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1、(10)申请公布号 CN 103333033 A (43)申请公布日 2013.10.02 CN 103333033 A *CN103333033A* (21)申请号 201310252232.1 (22)申请日 2013.06.24 C05G 3/08(2006.01) (71)申请人 西南科技大学 地址 621010 四川省绵阳市涪城区青龙大道 中段 59 号 (72)发明人 邓跃全 董发勤 李娜 李丽娟 罗绍东 邓智友 (74)专利代理机构 成都蓉信三星专利事务所 51106 代理人 刘克勤 (54) 发明名称 低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基缓释肥料 的制备方法 (57) 摘要 。
2、本发明公开了一种低甲醛脲醛树脂 - 石 膏 - 膨润土基缓释肥料的制备方法, 其特征是包 括 : 制备硫酸铵母料、 制备尿素石膏母料、 制备膨 润土、 制备半水石膏、 制备半水石膏、 制备低甲醛 脲醛树脂-石膏-膨润土复/混缓释材料、 以及制 备低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基缓释肥料等 步骤。本发明以低甲醛脲醛树脂 - 石膏复合材料 为胶黏剂, 再与膨润土复配, 形成缓释体系, 通过 挤压混合反应、 振动筛分、 圆盘造粒一体化制备技 术获得低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基缓释肥 料 ; 采用本发明, 具有能耗低、 甲醛含量低和缓释 氮素高等特点, 制备的缓释肥料能显著增加粮食 产。
3、量、 提高肥料利用率、 降低农业排放引发的环境 污染, 同时为工业石膏的综合利用提供有效途径。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 16 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书16页 (10)申请公布号 CN 103333033 A CN 103333033 A *CN103333033A* 1/1 页 2 1. 一种低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基缓释肥料的制备方法, 其特征是包括下列步 骤 : a、 制备硫酸铵母料 : 取石膏、 碳酸氢铵为原料, 根据石膏与碳酸氢铵进行化学反应的化 学计量比, 将石膏的用量按重量百分比过。
4、量 5% 20% ; 将石膏、 碳酸氢铵投入球磨机中, 按 球料重量比为 3 5 投入磨球, 加入原料总重量 10 15% 的水, 在常温下, 球磨反应 20 60min 后, 即得到硫酸铵母料 ; b、 制备尿素石膏母料 : 取石膏、 尿素为原料, 根据石膏与尿素进行化学反应的化学计量 比, 将石膏的用量按重量百分比过量 5% 20% ; 将石膏、 尿素投入球磨机中, 按球料重量比 为 3 5 投入磨球, 加入原料总重量 10 15% 的水, 在常温下, 球磨反应 20 40min 后, 即 得到尿素石膏母料 ; c、 制备膨润土 : 取天然膨润土矿, 经烘干或自然风干, 再破碎至 60 2。
5、00 目, 即制得膨 润土 ; d、 制备半水石膏 : 将石膏于 120 150温度下干燥 30 50min, 再破碎至 60 200 目, 即得到半水石膏 ; e、 制备低甲醛脲醛树脂 : 按尿素 : 甲醛为 1 0. 6 0.8 的物质的量的比例取尿素 和甲醛, 将尿素和甲醛一次性投入反应容器中, 开始加热并搅拌, 当温度升至 25时停止加 热, 待尿素完全溶解后, 用盐酸或硫酸调 pH 值至 4.0 5.0, 反应 10 20min, 达到浑浊点 后, 用氢氧化钠水溶液调 pH 至 5.0 6.0, 反应 40 60min 后, 温度缓慢降至 40, 用氢氧 化钠水溶液调pH至7.08.。
6、0, 冷却至室温, 得到乳白色胶状物、 即制得低甲醛脲醛树脂, 含 水量在 26% 左右 ; f、 制备低甲醛脲醛树脂-石膏-膨润土复/混缓释材料 : 按低甲醛脲醛树脂 : 半水石膏 为1:1.01.5的重量比例, 将低甲醛脲醛树脂和半水石膏进行混合均匀, 即制得低甲醛脲 醛树脂-半水石膏复/混胶黏剂 ; 再按低甲醛脲醛树脂-半水石膏复/混胶黏剂 : 膨润土为 3 : 1 的重量比例, 将低甲醛脲醛树脂 - 半水石膏复 / 混胶黏剂和膨润土混合均匀, 即制得低 甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土复 / 混缓释材料 ; g、 制备低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基缓释肥料 : 取含氮为肥料总。
7、氮 5 25% 的硫 酸铵母料、 取含氮为肥料总氮 75 95% 的尿素石膏母料, 混合均匀, 制得混合物料 ; 向混合物料加入混合物料重量 15% 低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土复 / 混缓释材料 ; 通过挤压机反复挤压510次, 使其充分混合反应, 再经振动破碎、 筛分、 圆盘造粒, 制得粒 径为36mm的球形颗粒, 再经干燥至含水率小于2.5%, 即制得低甲醛脲醛树脂-石膏-膨 润土基缓释肥料。 2. 按权利要求 1 所述低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基缓释肥料的制备方法, 其特征 是 : 步骤 d 中所述石膏为天然石膏、 磷石膏或脱硫石膏。 3. 按权利要求 1 或 2 所。
8、述低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基缓释肥料的制备方法, 其 特征是 : 步骤 g 中所述混合物料中还可以添加有含磷为肥料总氮 20 150% 的磷素肥料。 4. 按权利要求 1 或 2 所述低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基缓释肥料的制备方法, 其 特征是 : 步骤 g 中所述混合物料中还可以添加有含钾为肥料总氮 20 150% 的钾素肥料。 5. 按权利要求 3 所述低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基缓释肥料的制备方法, 其特征 是 : 步骤 g 中所述混合物料中还可以添加有含钾为肥料总氮 20 150% 的钾素肥料。 权 利 要 求 书 CN 103333033 A 2 1/。
9、16 页 3 低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基缓释肥料的制备方法 技术领域 0001 本发明属于肥料, 涉及一种低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基缓释肥料的制备方 法。本发明制备的低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基缓释肥料适用作农用化肥, 含有缓效 和速效氮素成分 ; 本发明以脲醛树脂 - 半水石膏复 / 混物料为胶黏剂, 再与膨润土复配, 形 成缓释体系, 通过挤压混合反应, 振动筛分, 圆盘造粒一体化制备技术进行制备, 获得低甲 醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基缓释肥料, 使肥料颗粒的整体释放速度降低, 从而也达到磷、 钾的缓释, 使其肥料养分释放速率与作物养分吸收规律相匹。
10、配, 能有效提高肥料利用率, 降 低化肥对环境的污染, 对农作物增产效应较显著。 背景技术 0002 化肥是农业持续发展的物质保证, 是粮食增产的基础, 目前, 中国已成为世界上最 大的化肥生产国和消费国, 然而, 根据测定 : 我国一般化肥中氮肥利用率仅为 25% 40%, 磷 肥只有 10% 25%, 钾肥为 30% 50%, 化肥的利用率较低, 导致肥料资源浪费, 造成水的富 营养化污染, 增加农业生产成本。 因此, 开发既能最大限度地提高肥料利用率, 降低排放, 又 能获得高产的缓释和缓控肥料生产新技术, 对于保障粮食安全、 保护生态环境具有极其重 要的意义。 0003 缓释肥料主要包。
11、括两大类, 一类是通过化学反应制成的缓释肥料, 一般在水中的 溶解度很小, 施入土壤后, 在化学的和生物的因素作用下, 肥料逐渐分解, 缓慢释放出养分, 如脲甲醛、 异丁烯环二脲等微溶有机氮肥, 金属磷铵盐、 部分酸化磷酸盐等微溶无机氮肥 等 ; 另一类是通过包裹方式制成的控释肥料, 是以颗粒化肥为核心, 表层涂覆一层低水溶性 或微溶性的无机物质或有机聚合物, 通过包膜扩散或包膜逐渐分解而释放养分, 如热固性 树脂包膜肥料、 热塑性树脂包膜肥料等有机聚合物包膜肥料, 硫包膜尿素、 矿物质包膜肥等 无机包膜肥料等。虽然缓 / 控释肥料的产量和使用量逐年增加, 但因其生产成本和市场价 格相对较高,。
12、 目前还不能被广泛接受, 与通常使用的速效性化肥相比仍是一个很小的比例。 0004 脲 醛 树 脂 是 由 尿 素 与 甲 醛 在 催 化 作 用 下 经 过 加 成 和 缩 聚 反 应 生 成 的 热固性高分子胶粘剂。目前, 在我国主要用于人造板的生产及缓释肥料的制备 等。近年来, 人们对脲醛树脂的合条件进行了大量的研究, 研究表明其制备工艺为 : 尿素 : 甲醛 =1.0:1.0 1.0:1.4 ; 分 3 4 次加入尿素 ; 反应温度在 80 摄氏度以上 ; 反应时间90180min。 现有工艺条件尿素与甲醛的摩尔比较高, 主要考虑的是脲醛树脂 的粘结强度, 游离甲醛的含量偏高, 另外反。
13、应温度在 80 摄氏度以上, 能耗高, 时间长, 操作 复杂, 反应进程不易控制。 0005 脲甲醛缓释复合肥是尿素与甲醇在高温下缩合反应生成混合胶体, 再与磷肥以 及钾肥合成造粒, 形成的缓释复合肥料, 属于肥料中的高端产品, 由于成本较高, 主要用在 高尔夫球场草坪和高档景观花卉上。脲甲醛是较成熟的缓释肥料, 早在 20 世纪 30 年代后 期国外便提出了比较完整的实验室流程。1955 年开始, 德国 BASF 公司进行商品化生产。 1984 年, 前苏联有将硫酸钾添加到脲甲醛肥料中改善砂土地保水性的报道。1990 年, 美国 说 明 书 CN 103333033 A 3 2/16 页 4。
14、 的Worsley. Michael 用多聚甲醛与尿素反应合成了固态的脲醛缓释肥料。 近来, 日本研制 出超缓效脲甲醛氮肥, UF 尿素组合 - 硫酸钾 - 磷铵复合肥料 ; 美国则开发了具有贮存稳定 性的脲醛弥散肥料, 以及由脲甲醛和磷酸 - 磷酸二氢钾混合液反应合成的高分子缓释复合 肥。目前, 我国对于脲甲醛缓 / 控释肥料的研制还处在起步阶段, 自 1971 年研制出脲甲醛 缓释肥料之后, 在较长时期内未取得较快发展。脲甲醛缓 / 控释肥料的生产工艺复杂, 关键 设备和工艺配套的研究相对薄弱, 难以形成规模产业化。 脲甲醛复合肥主有两种, 一种是将 复合肥外面包一层脲醛树脂, 而起到缓 。
15、/ 控释作用, 称脲甲醛树脂包衣复合肥 ; 另一种是将 粉状脲醛树脂加入到生产复合肥的原料中, 生产的复合肥, 称内置脲甲醛复合肥。 0006 复合肥营养元素种类较多, 养分含量较高, 对于平衡施肥, 提高肥料利用率有着十 分重要的作用。复合肥一般多制成颗粒, 吸湿性小, 不易结块, 便于贮存和施用。我国生产 复合肥的工艺技术主要有 : 料浆法 : 以磷酸、 氨为原料, 利用中和器、 管式反应器将中和 料浆在氨化粒化器中进行涂布造粒, 在生产过程中添加部分氮素和钾素等 ; 部分料浆法 : 以尿液或硝铵浓溶液直接喷入造粒机床层中, 与其它固体基础肥料进行涂布造粒。固体 团粒法 : 以单体基础肥料。
16、为原料, 经粉碎至一定细度后, 物料在造粒机的滚动床内通过增 湿、 加热进行团聚造粒。掺混法 : 以各种不发生明显化学反应、 颗粒度和圆度基本一致的 氮、 磷、 钾各固体基础肥料为原料, 通过一定的掺混方法配制成养分分布均匀的掺混肥料。 目前我国基础肥料的形状和规格尚不具备这一条件。挤压法 : 挤压造粒是固体物料依靠 外部压力进行团聚的干法造粒过程。融熔法 : 利用尿素厂的中间产品尿素溶液, 配以磷 铵、 钾盐, 制备尿基复合肥的生产技术 - 熔体造粒工艺。熔体造粒工艺在化肥生产中已得到 应用, 如尿素塔式喷淋造粒、 硝铵塔式喷淋造粒等。 但该工艺用于制造尿基复合肥在国内尚 属空白。 这些制备。
17、工艺一般采用搅拌式混合技术进行混合化学反应过程, 搅拌时间长, 能耗 大。 目前, 我国先进的生产技术和装备主要由国外引进, 虽然这些技术和装备对我国的磷复 肥工业的起步和发展起到了重要的推动作用。 0007 我国的石膏资源极其丰富, 已探明的天然矿石储量近 600 亿吨, 居世界第一位, 目 前已开采的天然石膏大约 2000 万吨 / 年, 此外, 随着中国现代工业的发展, 每年要排放约 3000万吨的工业石膏 (工业副产石膏) , 主要是磷石膏和脱硫石膏。 开发成本低、 处理量大的 综合利用工业副产石膏的方法和技术, 既有利于保护环境, 又能节约能源和资源, 石膏富含 钙、 硫, 以及植物。
18、生长所必须的磷、 镁、 铁、 硅等营养元素。目前已经确定石膏应用于农业具 有提高植物产量和品质、 改善土壤肥力、 延缓土壤退化, 降低重金属污染等作用, 被广泛用 作硫、 钙肥和土壤改良剂, 也可与其他肥料一起生产长效肥料。 本课题组以磷石膏和碳酸氢 铵为原料, 通过固相球磨反应制备出了用作肥料的硫酸铵, 将磷石膏中难溶的硫酸钙转化 为可溶性的硫酸铵 (专利公开号 CN 101585547A) ; 尿素和石膏固相球磨反应, 制备出了用作 肥料的尿素石膏, 这种肥料具有自缓释功能, 肥效期长, 比尿素利用率更高 (专利公开号 CN 101798240A) 。 以尿素与石膏反应后的尿素石膏母料, 。
19、碳酸氢铵与石膏反应后的硫酸铵母料 为主要原料, 均匀混合一定量的添加剂, 经造粒制备出可控氮素释放速度, 适合不同作物生 长需求的石膏基尿素石膏 - 尿素 - 硫铵控释氮肥 ( 专利公开号 CN 102167650A)。前期试验 表明, 以石膏为原料制备的农用肥料, 都可以不同程度的增产作物, 提高肥料利用率, 同时 为磷石膏和脱硫石膏的大规模处理和应用提供一条有效途径。 说 明 书 CN 103333033 A 4 3/16 页 5 0008 膨润土是一种以蒙脱石为主的粘土岩, 具有较高的阳离子交换量、 较强的保水能 力及良好的黏结性。 膨润土可以用于改良土壤, 也可以作为载体制备缓释肥, 。
20、有效提高化肥 利用率, 减少环境污染。勘探研究表明, 我国膨润土探明储量达 5087 亿吨以上, 占世界总 量的 60%, 居世界首位。潘炎烽等利用吸附性矿物膨润土包裹氮、 磷、 钾肥来制备控释肥料, 分析结果表明包裹过程并未破坏肥料的有效成分, 且膨润土对氮、 钾肥等易溶肥有良好的 缓释效果, 而对磷肥等难溶肥有促释效果。 罗阳坡等以膨润土和高岭土为载体, 采用研磨法 制备了多种黏土基氮、 磷、 钾肥及复合肥, 并用淋溶试验评价了肥料的释放性能, 结果显示 制得的膨润土基复合肥中氮、 磷、 钾都具有较好的缓释性能, 就释放速率而言, 氮的释放速 率最快, 钾次之, 磷最慢。李瑾丽等对几种天然。
21、多孔矿物 / 尿素缓释肥缓释特征的研究结果 表明膨润土与尿素配成的缓释肥缓释效果明显比累托石黏土、 凹凸棒石黏土、 斜发沸石制 成的缓释肥缓释效果好。刘爱平等研究表膨润土对钾肥具有良好的控释作用。利用膨润土 作为载体制备农用肥料, 不仅能充分合理利用矿产资源、 提高肥料的有效利用率, 还能降低 农业生产成本、 减少农业排放造成的环境污染, 具有重要意义。 发明内容 0009 本发明的目的旨在克服现有技术中的不足, 提供一种低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨 润土基缓释肥料的制备方法。本发明以低甲醛脲醛树脂 - 石膏复合材料为胶黏剂, 再与膨 润土复配, 形成缓释体系, 通过挤压混合反应, 振动筛。
22、分, 圆盘造粒一体化制备技术获得低 甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基缓释肥料的方法 ; 采用低的甲醛 - 尿素物质的量比, 在低 温、 弱酸介质条件下制备得到低醛高氮脲醛树脂, 具有能耗低, 甲醛含量低和缓释氮素高 得特点, 特别适合于缓释肥料的制备 ; 将脲醛树脂与半水石膏以一定的比例混合制备出用 作肥料的有机 - 无机复合粘结剂, 再混合适量膨润土制备用作肥料的复合缓释材料 ; 以该 复合缓释材料为基础, 添加缓效氮肥 (尿素石膏) 、 速效氮肥 (硫酸铵) 、 磷素肥料或钾素肥料 (其中特别采用了由石膏分别与碳酸氢铵和尿素通过球磨反应制备的硫酸铵和尿素石膏) , 组成缓释肥料体系 ;。
23、 由于该体系极易形成粘团, 不能通过一次挤压或一次圆盘而完成造粒, 本发明提出通过挤压混合反应, 振动筛分, 圆盘造粒一体化制备技术制备获得低甲醛脲醛 树脂 - 石膏 - 膨润土基缓释肥料 ; 脲醛树脂 - 半水石膏复合缓释材料是有机 - 无机粘结剂 的结合体, 能有效控制复合肥的养分释放 ; 通过挤压, 使物料混合更均匀、 反应更充分 ; 作 为胶黏剂的石膏为半水石膏, 具有吸水性, 膨润土也有优良的吸水性, 将两者的吸水量与脲 醛树脂、 硫酸铵、 尿素石膏物料含水量匹配, 可使整个制备工艺中不再加入水, 也不需要专 门对硫酸铵、 尿素石膏物料进行烘干, 从而省去干燥物料而带来的设备投入和能。
24、量消耗, 是 一种节能生产工艺。 0010 本发明的内容是 : 一种低甲醛脲醛树脂-石膏-膨润土基缓释肥料的制备方法, 其 特征是包括下列步骤 : a、 制备硫酸铵母料 : 取石膏 (CaSO42H2O)、 碳酸氢铵 (NH4HCO3) 为原料, 根据石膏与 碳酸氢铵进行化学反应的化学计量比, 将石膏的用量按重量百分比过量 5% 20% ; 将石膏、 碳酸氢铵投入球磨机中, 按球料重量比为 3 5 投入磨球, 加入原料总重量 10 15% 的水, 在常温下, 球磨反应 20 60min 后, 即得到硫酸铵母料, 反应转化率在 95% 以上, 硫酸铵母 料中的含水量在 25% 左右 ; 说 明 。
25、书 CN 103333033 A 5 4/16 页 6 b、 制备尿素石膏母料 : 取石膏 (CaSO42H2O)、 尿素 (CO(NH4)2) 为原料, 根据石膏与尿 素进行化学反应的化学计量比, 将石膏的用量按重量百分比过量 5% 20% ; 将石膏、 尿素投 入球磨机中, 按球料重量比为 3 5 投入磨球, 加入原料总重量 10 15% 的水, 在常温下, 球磨反应2040min后, 即得到尿素石膏母料, 反应转化率在7090%, 制得的尿素石膏母 料中 : 尿素石膏态氮占 70 90%, 尿素态氮占 10 30%, 含水量在 18% 左右 ; c、 制备膨润土 : 取天然膨润土矿, 经。
26、烘干或自然风干, 再破碎至 60 200 目, 即制得膨 润土 ; d、 制备半水石膏 : 将石膏于 120 150温度下干燥 30 50min, 再破碎至 60 200 目, 即得到半水石膏 (CaSO40.5H2O) ; e、 制备低甲醛脲醛树脂 : 按尿素 : 甲醛为 1 0. 6 0.8 的物质的量的比例 (即摩尔 比) 取尿素和甲醛, 将尿素和甲醛一次性投入反应容器中 (例如 : 实验室的三口烧瓶、 工业 上用反应容器) , 开始加热并搅拌, 当温度升至 25时停止加热, 待尿素完全溶解后, 用盐酸 或硫酸调 pH 值至 4.0 5.0, 反应 10 20min, 达到浑浊点后, 用。
27、氢氧化钠水溶液调 pH 至 5.06.0, 由于此反应为放热反应, 自身放热足以提供缩聚反应所需温度, 反应4060min 后, 温度缓慢降至 40, 用氢氧化钠水溶液调 pH 至 7.0 8.0, 冷却至室温, 得到乳白色胶 状物、 即制得低甲醛脲醛树脂, 含水量在 26% 左右 ; f、 制备低甲醛脲醛树脂-石膏-膨润土复/混缓释材料 : 按低甲醛脲醛树脂 : 半水石膏 为1:1.01.5的重量比例, 将低甲醛脲醛树脂和半水石膏进行混合均匀, 即制得低甲醛脲 醛树脂-半水石膏复/混胶黏剂 ; 再按低甲醛脲醛树脂-半水石膏复/混胶黏剂 : 膨润土为 3 : 1 的重量比例, 将低甲醛脲醛树脂。
28、 - 半水石膏复 / 混胶黏剂和膨润土混合均匀, 即制得低 甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土复 / 混缓释材料, 该低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土复 / 混 缓释材料的有效使用期为 2 小时 ; g、 制备低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基缓释肥料 : 取含氮为肥料总氮 5 25% 的硫 酸铵母料、 取含氮为肥料总氮 75 95% 的尿素石膏母料, 混合均匀, 制得混合物料 ; 所述含氮为肥料总氮 5 25% 的硫酸铵母料, 即 : 制得的低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润 土基缓释肥料中, 来自硫酸铵母料中氮的重量 (质量) 为肥料中总氮重量 (质量) 的 5 25%。 0011。
29、 向混合物料加入混合物料重量 15% 低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土复 / 混缓释材 料 ; 通过挤压机反复挤压 5 10 次, 使其充分混合反应, 再经振动破碎、 筛分、 圆盘造粒, 制 得表面光洁、 致密度高、 粒径为36mm的球形颗粒, 再干燥至含水率小于2.5%, 即制得低甲 醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基缓释肥料。 0012 本发明的内容中 : 步骤 d 中所述石膏可以为天然石膏、 磷石膏或脱硫石膏。 0013 本发明的内容中 : 步骤 g 中所述混合物料中还可以添加有含磷为肥料总氮 20 150% 的磷素肥料。即 : 制得的低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基缓释肥料中。
30、, 磷的重量 (质 量) 为氮的重量 (质量) 的 20 150%。 0014 本发明的内容中 : 步骤 g 中所述混合物料中还可以添加有含钾为肥料总氮 20 150% 的钾素肥料。即 : 制得的低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基缓释肥料中, 钾的重量 (质 量) 为氮的重量 (质量) 的 20 150%。 0015 与现有技术相比, 本发明具有下列特点和有益效果 : (1) 采用本发明, 获得的低甲醛脲醛树脂有缓释氮含量高、 粘结强度符合肥料要求的特 说 明 书 CN 103333033 A 6 5/16 页 7 点, 提出的制备工艺在常温下、 40 50 分钟内即可完成, 不需加热, 。
31、节能效果好 ; (2) 采用本发明, 脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土是有机 - 无机复合粘结和缓释材料, 综合粘 结和缓释性能优于单独的脲醛树脂和石膏, 而且脲醛树脂本身是优良的缓释氮肥, 在土壤 中易被分解吸收, 没有残留, 具有微溶性的石膏也会在土壤中释放钙和硫肥而产生肥效, 再 加上膨润土优良的保水和保肥效果, 使脲醛树脂-石膏-膨润土缓释体系效果更好, 作为胶 黏剂的石膏为半水石膏, 具有吸水性, 膨润土也有优良的吸水性, 将两者的吸水量与脲醛树 脂、 硫酸铵、 尿素石膏物料含水量匹配, 可使整个制备工艺中不再加入水, 也不需要专门对 硫酸铵、 尿素石膏物料进行烘干, 从而省去干燥物料。
32、而带来的设备投入和能量消耗, 是一种 节能生产工艺 ; (3) 本发明采用挤压混合反应 - 振动筛分 - 圆盘造粒一体化制备技术制备缓释肥料。 这种工艺对脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土缓释肥料的制备具有针对性, 效果良好。该缓释体系 极易形成粘团, 不能通过一次挤压或一次圆盘而完成造粒, 脲醛树脂和石膏一经混合, 必须 在 2 小时内使用, 这都要求本缓释肥料需要混合反应 - 振动筛分 - 圆盘造粒一体化完成, 物 料间的混合采用搅拌不能达到充分混合和反应, 通过挤压混合的方式, 才能使这种物料混 合均匀、 反应充分 ; 混合物料通过挤压混合反应后呈不规则片状, 需要振动破碎、 筛分后, 直 。
33、接进入圆盘造粒, 造粒效果好 ; (4) 本发明以石膏 (天然石膏、 磷石膏或脱硫石膏) 为主要原料, 制备得到的低甲醛脲醛 树脂 - 石膏 - 膨润土基缓释肥, 富含可溶性的 SO42-, 可根据作物各发育期的生长需求释放 养分, 能显著增加粮食产量, 提高肥料利用率, 降低了农业排放引发的环境污染, 同时为工 业石膏的综合利用提供有效途径。 前期农业试验结果表明, 同等施肥水平下水稻、 玉米可增 产 8% 15%, 氮肥利用率可提高 15% 30%。 具体实施方式 0016 下面给出的实施例拟以对本发明作进一步说明, 但不能理解为是对本发明保护范 围的限制, 该领域的技术人员根据上述本发明。
34、的内容对本发明作出的一些非本质的改进和 调整, 仍属于本发明的保护范围。 0017 实施实例 1 10 中均使用的磷石膏基硫酸铵, 磷石膏基尿素石膏, 磷肥可为任意 一种磷素肥料 ; 钾肥可为任意一种钾素肥料。 0018 实施例 1 : 一种低甲醛脲醛树脂 - 石膏基缓释水稻氮肥的制备方法, 其具体制备过程包括下列步 骤 : 第一步, 硫酸铵的制备 : 取磷石膏、 碳酸氢铵为原料, 根据 CaSO42H2O 与 NH4HCO3 反 应的化学计量比, 将 CaSO42H2O 的用量按重量百分比过量 5% ; 将石膏、 碳酸氢铵投入球磨 机中, 按球料重量比为 5 投入磨球, 加入物料干重 12%。
35、 的水, 在常温下, 球磨反应 20 min 60min 后, 即得到硫酸铵母料, 氮含量为 10.2%, 水含量 24.5%。 0019 第二步, 尿素石膏的制备 : 取磷石膏、 尿素为原料, 根据 CaSO42H2O 与 CO(NH4)2 反应的化学计量比, 将 CaSO42H2O 的用量按重量百分比过量 5% ; 将石膏、 尿素投入球磨机 中, 按球料重量比为 5 投入磨球, 加入物料干重 12% 的水, 在常温下, 球磨反应 20 min 40min 后, 即得到尿素石膏母料, 尿素态氮含量为 8.3%, 尿素石膏态氮含量为 18.8%, 水含量 说 明 书 CN 103333033 。
36、A 7 6/16 页 8 18.3%。 0020 第三步, 膨润土的制备 : 将天然膨润土矿烘干或自然风干, 破碎至60200目即得 膨润土。 0021 第四步, 半水石膏的制备 : 将磷石膏于 150烘干, 破碎至 60 200 目, 即得到半 水石膏 CaSO40.5H2O。 0022 第五步, 低甲醛脲醛树脂的制备 : 以物质的量比 1 0.8 称量尿素和甲醛, 将称量 好的尿素和甲醛一次性加入三口烧瓶, 开始加热并搅拌, 当温度升至 25时停止加热, 待尿 素完全溶解后, 用盐酸或硫酸调 pH 值至 4.0 5.0, 反应 10 20min, 达到浑浊点后, 用氢 氧化钠溶液调其pH至。
37、5.06.0, 由于此反应为放热反应, 自身放热足以提供缩聚反应所需 温度, 反应一段时间后, 温度缓慢降至 40, 用氢氧化钠溶液调其 pH 值 7.0 8.0, 降温出 料, 为乳白色胶状物, 含水量在 26% 左右。 0023 第六步, 脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土复 / 混缓释材料的制备 : 称取质量比 1:1.1 的脲 醛树脂和半水石膏进行混合, 制备出脲醛树脂 - 半水石膏复 / 混胶黏剂。脲醛树脂 - 半水 石膏复 / 混胶黏剂再与膨润土以 3 : 1 的质量比混合制备出脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土复 / 混 缓释材料。 0024 第七步, 分别称取 33.7 重量份的硫酸铵。
38、, 66.3 重量份的尿素石膏, 混合均匀, 向 此混合物料加入其重量 15% 脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土复 / 混缓释材料 ; 通过反复挤压 5 10 次, 使其充分混合反应, 再经振动破碎、 筛分, 圆盘造粒制得表面光洁, 致密度高, 粒径为 3 6mm 的球形颗粒 ; 干燥至含水率小于 2.5%, 即可制得低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基 缓释水稻氮肥。 0025 实施例 2 : 一种低甲醛脲醛树脂 - 石膏基缓释水稻复合肥的制备方法, 其具体制备过程包括下列 步骤 : 制备过程第一步至第六步同实施例 1。 0026 第七步, 分别称取 10.2 重量份的硫酸铵, 20.0 重。
39、量份的尿素石膏, 57.8 重量份的 过磷酸钙 (磷含量 11.3%) , 12 重量份的氯化钾 (钾含量 46.5%) , 混合均匀, 向此混合物料加 入其重量 15% 脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土复 / 混缓释材料 ; 通过反复挤压 5 10 次, 使其充 分混合反应, 再经振动破碎、 筛分, 圆盘造粒制得表面光洁, 致密度高, 粒径为 3 6mm 的球 形颗粒 ; 干燥至含水率小于 2.5%, 即可制得低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基缓释水稻复 合肥。 0027 实施例 3 : 一种低甲醛脲醛树脂 - 石膏基缓释玉米氮肥的制备方法, 其具体制备过程包括下列步 骤 : 制备过程第一。
40、步至第六步同实施例 1。 0028 第七步, 分别称取 37.5 重量份的硫酸铵, 62.5 重量份的尿素石膏, 混合均匀, 向 此混合物料加入其重量 15% 脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土复 / 混缓释材料 ; 通过反复挤压 5 10 次, 使其充分混合反应, 再经振动破碎、 筛分, 圆盘造粒制得表面光洁, 致密度高, 粒径为 3 6mm 的球形颗粒 ; 干燥至含水率小于 2.5%, 即可制得低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基 缓释玉米氮肥。 说 明 书 CN 103333033 A 8 7/16 页 9 0029 实施例 4 : 一种低甲醛脲醛树脂 - 石膏基缓释玉米复合肥的制备方法,。
41、 其具体制备过程包括下列 步骤 : 制备过程第一步至第六步同实施例 1。 0030 第七步, 分别称取 11.2 重量份的硫酸铵, 18.7 重量份的尿素石膏, 58.0 重量份的 过磷酸钙 (磷含量 11.3%) , 12.1 重量份的氯化钾 (钾含量 46.5%) , 混合均匀, 向此混合物料 加入其重量 15% 脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土复 / 混缓释材料 ; 通过反复挤压 5 10 次, 使其 充分混合反应, 再经振动破碎、 筛分, 圆盘造粒制得表面光洁, 致密度高, 粒径为 3 6mm 的 球形颗粒 ; 干燥至含水率小于 2.5%, 即可制得低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基。
42、缓释玉米 复合肥。 0031 实施例 5 : 一种低甲醛脲醛树脂 - 石膏基缓释大豆氮肥的制备方法, 其具体制备过程包括下列步 骤 : 制备过程第一步至第六步同实施例 1。 0032 第七步, 分别称取 30.8 重量份的硫酸铵, 69.2 重量份的尿素石膏, 混合均匀, 向 此混合物料加入其重量 15% 脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土复 / 混缓释材料 ; 通过反复挤压 5 10 次, 使其充分混合反应, 再经振动破碎、 筛分, 圆盘造粒制得表面光洁, 致密度高, 粒径为 3 6mm 的球形颗粒 ; 干燥至含水率小于 2.5%, 即可制得低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基 缓释大豆氮肥。。
43、 0033 实施例 6 : 一种低甲醛脲醛树脂 - 石膏基缓释大豆复合肥的制备方法, 其具体制备过程包括下列 步骤 : 制备过程第一步至第六步同实施例 1。 0034 第七步, 分别称取8.2重量份的硫酸铵, 20.4重量份的尿素石膏, 59.1重量份的过 磷酸钙 (磷含量 11.3%) , 12.3 重量份的氯化钾 (钾含量 46.5%) , 混合均匀, 向此混合物料加 入其重量 15% 脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土复 / 混缓释材料 ; 通过反复挤压 5 10 次, 使其充 分混合反应, 再经振动破碎、 筛分, 圆盘造粒制得表面光洁, 致密度高, 粒径为 3 6mm 的球 形颗粒 ; 干。
44、燥至含水率小于 2.5%, 即可制得低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基缓释大豆复 合肥。 0035 实施例 7 : 一种低甲醛脲醛树脂 - 石膏基缓释小麦氮肥的制备方法, 其具体制备过程包括下列步 骤 : 制备过程第一步至第六步同实施例 1。 0036 第七步, 分别称取 46.1 重量份的硫酸铵, 53.9 重量份的尿素石膏, 混合均匀, 向 此混合物料加入其重量 15% 脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土复 / 混缓释材料 ; 通过反复挤压 5 10 次, 使其充分混合反应, 再经振动破碎、 筛分, 圆盘造粒制得表面光洁, 致密度高, 粒径为 3 6mm 的球形颗粒 ; 干燥至含水率小于 。
45、2.5%, 即可制得低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基 缓释小麦氮肥。 0037 实施例 8 : 说 明 书 CN 103333033 A 9 8/16 页 10 一种低甲醛脲醛树脂 - 石膏基缓释小麦复合肥的制备方法, 其具体制备过程包括下列 步骤 : 制备过程第一步至第六步同实施例 1。 0038 第七步, 分别称取 21.5 重量份的硫酸铵, 25.2 重量份的尿素石膏, 44.6 重量份的 过磷酸钙 (磷含量 11.3%) , 8.7 重量份的氯化钾 (钾含量 46.5%) , 混合均匀, 向此混合物料加 入其重量 15% 脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土复 / 混缓释材料 ; 通过。
46、反复挤压 5 10 次, 使其充 分混合反应, 再经振动破碎、 筛分, 圆盘造粒制得表面光洁, 致密度高, 粒径为 3 6mm 的球 形颗粒 ; 干燥至含水率小于 2.5%, 即可制得低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基缓释小麦复 合肥。 0039 实施例 9 : 一种低甲醛脲醛树脂 - 石膏基缓释油菜氮肥的制备方法, 其具体制备过程包括下列步 骤 : 制备过程第一步至第六步同实施例 1。 0040 第七步, 分别称取 71.8 重量份的硫酸铵, 28.2 重量份的尿素石膏, 混合均匀, 向 此混合物料加入其重量 15% 脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土复 / 混缓释材料 ; 通过反复挤压 5。
47、 10 次, 使其充分混合反应, 再经振动破碎、 筛分, 圆盘造粒制得表面光洁, 致密度高, 粒径为 3 6mm 的球形颗粒 ; 干燥至含水率小于 2.5%, 即可制得低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基 缓释油菜氮肥。 0041 实施例 10 : 一种低甲醛脲醛树脂 - 石膏基缓释油菜复合肥的制备方法, 其具体制备过程包括下列 步骤 : 制备过程第一步至第六步同实施例 1。 0042 第七步, 分别称取 33.5 重量份的硫酸铵, 13.4 重量份的尿素石膏, 44.2 重量份的 过磷酸钙 (磷含量 11.3%) , 8.9 重量份的氯化钾 (钾含量 46.5%) , 混合均匀, 向此混合。
48、物料加 入其重量 15% 脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土复 / 混缓释材料 ; 通过反复挤压 5 10 次, 使其充 分混合反应, 再经振动破碎、 筛分, 圆盘造粒制得表面光洁, 致密度高, 粒径为 3 6mm 的球 形颗粒 ; 干燥至含水率小于 2.5%, 即可制得低甲醛脲醛树脂 - 石膏 - 膨润土基缓释油菜复 合肥。 0043 实施实例1120中均使用的脱硫石膏基硫酸铵, 脱硫石膏基尿素石膏, 磷肥可为 任意一种磷素肥料 ; 钾肥可为任意一种钾素肥料。 0044 实施例 11 : 一种低甲醛脲醛树脂 - 石膏基缓释白菜氮肥的制备方法, 其具体制备过程包括下列步 骤 : 第一步, 硫酸铵的制备 : 取脱硫石膏、 碳酸氢铵为原料, 根据 CaSO42H2O 与 NH4HCO3 反 应的化学计量比, 将 CaSO42H2O 的用量按重量百分比过量 5% ; 将石膏、 碳酸氢铵投入球磨 机中, 按球料重量比为 5 投入磨球, 加入物料干重 12% 的水, 在常温下, 球磨反应 20 min 60min 后, 即得到硫酸铵母料, 氮含量为 11.3%, 水含量 23.0%。 0045 第二步, 尿素石膏的制备 : 取脱硫石膏、 尿素为原料, 根据 CaSO42H2O 与 CO(NH4)2 反应的化学计量比, 将 CaSO42H2O 的。