CN101108781A

CN101108781A - 一种缓释、长效尿素肥料及其制备工艺

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Publication number: CN101108781A
Application number: CNA2006100472578A
Authority: CN
Inventors: 李东坡; 武志杰; 陈利军
Original assignee: Institute of Applied Ecology of CAS
Current assignee: Institute of Applied Ecology of CAS
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2026-07-21
Also published as: CN101108781B

Abstract

本发明涉及氮素肥料，具体地说是一种在尿素表面涂层生化抑制剂的缓释、长效尿素肥料及其制备工艺。肥料成分：尿素、生化抑制剂、粘合剂以及有机溶剂，所述工艺：将混合有生化抑制剂、粘合剂以及有机溶剂的悬浮溶液通过流化床均匀喷涂在流化状态下的成型尿素颗粒表面，得到缓释尿素肥料。本发明的肥料充分发挥两种生化抑制剂的作用功效；使尿素肥效期明显延长，实现了一次基施氮肥可满足作物整个生长季对氮素的需要，农业生产省工、省时。生产成本低，环境友好，本发明制备工艺对于尿素二次加工而言，操作简单、易于实现，可进行工业化大规模生产。

Description

一种缓释、长效尿素肥料及其制备工艺

技术领域

本发明涉及氮素肥料，具体地说是一种在尿素表面涂层生化抑制剂的缓释、长效尿素肥料及其制备工艺。

背景技术

普通氮素肥料肥效期短，肥料氮素利用率低，尿素氮的总体利用率只有30～35％，氮素的淋失、挥发、地表径流等损失较多，肥料施入的经济效益较低，造成资源的巨大浪费和农业生产成本的增加。同时产生地下水和土壤面源的污染，引起温室气体效应和水体的富营养化，使生态环境恶化。为减轻和解决这些问题，在加强和提高农业生产经营的技术管理的同时，需通过改进肥料的自身性能，延长肥料的有效作用时间，减缓其在土壤中的转化强度，从而提高肥料利用率，特别是氮肥的利用率。

目前工业所生产和农业施用的普通尿素都是速溶肥料，在水和土壤中溶解转化很快。尿素施入土壤后在土壤中的脲酶作用下很快转化为铵态氮，大量的铵态氮是土壤pH值迅速升高，氨挥发增加；在通气状况良好的土壤中，在土壤硝化细菌的作用下发生硝化作用，铵态氮在很短的时间内就转化为亚硝态氮和硝态氮，硝态氮在土壤中极易淋失，亚硝态氮也会以氮的氧化物的形式呈气态损失，造成肥料氮的大量损失，从而降低了肥料氮的利用率。

现有技术显示，在常温下，尿素氮肥在土壤中在脲酶的作用下水解的时间一般在3天左右，而没有脲酶存在，则需要30年才能水解完全。因此向尿素中添加脲酶抑制剂抑制土壤中脲酶活性是减缓尿素水解、延长尿素肥效期的简便而有效方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高尿素肥料的氮素利用率、显著延长尿素水解和转化为硝态氮时间的缓释、长效尿素肥料及其制备工艺。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：肥料成分：尿素、生化抑制剂、粘合剂以及有机溶剂，所述生化抑制剂为脲酶抑制剂和硝化抑制剂，脲酶抑制剂为：N-丁基硫代磷酰三胺、N-丁基磷酸三酰胺或N-甲基吡咯烷酮；硝化抑制剂为：双氰胺；粘合剂为：丙烯酸树脂与乙基纤维素的共聚物或乙基纤维素；有机溶剂为：工业乙醇、乙醚；所述肥料成分的重量份数比为：尿素∶脲酶抑制剂∶硝化抑制剂∶粘合剂＝1∶0.00625-0.01∶0.005-0.02∶0.05-0.1，以及5-10ml有机溶剂。

所述的粘合剂中丙烯酸树脂与乙基纤维素的重量份数比为1∶0.1-0.3。

所述的尿素含氮量为46％-46.3％，颗粒粒径为：0.5-4.5mm。

所述缓释、长效尿素肥料的制备工艺为：将混合有生化抑制剂、粘合剂以及有机溶剂的悬浮溶液通过流化床均匀喷涂在流化状态下的成型尿素颗粒表面，得到缓释尿素肥料；其中：流化床中的进风温度为60～75℃，压缩空气压强0.35～0.65Pa，喷头雾化压0.05～0.15Pa。

本发明专利具有如下优点：

1.本发明肥料中添加脲酶抑制剂与硝化抑制剂双氰胺(DCD)，使脲酶抑制剂与DCD作用原理互补，充分发挥两种生化抑制剂的作用功效；使尿素肥效期明显延长，实现了一次基施氮肥可满足作物整个生长季对氮素的需要，农业生产省工、省时。

2.采用本发明的肥料可显著提高尿素氮肥的氮素利用率，其利用率可提高30％～50％。

3.本发明对于尿素二次加工而言，操作简单、易于实现。

4.生产成本低，环境友好的特点。对于尿素二次加工而言，本技术生产1吨本发明尿素产品只在原有尿素成本基础上增加2.7％～4.5％成本；本发明在尿素工业化生产过程中添加抑制剂，在原有尿素成本基础上只增加1.6％～3.1％成本。同时本发明采用的原料脲酶抑制剂与硝化抑制剂都是廉价、高效、原料易得、无污染。

5.本发明与现有添加单一抑制剂尿素的技术相比，具有抑制尿素氮水解和转化的双重作用。同时也克服了以前的产品主要采用氢醌(对苯二酚)作脲酶抑制剂及其降解产物污染环境的弊端，实现了环境友好的缓释尿素的生产。

6.效果好，本发明的缓释、长效尿素肥料施入土壤中可保持尿素含量25～30天以上，延长尿素肥效期63～70天，肥料总有效期达到120～135天。

7.本发明克服了直接包膜肥料生产成本高的缺点，氮素进入土壤后转化快、养分易流失的缺点，成本在同类尿素肥料中是最低的。在有效时间上完全可以代替肥效期相对较短的包膜肥料。

8.本发明的缓释、长效肥料适用于各种作物，并且对后茬作物具有一定效果。

9.本发明的缓释尿素可进行工业化生产，在尿素合成工业化生产中的操作工艺流程，是在尿素熔融状态的流程装置前增设生化抑制剂混合物的加入装置，无需对其他流程进行改进，通过此装置向尿素中添加本发明的生化抑制剂以及植物油的混合溶液即可。易于进行工业化大规模生产。

说明书附图

图1为本发明缓释尿素肥料制备工艺的流化床工艺流程结构图。

标号为：1.喷射塔、2.肥料进料口、3.废气排出口、4.雾化喷头、5.流量控制器、6.进风通道、7.热交换器、8.孔板流量计、9.鼓风机、10.液罐、T1.进风温度计、T₂.物料温度计、T₃.排风温度计、SL.热交换方向。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

制备缓释尿素原料为：以100份尿素颗粒为基准，0.0625份N-丁基硫代磷酰三胺、2份DCD、5份丙烯酸树脂与乙基纤维素共聚物、工业乙醇溶液500ml；其中尿素颗粒中含氮46.3％、粒径为0.5mm，丙烯酸树脂与乙基纤维素的重量份数比为1∶0.1。

制备方法：

1)配制悬浮溶液：将5份丙烯酸树脂与乙基纤维素的共聚物溶入500ml工业乙醇溶液中，再将0.0625份N-丁基硫代磷酰三胺与2份DCD混合均匀后加入，搅拌均匀的共聚物组成混合悬浮溶液，待用。

2)利用流化床涂布技术(参见图1)，将配制好的混合悬浮溶液置于液灌10中，同时将100份中含氮46.3％的尿素颗粒由肥料进料口2注入喷射塔1中进行流化，而后随流化床的运行将悬浮溶液通过流量控制器5由雾化喷头4均匀地涂布在尿素颗粒表面，最终制得含氮43.2％的缓释、长效尿素肥料。其中：流化床运行的参数为进风温度60℃，压缩空气压强0.35Pa，喷头雾化压0.05Pa。

实施例2：

制备缓释尿素原料为：以100份尿素颗粒为基准，1份N-丁基磷酸三酰胺、0.5份DCD、6份丙烯酸树脂与乙基纤维素共聚物、乙醚溶液500ml；其中尿素颗粒中含氮46.3％、粒径为1mm，丙烯酸树脂与乙基纤维素的重量份数比为1∶0.15。

制备方法：

1)配制悬浮溶液：将6份丙烯酸树脂与乙基纤维素共聚物溶入500ml乙醚溶液中，再将1份N-丁基磷酸三酰胺与0.5份DCD混合均匀后加入，搅拌均匀的共聚物组成混合悬浮溶液，待用。

2)将配制好的混合悬浮溶液置于液灌10中，同时将100份中含氮46.3％的尿素颗粒由肥料进料口2注入喷射塔1中进行流化，而后随流化床的运行将悬浮溶液通过流量控制器5由雾化喷头4均匀地涂布在尿素颗粒表面，最终制得含氮43.4％的缓释、长效尿素肥料。其中：流化床运行参数为进风温度60℃，压缩空气压强0.35Pa，喷头雾化压0.05Pa。

实施例3：

制备缓释尿素原料为：以100份尿素颗粒为基准，1份N-甲基吡咯烷酮、2份DCD、10份丙烯酸树脂与乙基纤维素共聚物、工业乙醇溶液1000ml；其中尿素颗粒中含氮46.1％、粒径为2mm，丙烯酸树脂与乙基纤维素的重量份数比为1∶0.3。

制备方法：

1)配制悬浮溶液：将10份丙烯酸树脂与乙基纤维素共聚物溶入1000ml工业乙醇溶液中，再将1份N-甲基吡咯烷酮与2份DCD混合均匀后加入，搅拌均匀的共聚物组成混合悬浮溶液，待用。

2)将配制好的混合悬浮溶液置于液灌10中，同时将100份中含氮46.1％的尿素颗粒由肥料进料口2注入喷射塔1中进行流化，而后随流化床的运行将悬浮溶液通过流量控制器5由雾化喷头4均匀地涂布在尿素颗粒表面，最终制得含氮40.9％的缓释、长效尿素肥料。其中：流化床运行参数为进风温度75℃，压缩空气压强0.65Pa，喷头雾化压0.15Pa。

实施例4：

制备缓释尿素原料为：以100份尿素颗粒为基准，0.5份N-丁基硫代磷酰三胺、1份DCD、8份乙基纤维素、工业乙醇溶液800ml；其中尿素颗粒中含氮46.2％、粒径为：3mm。

制备方法：

1)配制悬浮溶液：将8份乙基纤维素溶入800ml工业乙醇溶液中，再将0.5份N-丁基硫代磷酰三胺与1份DCD混合均匀后加入，搅拌均匀的共聚物组成混合悬浮溶液，待用。

2)将配制好的混合悬浮溶液置于液灌10中，同时将100份中含氮46.2％的尿素颗粒由肥料进料口2注入喷射塔1中进行流化，而后随流化床的运行将悬浮溶液通过流量控制器5由雾化喷头4均匀地涂布在尿素颗粒表面，最终制得含氮42.2％的缓释、长效尿素肥料。其中：流化床运行参数为进风温度70℃，压缩空气压强0.45Pa，喷头雾化压0.10Pa。

Claims

1.一种缓释、长效尿素肥料，其特征在于：肥料成分：尿素、生化抑制剂、粘合剂以及有机溶剂，所述生化抑制剂为脲酶抑制剂和硝化抑制剂，脲酶抑制剂为：N-丁基硫代磷酰三胺、N-丁基磷酸三酰胺或N-甲基吡咯烷酮；硝化抑制剂为：双氰胺；粘合剂为：丙烯酸树脂与乙基纤维素的共聚物或乙基纤维素；有机溶剂为：工业乙醇、乙醚；所述肥料成分的重量份数比为：尿素∶脲酶抑制剂∶硝化抑制剂∶粘合剂＝1∶0.00625-0.01∶0.005-0.02∶0.05-0.1，以及5-10ml有机溶剂。

2.按权利要求1所述的缓释、长效尿素肥料，其特征在于：所述的粘合剂中丙烯酸树脂与乙基纤维素的重量份数比为1∶0.1-0.3。

3.按权利要求1所述的缓释、长效尿素肥料，其特征在于：所述的尿素含氮量为46％-46.3％，颗粒粒径为：0.5-4.5mm。

4.一种按权利要求1所述的缓释、长效尿素肥料的制备工艺，其特征在于：将混合有生化抑制剂、粘合剂以及有机溶剂的悬浮溶液通过流化床均匀喷涂在流化状态下的成型尿素颗粒表面，得到缓释尿素肥料；其中：流化床中的进风温度为60～75℃，压缩空气压强0.35～0.65Pa，喷头雾化压0.05～0.15Pa。