及肥料學報1998.4(2)97-106.
(4)鄒鳴昌美國涂布法尿素造粒開發(fā)化肥工業(yè)1996.
(5)張寶林新型緩釋性復(fù)合肥制化肥工業(yè)1995 VOL 22 NO6 329-33權(quán)利要求
1.一種緩釋氮肥的制備方法，其特征在于以偶聯(lián)方法，使包裹劑在氮素化肥表面形成抗水膜，所述偶聯(lián)方法的偶聯(lián)劑是鈦酸酯或鋁酸酯，所述包裹劑是具有成膜性和抗水的無機物，其具體制作步驟是(1)將偶聯(lián)劑與硬化動物脂及分子量為7000-13000的聚乙烯按0.5-1.5∶2-4∶2-5的重量比混合，在95℃-100℃融熔，攪4-6分鐘，冷卻后，切碎，加工成復(fù)合偶聯(lián)劑；(2)按氮素化肥∶復(fù)合偶聯(lián)劑∶包裹劑為100∶2-5∶8-12重量配比首先將氮肥與復(fù)合偶聯(lián)劑混合，在90℃-100℃，100-150rpm攪拌4-6分鐘，加入包裹劑，續(xù)攪5-8分鐘，冷卻，過篩；所述無機物是指碳酸鈣、硫酸鈣、高嶺土、蒙脫土或硅酸鈉中任一種，所述硬化動物脂是牛油或羊油。
2.如權(quán)利要求1所述的緩釋氮肥的制備方法，其特征在于所述氮素化肥是尿素、氯化銨、硫酸銨、硝酸銨中的任一種。
全文摘要
一種利用偶聯(lián)劑制作緩釋氮素化肥的方法。選用鈦酸酯或鋁酸酯為偶聯(lián)劑,以無機物(硫酸鈣、碳酸鈣、硅酸鈉、粘土等)為包裹劑。將氮肥與復(fù)合偶聯(lián)劑、包裹劑按一定比例,在90—100℃攪拌條件下,10—20分鐘可完成氮肥的包覆抗水作用。工藝易控、生產(chǎn)周期短,其原料成本與產(chǎn)品價格基本上與普通氮肥相當。緩釋尿素氮含量≥40%,緩釋氯化銨為則≥20%。用于大田施肥,與同等化肥比,增產(chǎn)20%;園藝施肥,可節(jié)約化肥20%,適于規(guī)模化生產(chǎn)和應(yīng)用。
文檔編號C05G3/00GK1253127SQ98120668
公開日2000年5月17日 申請日期1998年11月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月6日
發(fā)明者金維續(xù) 申請人:金維續(xù)