KR20050034270A - Method for preparing urea-clay mineral hybrid fertilizer - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비료로서 토양에 적용된 요소의 이화학적 및 생화학적 분해에 의한 요소의 비료효율의 저하를 획기적으로 개선함과 동시에 급속한 요소분해에 따른 NOx 가스발생에 의한 대기오염 및 질산태 질소의 수환경으로의 유입에 의한 수질오염을 격감시키기 위하여 요소를 분자수준에서 층상형 점토광물의 층간에 안정화시켜, 요소의 속효성을 유지함과 동시에 이화학적 및 생화학적 분해를 최소화하여 요소비료효과의 극대화를 도모할 수 있는 요소-점토광물 히브리드 비료의 제조방법을 제공하기 위한 것이다. The present invention significantly improves the deterioration of the fertilizer efficiency of urea by physicochemical and biochemical decomposition of urea applied to soil as fertilizer, and at the same time, the water environment of air pollution and nitrate nitrogen by NOx gas generation by rapid urea decomposition. Stabilizing urea between layers of stratified clay minerals at the molecular level in order to reduce the water pollution caused by the inflow to the water, maintain urea fastness and minimize physicochemical and biochemical decomposition to maximize urea fertilizer effect. It is to provide a method for producing a urea-clay mineral hybrid fertilizer which can be.

본 발명의 요소-층상형 점토광물의 제조방법은 판상형 점토광물 : (무기염 + 요소) 를 중량비로 1 : 0.5 ~ 2로 하며, 무기염 : 요소의 몰비를 1 : 2 ~ 6으로 혼합하여 30 내지 120℃의 온도하에서 0.5 내지 4시간 동안 가열처리하고 냉각 및 성형시키는 것으로 이루어진다.The method for preparing the urea-layered clay mineral of the present invention is a plate-shaped clay mineral: (inorganic salt + urea) in a weight ratio of 1: 0.5 to 2, and an inorganic salt: urea in a urea ratio of 1: 2 to 6 by mixing 30 Heat treatment, cooling and shaping for 0.5 to 4 hours at a temperature of from -120 [deg.] C.

Description

요소-점토광물 히브리드 비료의 제조방법{Method for preparing urea-clay mineral hybrid fertilizer}Method for preparing urea-clay mineral fertilizer {Method for preparing urea-clay mineral hybrid fertilizer}

본 발명은 요소-점토광물 히브리드 비료의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 비료로서 토양에 적용된 요소의 이화학적 및 생화학적 분해에 의한 요소의 비료효율의 저하를 획기적으로 개선함과 동시에 급속한 요소분해에 따른 NOx 가스발생에 의한 대기오염 및 질산태 질소의 수환경으로의 유입에 의한 수질오염을 격감시키기 위하여 요소를 분자수준에서 층상형 점토광물의 층간에 안정화시켜, 요소의 속효성을 유지함과 동시에 이화학적 및 생화학적 분해를 최소화하여 요소비료효과의 극대화를 도모할 수 있는 요소-점토광물 히브리드 비료의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for the preparation of urea-clay mineral fertilizers. More specifically, the present invention significantly improves the deterioration of fertilizer efficiency of urea by physicochemical and biochemical decomposition of urea applied to soil as fertilizer, and at the same time air pollution and nitrates by NOx gas generation due to rapid urea decomposition. In order to reduce water pollution caused by the inflow of nitrogen into the water environment, urea is stabilized between layers of layered clay minerals at the molecular level to maintain urea fastness and minimize physicochemical and biochemical decomposition, The present invention relates to a method for producing urea-clay mineral hybrid fertilizer capable of maximization.

일반적으로 요소(尿素, Urea)는 대표적인 화학질소비료로서 작물에 필요한 질소성분을 신속히 공급할 수 있는 속효성을 갖고 있다. 그러나, 요소는 물리화학적 안정성이 낮고, 토양에서 높은 활성을 띄고 있는 요소분해효소인 우레아제(Urease)에 의해 빠르게 분해되기 때문에 작물체로의 흡수율이 30% 수준으로 알려져 있다.In general, urea (尿 素, Urea) is a representative chemical nitrogen fertilizer has a fast effect to supply the nitrogen components necessary for crops quickly. However, urea has a low physicochemical stability and is rapidly degraded by urease, urease, which is highly active in soil.

즉, 토양에 사용된 요소의 대부분은 암모니아나 산화형인 NOx로 분해되어 가스로 대기중으로 휘산되거나 토양수에 의하여 질산 상태로 유실된다. 요소의 소실을 감소시키기 위한 초기의 노력들은 토양중에서 요소분해효소의 활성을 저해하는 방향이었다. 여러가지 우레아제의 활성 저해제가 개발되었으나, 대부분이 토양환경의 오염물질이거나 혹은 저해효율이 낮은 단점이 실용화에 큰 장애로 알려져 있다.That is, most of the urea used in the soil is decomposed into ammonia or oxidized NOx, volatilized into the atmosphere as gas, or lost to nitric acid by soil water. Early efforts to reduce urea loss were directed at inhibiting urease activity in soil. Although various inhibitors of urease activity have been developed, most of them are pollutants of soil environment or low inhibitory efficiency.

이후, 요소 대체 비료성분을 개발하거나 요소의 화학적 변형이나 피막을 통하여 이와 같은 문제점을 극복하기 위한 다수의 시도가 있어 왔으며, 그 결과 요소 유도체 합성이나 고분자 피막기법에 의한 완효성 질소비료가 소수 실용화된 실정이다. Since then, a number of attempts have been made to overcome such problems through developing urea substitute fertilizer, chemical modification or coating of urea. As a result, a few practical nitrogen fertilizers have been practically used by urea derivative synthesis or polymer coating technique. to be.

한편, 암모늄을 흡착한 점토광물의 활용은 질소함량이 낮아서 크게 실용화되지 않고 있는 실정이다. 최근 개발된 염이 내포된 점토광물을 활용한 친환경 고기능성 비료는 질소성분의 함량이 높고, 조제가 용이하여 실용화 가능성은 높으나 속효성인 요소비료와는 달리 완효성인 내포된 질산염을 주 비료성분으로 하고 있으며, 고온처리가 요구되기도 한다. On the other hand, the utilization of clay minerals adsorbed with ammonium is a situation that is not practical because of the low nitrogen content. Eco-friendly high-functional fertilizers using clay minerals containing recently developed salts have high nitrogen content and are easy to prepare, and have high potential for practical use. And high temperature treatment may be required.

따라서, 속효성으로 주로 활용되는 요소의 비료 효율 증진 및 비료 성분 소실로 인한 환경오염에 관한 문제들을 해결할 수 있는 기술의 개발은 매우 시급하다. 더욱이 요소는 속효성 질소비료로서 현재 전세계적으로 총 질소비료 소모량의 50% 이상을 차지하고 있으므로 위에 서술된 문제는 농업, 공업 및 환경분야의 우선적 해결과제로 남아 있다.Therefore, it is very urgent to develop a technology that can solve problems related to the improvement of fertilizer efficiency and the environmental pollution caused by the loss of fertilizer components. Moreover, urea is a fast-acting nitrogen fertilizer that currently accounts for more than 50% of total nitrogen fertilizer consumption worldwide, so the above-mentioned problems remain a priority for agriculture, industry and the environment.

이에 본 발명은 요소의 속효성이 유지됨과 동시에 대기 혹은 수환경으로의 소실을 최소화하여 작물체로의 흡수를 극대화하기 위하여 요소의 이화학적 분해에 대한 보호, 우레아제에 의한 분해의 저해, 및 분해산물의 토양지속성 증대를 동시에 이루고자 하며, 또한, 요소의 함량이 높고, 친환경적이며, 경제성이 겸비되어야만 실용화가 가능하다는 점을 그 기술적 과제로 한다. Therefore, the present invention is to protect the physicochemical degradation of the urea, to inhibit the degradation by urease, and the soil of the decomposition product in order to maximize the absorption of the crops by maximizing the absorption of the crop by minimizing the loss to the atmosphere or water environment while maintaining the fastness of the urea The technical task is to achieve increased sustainability at the same time, and to realize practical use only when the content of urea is high, eco-friendly and economical.

따라서, 본 발명에서는 토양개량제로 활용되고 있는 음하전을 띄고 있는 층상형 점토광물의 나노이하 수준의 층간에 극성을 갖는 중성 저분자인 요소를 나노히브리드화 기술을 통하여 안정화시킴으로써 요소의 이화학적 및 생물학적 분해에 대한 저항성을 극대화하여 토양친환경적 특성을 나타내는 요소-층상형 점토광물 히브리드 비료의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다Therefore, in the present invention, a neutral low molecular urea having a polarity between nano-layers of negatively charged layered clay minerals used as a soil modifier is stabilized through nanohybridization technology, so that the physicochemical and biological decomposition of urea is stabilized. The purpose of the present invention is to provide a method for preparing urea-layered clay mineral hybrid fertilizers that exhibits soil-friendly properties by maximizing resistance to soil.

본 발명은 판상형 점토광물 : (무기염 + 요소)를 중량비로 1 : 0.5 ~ 2로 하며 이때 무기염 : 요소의 몰비를 1 : 2 ~ 6으로 혼합하여 30 내지 120℃의 온도하에서 0.5 내지 4시간 동안 가열처리하고 냉각 및 성형시켜서 되는 요소-양이온 착물이 층간에 안정화된 요소-층상형 점토광물 히브리드 비료의 제조방법인 것이다. The present invention is a plate-shaped clay mineral: (inorganic salt + urea) in a weight ratio of 1: 0.5 to 2, wherein the inorganic salt: urea molar ratio of 1: 2 to 6 by mixing at a temperature of 30 to 120 ℃ 0.5 to 4 hours The urea-cationic complex, which is subjected to heat treatment, cooling and shaping during the process, is a method for producing a stabilized urea-layered clay mineral hybrid fertilizer between layers.

본 발명에서 무기염과 요소의 반응 몰비나 점토광물의 중량비가 제시된 범위를 벗어날 경우에는 질소를 포함한 무기양분의 함량이 감소되거나 혹은 요소와 무기염의 공융이 불완전하게 되어 히브리드 물질함량이 현저히 감소되거나 형성되지 않는다. In the present invention, when the reaction molar ratio of inorganic salts and urea or the weight ratio of clay minerals is out of the ranges indicated, the content of inorganic nutrients including nitrogen is reduced or the eutectic of urea and inorganic salts is incomplete, and the hybrid material content is significantly reduced. Not formed.

본 발명의 요소-층상형 점토광물 히브리드 비료는 공융 상태의 안정된 요소-양이온 착물을 합성하는 단계와 상기 착물의 층간 삽입단계 및 성형 단계로 구성되며, 팽윤성 층상형 점토광물, 즉 몬모릴로나이트(Montmorillonite)계, 벤토나이트계(Bentonite)계, 스멕타이트(Smectite)계 및 버미큘라이트(Vermiculite)계 점토광물, 요소 및 배위능이 있는 양이온을 함유하는 이온성 염류, 즉 알칼리토금속 또는 전이금속, 예를 들어 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 아연(Zn), 구리(Cu) 등의 염화 혹은 질산염류들을 사용한다. The urea-layered clay mineral hybrid fertilizer of the present invention is composed of a step of synthesizing a stable urea-cation complex in the eutectic state, an intercalation step and a forming step of the complex, and swellable layered clay mineral, that is, montmorillonite (Montmorillonite) Ionic salts containing ionic, cation with urea and coordination compounds, ie alkaline earth metals or transition metals, eg magnesium (Mg), bentonite-based, smectite-based and vermiculite-based clay minerals Chloride or nitrates such as calcium (Ca), zinc (Zn) and copper (Cu) are used.

본 발명의 원리는 열분해성이 약한 요소가 각종 염류들과 혼재될 경우 요소가 염류의 결합력을 저해하고 염의 양이온과 결합하여 요소-양이온 착물을 형성하여 염의 용융점을 크게 감소시킴과 동시에 요소의 열안정성이 향상되어 안정된 공융 상태가 된다는 점에 기본을 두고 있다.The principle of the present invention is that when urea is poorly thermally decomposed with various salts, the urea inhibits the binding force of the salts and combines with the salt cations to form the urea-cationic complex, which greatly reduces the melting point of the salts and at the same time the thermal stability of the urea. It is based on the fact that this improves and becomes a stable eutectic state.

공융 상태는 용액처럼 유동성이 있어서 양이온성 요소-양이온 착물은 층상형 점토광물과 이온교환반응으로 층간에 양이온 형태로 삽입되어 안정화되며, 동시에 고온과 농도차에 의하여 중성 요소-양이온 착물은 물과 치환반응으로 층간에 삽입되어 안정화된다. The eutectic state is fluid as a solution, so that the cationic urea-cationic complex is intercalated into a cation form by layer ionization reaction with a layered clay mineral, and at the same time, the neutral urea-cationic complex is replaced with water by high temperature and concentration difference. The reaction is intercalated and stabilized.

또한, 공융 상태는 냉각에 의하여 고형화됨으로써 층간에 삽입된 요소-양이온 착물은 매우 안정된 상태로 고형화될 수 있다. 점토광물의 나노이하 단위의 층사이에 안정화된 요소-양이온 착물은 무기물층의 보호로 인하여 빛이나 열로부터 보호를 받을 수 있으며, 또한 나노단위에 비하여 현저히 큰 우레아제로부터도 보호를 받을 수 있다. In addition, the eutectic state is solidified by cooling so that the urea-cation complex inserted between the layers can be solidified in a very stable state. Stabilized urea-cation complexes between layers of sub-nano minerals can be protected from light or heat due to the protection of the inorganic layer and also from urease, which is significantly larger than nano units.

또한, 요소-양이온 착물은 양이온과 요소의 배위 결합으로 형성되어 있으므로 다른 리간드, 특히 물에 의하여 리간드 교환이 용이하기 때문에 천연 리간드인 물분자에 의하여 쉽게 방출 분해되어 작물체에 이용된다. 더욱이 방출된 요소는 담체인 음이온성 층상 점토광물의 나노 단위의 부근에서 분해될 가능성이 높기 때문에 작물체에 흡수되지 않은 암모늄은 대부분 담체에 흡착될 수 있어서 토양 중의 유실이 최소화될 수 있다.In addition, since the urea-cationic complex is formed by coordination bonds between cations and urea, the ligand is easily exchanged by other ligands, especially water, so that the urea-cationic complex is readily released and decomposed by water molecules, which are natural ligands, and used in crops. Furthermore, since the released urea is likely to decompose in the vicinity of the nano-unit of the anionic layered clay mineral as a carrier, ammonium that has not been absorbed by the crop can be adsorbed to the carrier, thereby minimizing loss in the soil.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention in more detail as follows.

첨부 도면 중 도 1은 요소-점토광물 히브리드 비료의 합성원리에 근거한 조제 과정을 도식화한 도면이다. 요소는 열안정성이 약하여 가열시 중합반응 등이 발생되기 때문에 안정된 용융이 불가능하다. 따라서, 전술한 바와 같이 요소와 이온성 염류와 가열반응을 통하여 요소-양이온 착물을 형성한 후 음이온을 갖는 층상형 점토광물, 예를들어 몬모릴로나이트와 반응시 이온교환 및 치환반응을 통한 요소-양이온 착물의 삽입이 진행된다. 1 of the accompanying drawings is a diagram illustrating a preparation process based on the synthesis principle of urea-clay mineral fertilizer. Since urea has poor thermal stability, a polymerization reaction or the like occurs during heating, so that stable melting is not possible. Thus, as described above, the urea-cation complex is formed by heating with urea and ionic salts, and then reacts with a layered clay mineral having anions such as montmorillonite, for example, urea-cation complex through ion exchange and substitution reactions. The insertion of is in progress.

이 반응들은 빠르게 진행되어 4시간 내에 완료된다. 반응이 진행될수록 겔 상태의 반응물의 유동성이 낮아지며 삽입반응이 완료되면 매우 높은 점성을 갖게 되고, 냉각시 고형화가 발생된다. 성형을 위하여 일반적으로 유동성이 있는 겔 상태의 반응산물을 특정모양으로 사출함과 동시에 냉각되면서 고형화함으로써 쉽게 성형이 가능하다. These reactions proceed rapidly and complete within 4 hours. As the reaction proceeds, the fluidity of the reactants in the gel state becomes lower, and when the insertion reaction is completed, the viscosity becomes very high, and solidification occurs upon cooling. For molding, it is possible to mold easily by injecting the reaction product in the form of a gel with fluidity into a specific shape and solidifying while cooling.

도 2는 MgCl2와 4 또는 6몰의 요소를 동일 중량의 벤토나이트 혹은 몬모릴나이트와 105℃에서 0.5 내지 4시간 반응시킨 반응산물의 대표적인 X-선 회절양상을 조사한 결과이며, 조제된 반응산물의 건조물 조성비는 팽윤성 점토광물 50%, 요소 33%, MgCl2가 17%였다.FIG. 2 shows the representative X-ray diffraction patterns of reaction products obtained by reacting MgCl 2 with 4 or 6 moles of urea at the same weight of bentonite or montmorillonite at 105 ° C. for 0.5 to 4 hours. FIG. The dried composition ratio was 50% for swellable clay mineral, 33% for urea, and 17% for MgCl 2 .

무기담체 원료로 사용된 점토광물은 1.25 nm 부근의 주 피크로 보아 층간 사이가 0.3 nm이었으나, 반응 후에는 (요소)x-Mg 착물의 삽입으로 인하여 1.7 nm 부근에 주 피크가 나타나 층간이 0.7 nm로 크게 팽창된 것을 알 수 있다. 이 층간 0.7 nm는 추정된 (요소)6-Mg 착물의 크기와 같은 것으로 확인되어 이 착물의 층간 삽입에 관한 하나의 결정적 단서이다.The clay mineral used as an inorganic carrier was 0.3 nm between layers as the main peak near 1.25 nm, but after the reaction, the main peak appeared around 1.7 nm due to the insertion of the (urea) x-Mg complex. It can be seen that greatly expanded. This interlayer 0.7 nm is found to be equal to the estimated (element) 6 -Mg complex size, which is one critical clue regarding the intercalation of this complex.

도 2에서 (A)는 대표적인 판상형 점토광물인 몬모릴로나이트의 X-선 회절 결과이고, (B)는 요소/무기염의 몰비를 6으로 하여 조제된 히브리드 비료이고, (C)는 요소/무기염의 몰비를 4로 하여 조제된 히브리드 비료이다. In FIG. 2, (A) is the X-ray diffraction result of montmorillonite, a representative plate-like clay mineral, (B) is a hybrid fertilizer prepared by setting the molar ratio of urea / inorganic salt to 6, and (C) is the molar ratio of urea / inorganic salt. It is a hybrid fertilizer prepared with 4.

도 3은 도 2에서 (C)의 반응산물의 적외선 분광분석결과를 나타낸 것으로 요소와 MgCl2의 열처리 산물은 기존에 알려진 유기용매에서 합성된 (요소)x-MgCl2 착물과 같은 양상을 나타내고 있으며, 벤토나이트와 반응후에도 특징적인 흡수밴드가 뚜렷이 나타는 것으로 보아 벤토나이트의 층간에 착물 형태로 요소가 안정화되어 있음을 나타내는 결정적인 단서이다.FIG. 3 shows the results of infrared spectroscopy analysis of the reaction product of (C) in FIG. 2. The heat treatment products of urea and MgCl 2 show the same pattern as the (urea) x -MgCl 2 complex synthesized in a known organic solvent. In addition, the characteristic absorption bands are apparent even after the reaction with bentonite.

또한, 과잉의 물로서 수세된 뒤에는 특징적인 흡수밴드가 없어지는 것으로 보아 요소가 쉽게 물분자와의 리간드 교환에 의하여 방출됨을 잘 보여주고 있다.In addition, the characteristic absorption band disappears after washing with excess water, showing that urea is easily released by ligand exchange with water molecules.

도 3에서 (A)는 요소이고, (B)는 요소/무기염의 몰비를 6으로 하여 공융된 용액을 냉각한 요소-염의 착물이며, (C)는 요소/무기염의 몰비를 6으로 하여 조제된 히브리드 비료이고, (D)는 (C)를 수세한 후 건조한 히브리드 비료를 말한다. In FIG. 3, (A) is urea, (B) is a urea-salt complex obtained by cooling the eutectic solution with a molar ratio of urea / inorganic salt of 6, and (C) is prepared with a molar ratio of urea / inorganic salt of 6 It is a hybrid fertilizer, and (D) refers to a hybrid fertilizer dried after washing with (C).

도 4는 도 2의 (C)와 같은 반응산물을 토양에 혼합시 요소 및 관련 반응산물들의 토양내 농도변화 추이를 나타내는 것으로 요소절대량이 토양 10a당 10kg이 되도록 토양과 혼합한 후 30℃에서 시간별로 조사하였으며, 토양에서 발생되는 N2O 가스의 발생추이는 요소처리구를 100%로 한 상대적 발생량이다. 도 4에 의하면, 착물 형태로 벤토나이트의 층간에 삽입된 요소는 토양표면에서 분해가 매우 지연됨과 동시에 물에 의하여 쉽게 용출되지만 토양에서 암모늄 혹은 질산의 형태로 잔류되는 농도가 높음과 질산태 질소의 발생속도가 느려짐을 잘 나타내고 있다. 결과적으로 N2O로 휘산되는 량도 대조구들에 비하여 20 내지 30% 적은 것으로 나타났다.Figure 4 shows the change in the concentration of urea and related reaction products in the soil when mixing the reaction product as shown in Figure 2 (C) in the soil so that the absolute amount of urea 10kg per 10a soil after mixing with the soil at 30 ℃ hourly The trend of generation of N 2 O gas in soil is the relative amount of urea treatment 100%. According to FIG. 4, the elements inserted between the layers of bentonite in the form of complexes are very delayed at the surface of the soil and are easily eluted by water, but have high concentrations of ammonium or nitric acid remaining in the soil and generation of nitrate nitrogen. It shows that the speed is slow. As a result, the amount of volatilized to N 2 O was also found to be 20 to 30% less than the control.

도 5는 도 2의 (C)와 같은 반응산물을 추비로 토양 표면에 산포되는 것과 비슷한 비율로 토양과 혼합하여 요소의 분해양상을 40℃에서 분석한 결과와 시간별 요소의 상추의 질소질 추비로서 적용시 시간별 휘산되는 N2O의 양상을 요소와 비교한 결과로서 본 발명의 히브리드 비료는 일반요소에 비하여 토양 표면에서 분해가 현저히 방지됨을 알 수 있었으며, 실제 작물 재배지에 산포시 요소의 질소비료효율의 증가로 인하여 대기오염의 주 원인물질인 NOx의 발생을 대조구에 비하여 50% 정도까지 현저히 억제하고 있음을 명확히 보여주고 있다.FIG. 5 is a result of analyzing the decomposition of urea at 40 ° C. and mixing it with the soil at a rate similar to that of the reaction product as shown in FIG. As a result of comparing the pattern of N 2 O volatilized over time with urea, the hybrid fertilizer of the present invention was found to be significantly prevented from decomposition at the soil surface compared to the general urea, and the nitrogen fertilizer efficiency of urea when sprayed on actual plantation. It is clearly shown that due to the increase of, the generation of NO x , the main cause of air pollution, is significantly suppressed by 50% compared to the control.

도 5에서 (A)는 토양 10g에 요소절대량을 0.5g 수준으로 처리후 40℃에서 시간별로 요소의 함량변화를 나타낸 것이고, (B)는 요소절대량이 토양 10a 당 10kg가 되도록 토양표면에 산포후 N2O의 발생량 추이(요소 처리구의 발생량을 100%로 한 상대적 발생량)를 나타낸 것이다.In FIG. 5, (A) shows the change in urea content over time at 40 ° C. after treatment with 0.5 g of urea absolute amount in 10 g of soil, and (B) after spraying on the soil surface so that the absolute amount of urea becomes 10 kg per 10 a of soil. The generation amount trend of N 2 O (relative generation amount of 100% of the urea treatment tool) is shown.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 요소-점토광물 히브리드 비료는 청정비료로서, 요소의 높은 유실율을 획기적으로 보완할 수 있으므로 비료의 시비량을 경감시킬 수 있다. 즉, 비료성분의 흡수율 증가로 비료효율을 극대화할 수 있음은 물론 비료성분의 유실로 인한 환경오염을 최소화할 수 있다. As described above, the urea-clay mineral fertilizer according to the present invention is a clean fertilizer, and can significantly compensate for the high loss rate of urea, thereby reducing the fertilizer application. In other words, it is possible to maximize the fertilizer efficiency by increasing the absorption rate of the fertilizer components, as well as to minimize the environmental pollution due to the loss of fertilizer components.

또한, 국내부존량이 많은 천연 팽윤성 점토광물의 활용방안을 증대하여 각종 팽윤성 점토광물성 물질을 기능화하여 고부가성 비료로 개발함으로써 자원활용의 극대화에 기여할 수 있는 효과가 있다. In addition, by increasing the utilization of natural swellable clay minerals with a large amount of domestic reserves, functionalizing various swellable clay mineral materials and developing them into high value-added fertilizers can contribute to the maximization of resource utilization.

본 발명의 요소-층상형 점토광물 하브리드 비료는 질소질 비료, 비료함유 토양개량제, 가정용 정원이나 화분의 비료 또는 토양개량제로 사용하는데 적합하다.The urea-layered clay mineral hybrid fertilizer of the present invention is suitable for use as nitrogenous fertilizer, fertilizer-containing soil modifier, fertilizer or soil modifier in home garden or pollen.

도 1은 요소-점토광물 히브리드 비료의 제조공정을 보여주기 위한 도면이다.1 is a view showing a manufacturing process of urea-clay mineral fertilizer.

도 2는 요소-점토광물 히브리드 비료의 X-선 회절분석결과를 나타낸 도면이다. 2 is a diagram showing the results of X-ray diffraction analysis of urea-clay mineral fertilizer.

도 3은 요소-점토광물 히브리드 비료의 적외선 분석 스펙트럼을 나타낸 도면이다. 3 is a diagram showing an infrared analysis spectrum of urea-clay mineral fertilizer.

도 4는 토양에 혼합 사용된 요소와 요소-점토광물 히브리드 비료의 변화 양상을 나타내는 그래프이다. Figure 4 is a graph showing the change pattern of urea and urea-clay mineral fertilizer mixed and used in the soil.

도 5는 요소와 히브리드 비료를 상추 재배지에 질소 추비로 살포시의 토양 중 요소의 변화 추이를 나타낸 그래프이다5 is a graph showing the change of urea in the soil when spraying urea and hybrid fertilizer with nitrogen in the lettuce plantation

Claims (5)

판상형 점토광물 : (무기염 + 요소)를 중량비로 1 : 0.5 ~ 2로 하며, 이때 무기염 : 요소의 몰비를 1 : 2 ~ 6으로 혼합하여 가열처리하고 냉각 및 성형하여서 되는 요소-양이온 착물이 층간에 안정화된 요소-층상형 점토광물 히브리드 비료의 제조방법. Plate-shaped clay minerals: (inorganic salt + urea) in a weight ratio of 1: 0.5 to 2, wherein the inorganic salt: urea molar ratio of urea 1: 1: 2 to 6 by heating, cooling and forming the urea-cationic complex Method for preparing urea-layered clay mineral hybrid fertilizer stabilized between layers. 제 1항에 있어서, 상기 판상형 점토광물은 몬모릴로나이트, 벤토나이트, 스멕타이트 및 버미큘라이트계 점토광물로서, 순품 또는 이들의 결정상을 함유하는 물질인 것을 사용하여서 되는 요소-층상형 점토광물 히브리드 비료의 제조방법.The method according to claim 1, wherein the plate-like clay mineral is montmorillonite, bentonite, smectite, and vermiculite-based clay mineral, and is used as a pure article or a substance containing a crystalline phase thereof. 제 1항에 있어서, 상기 무기염은 배위능이 있는 양이온을 함유하는 염화 또는 질산염류로서 양이온들로는 알칼리토금속 및 전이금속 중 적어도 하나를 선택하여서 되는 요소-층상형 점토광물 히브리드 비료의 제조방법.The method for producing urea-layered clay mineral fertilizer according to claim 1, wherein the inorganic salt is a chloride or nitrate containing a cation having a coordinating ability, and the cation is selected from at least one of alkaline earth metal and transition metal. 제 3항에 있어서, 상기 무기염은 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 아연(Zn), 구리(Cu) 등의 염화 혹은 질산염류인 것을 특징으로 하는 요소-층상형 점토광물 히브리드 비료의 제조방법.[4] The urea-layered clay mineral hybrid fertilizer of claim 3, wherein the inorganic salt is chloride or nitrate such as magnesium (Mg), calcium (Ca), zinc (Zn), copper (Cu), or the like. Way. 제 1항에 있어서, 상기 가열처리는 30 내지 120℃의 온도하에서 0.5 내지 4시간 동안 실시하여서 되는 것을 특징으로 하는 요소-층상형 점토광물 히브리드 비료의 제조방법.The method for producing urea-layered clay mineral hybrid fertilizer according to claim 1, wherein the heat treatment is performed at a temperature of 30 to 120 캜 for 0.5 to 4 hours.
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KR101638438B1 (en) * 2015-07-28 2016-07-12 경상북도(농업기술원) Manufacturing method of urea -clay mineral complex fertilizer

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