CN103130580B - 一种脲硫酸多营养功能性复肥的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种脲硫酸多营养功能性复肥的生产方法。该方法包括脲醛缩合物溶液的制备、脲硫酸溶液的制备、脲硫磷料浆的制备与颗粒肥料的制备等步骤。本发明以中低品位磷矿为主要磷源生产复肥，有利于我国磷资源的可持续利用和保护；以脲醛提供部分缓效氮，以钙镁磷肥等提供长效磷钾，提高肥料养分利用率的同时，提供各种中微量营养元素，提高作物的抗倒伏、防病害能力；加入表面活性剂等可以改善反应状况，赋予肥料除草、改良土壤等功能。在达到相同作物产量时，与现有肥料相比本发明肥料的总养分可减少5%以上，节肥增效，生产成本比普通复混肥料降低10%以上，比现有缓释肥料的成本降低20%以上。
Description
【技术领域】
本发明涉及农业肥料技术领域。更具体地，本发明涉及一种脲硫酸多营养功能性复肥的生产方法。
【背景技术】
功能性复肥是指具有特殊功能的复合（混）肥料的总称，是指适用于某一地域的某种（或某类）特定作物的肥料或含有某种特定物质、具有特定作用的肥料。功能性复肥是一类除了向作物提供氮、磷、钾中两种或两种以上营养元素的肥料功能外，还兼有其他功能，例如除草、促进作物生长发育、抗旱、抗病虫害、抗倒伏、矫正土壤酸性、改善下层土壤中气相氧含量等的肥料。功能性复肥对提高肥料利用率、减少环境污染、减轻施肥劳力、提高作物产量、改善产品品质和培肥地力都具有积极作用。
CN200510106021根据中国磷矿和国内1000余套过磷酸钙生产装置中绝大部分采用浓酸矿浆法工艺等特点，利用尿素减水法，在活化剂作用下，以脲硫酸溶液分解磷矿生产工艺制备不同养分含量的氮、磷或氮、磷、钾专用型复混肥料。其产品可降低氮的溶淋和挥发损失，减少磷的退化和固定，有效提高肥料养分利用率，满足农业的科学施肥要求。CN201210261320公开一种内质型缓释复合肥料及其制备方法，是将一种纳米级植物营养功能型高分子混聚物加入高塔熔体造粒工艺中，通过导流混合技术、高效乳化技术促使纳米级缓释剂与N、P、K肥料分子之间形成缠绕作用、超细微粒的包裹作用，同时与复合肥料的辅料产生络合反应，形成均匀致密的锚式、网络骨架结构体系流动性料浆，再经高塔喷浆造粒制成内质型缓释复合肥料颗粒。制备的内质型缓释复合肥料可满足不同时间段释放肥料养分的需求，提高肥料利用率，减少化学肥料的施用和流失及对土壤的面源污染。但是，这些肥料还存在如下一些技术缺陷，如不含缓释性氮或者缓释氮含量不足以满足一次性施肥的要求，中微量营养元素不足，以及肥料不同时具备增强作物抗倒伏、防病害能力及提高下层土壤气相氧含量等功能。因此，本发明人经过对现有技术充分分析后，通过大量试验研究，终于完成了本发明。
【发明内容】
[要解决的技术问题]
本发明的目的是提供一种脲硫酸多营养功能性复肥（通常称理想复肥）的生产方法。
[技术方案]
本发明是通过下述技术方案实现的。
本发明涉及一种脲硫酸多营养功能性复肥的生产方法。
所述生产方法的步骤如下：
A、脲醛缩合物溶液的制备
将尿素与甲醛溶液按照尿素与甲醛的摩尔比1.2～3.0：1进行混合，接着在温度25～90℃下进行缩合反应0.5～5小时，得到一种脲醛缩合物溶液；然后
B、脲硫酸溶液的制备
往步骤A制备的脲醛缩合物溶液中加入以其溶液重量计0.1～10%止爆剂，混合均匀，再按照尿素与硫酸的重量比0.6～2.4：1，往所述溶液中加入浓度50～98重量%硫酸溶液，接着在温度40℃～105℃下反应10～120分钟，得到一种含有脲醛缩合物的脲硫酸溶液；
C、脲硫磷料浆的制备
在搅拌的条件下，按照磷矿粉与硫酸的重量比100:50～85，往步骤B)得到的含有脲醛缩合物的脲硫酸溶液中添加磷矿粉或浓度50～75重量%磷矿浆，同时加入以所述磷矿重量计0.01～0.40%表面活性物质，在温度50～95℃的条件下反应0.2～5小时，得到一种含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆；
D、颗粒肥料的制备
将5～500重量份水溶性氮肥、5～300重量份水溶性磷肥、5～500重量份水溶性钾肥、2～300重量份枸溶性磷肥与0.1～20重量份过氧化物混合均匀，然后在造粒机中，将100～400重量份在步骤C得到的含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆喷洒到其肥料混合物中，同时通入氨或蒸汽造粒，直至所述肥料混合物趋向粒化；得到的肥料混合物颗粒通过干燥机继续进行造粒和干燥，然后往其肥料颗粒表面喷涂以所述肥料混合物颗粒重量计0.00～0.20%除草剂，再经冷却、筛分，得到颗粒粒度1～4.75mm的脲硫酸复合肥料。
本发明还涉及另一种脲硫酸多营养功能性复肥生产方法。
所述生产方法的步骤如下：
A、脲醛缩合物溶液的制备
将尿素与甲醛溶液按照尿素与甲醛的摩尔比1.2～3.0：1进行混合，接着在温度25～90℃下进行缩合反应0.5～5小时，得到一种脲醛缩合物溶液；然后
B、脲硫酸溶液的制备
往浓度为50～98重量%硫酸溶液中加入以其溶液重量计0.1～10%止爆剂，再按照尿素与硫酸的重量比0.1～2.4：1加入尿素，混匀得到一种脲硫酸溶液；
C、脲硫磷料浆的制备
在搅拌的条件下，按照磷矿粉与硫酸的重量比100:50～85，往步骤B得到的脲硫酸溶液中添加磷矿粉或浓度50～75重量%磷矿浆，同时加入以所述磷矿重量计0.01～0.40%表面活性物质，混匀后在温度50～95℃的条件下反应5～60分钟，接着加入在步骤A制备的脲醛缩合物溶液，在温度50～95℃的条件下反应0.2～5小时，得到一种含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆。
该方法的步骤D与前面所述方法的步骤D相同。
根据本发明的一种优选实施方式，所述甲醛溶液的浓度是10～37重量%。
根据本发明的另一种优选实施方式，步骤B得到的脲硫酸溶液含有15～50重量%脲醛缩合物。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的止爆剂是一种或多种选自沸石粉、海泡石、凹凸棒土粉、膨润土、磷酸一铵或过磷酸钙的止爆剂。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的磷矿粉粒度是80重量%以上磷矿粉颗粒通过80目筛；所述磷矿粉的P2O5含量是20～35重量%。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的表面活性物质选自烷基苯磺酸盐、烷基硫酸盐、烷基萘磺酸盐、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚或羧甲基纤维素。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的水溶性氮肥选自尿素、氯化铵、硫酸铵、碳酸氢铵或磷酸一铵；所述的水溶性磷肥选自磷酸一铵、磷酸二铵、普通过磷酸钙或重过磷酸钙；所述的水溶性钾肥选自氯化钾、硫酸钾、碳酸钾或硝酸钾；所述的枸溶性磷肥选自沉淀磷肥、钢渣磷肥、钙镁磷肥、熔融磷钾肥或脱氟磷肥。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的过氧化物选自过氧化钙、过氧化镁、过氧化钠或过氧化尿素。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的除草剂选自苄嘧磺隆、草甘膦、扑草净、氟乐灵或氯酸钾、硫酸铜无机化合物除草剂。
下面将更详细地描述本发明。
本发明涉及一种脲硫酸多营养功能性复肥的生产方法。
所述生产方法的步骤如下：
A、脲醛缩合物溶液的制备
将尿素与甲醛溶液按照尿素与甲醛的摩尔比1.2～3.0：1进行混合，接着在温度25～90℃下进行缩合反应0.5～5小时，得到一种脲醛缩合物溶液。
尿素与甲醛的化学反应是本技术领域的技术人员熟知的反应。
在本发明中，所述甲醛溶液的浓度是12～37重量%，优选地15～32重量%，更优选地20～30重量%。
如果在缩合反应温度25～90℃下，尿素与甲醛的摩尔比小于1.2，则会使氮素释放速率过慢；如果尿素与甲醛的摩尔比大于3.0，则会有更多的未反应尿素存在；因此，尿素与甲醛的摩尔比1.2～3.0：1是合适的，优选地是1.6～2.5：1，更优选地是1.8～2.2：1。
在尿素与甲醛的摩尔比为1.2～3.0：1时，如果其缩合反应温度低于25℃，则会缩合速率变慢；如果其缩合反应温度高于90℃，则会迅速聚合；因此，其缩合反应温度25～90℃是合适的，优选地是35～70℃，更优选地是48～56℃。
在尿素与甲醛的摩尔比为1.2～3.0：1时，如果其缩合反应时间小于0.5小时，则会缩合反应进行不完全；如果其缩合反应时间大于5小时，则会降低反应器的生产能力；其缩合反应时间0.5～5小时是合适的，优选地是1.2～4.2小时，更优选地是1.8～3.4小时。
B、脲硫酸溶液的制备
往步骤A制备的含有脲醛缩合物的溶液中加入以其溶液重量计0.1～10%止爆剂，混合均匀，再按照尿素与硫酸的重量比0.6～2.4：1，往所述溶液中加入浓度50～98重量%硫酸溶液，接着在温度40℃～105℃下反应10～120分钟，得到一种含有脲醛缩合物的脲硫酸溶液。
在本发明中，加入止爆剂的作用在于防止爆沸。
所述的止爆剂是一种或多种选自沸石粉、海泡石、凹凸棒土粉、膨润土、磷酸一铵或过磷酸钙的止爆剂。优选地，所述的止爆剂是一种或多种选自沸石粉、海泡石、凹凸棒土粉、膨润土或过磷酸钙的止爆剂。更优选地，所述的止爆剂是一种或多种选自沸石粉、膨润土或过磷酸钙的止爆剂。
所述止爆剂的使用量并不关键，但只是需要达到不使反应过于激烈，产生爆沸现象。
所述脲硫酸溶液的脲醛缩合物含量是15～50重量%。所述脲醛缩合物含量是采用测定冷水不溶性氮及热水不溶性氮，从而计算氮的活性系数，以确定缓释氮含量（见其标准测定方法HG/T4137-2010）。
在其脲硫酸溶液中的脲醛缩合物含量低于15重量%时，则缓释氮含量过低；如果脲醛缩合物含量高于50重量%时，则会使缓释氮含量过高；因此，在其制备过程需要采取控制脲醛缩合物的加入量以控制其脲醛缩合物含量。
C、脲硫磷料浆的制备
在搅拌的条件下，按照磷矿粉与硫酸的重量比100:50～85，往步骤B)得到的含有脲醛缩合物的脲硫酸溶液中添加磷矿粉或浓度50～75重量%磷矿浆，同时加入以所述磷矿重量计0.01～0.40%表面活性物质，在温度50～95℃的条件下反应0.2～5小时，得到一种含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆。
这个步骤的主要目的是分解磷矿以提供复肥中的P2O5成份。
所述磷矿粉的粒度是80重量%以上磷矿粉颗粒通过80目筛；所述磷矿粉的P2O5含量是20～35重量%。
在这个步骤中加入表面活性物质的作用在于提高磷矿分解率。
所述的表面活性物质选自烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠、烷基萘磺酸盐、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚或羧甲基纤维素。本发明使用的这些表面活性物质都是目前市场上销售的产品。
优选地，所述的表面活性物质选自烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠、烷基萘磺酸盐、聚丙烯酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚或羧甲基纤维素。
更优选地，所述的表面活性物质选自烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠、烷基萘磺酸盐、聚丙烯酰胺或羧甲基纤维素。
加入表面活性物质的量尽管并不十分关键，但其量低于以所述磷矿重量计0.01%或高于0.40%都是不可取的，都会造成磷矿分解率不高。
这个步骤需要将反应温度控制在50～95℃范围内，否则会引起反应速率过慢或过快；将反应温度控制在50～95℃范围内时，其反应时间也应该控制在0.2～5小时内，因为超过这个时间范围会发生反应不完全或固化。因此，优选地是在温度60～85℃的条件下反应0.8～4.2小时，更优选地是在温度68～76℃的条件下反应1.8～3.2小时。
D、颗粒肥料的制备
将5～500重量份水溶性氮肥、5～300重量份水溶性磷肥、5～500重量份水溶性钾肥、2～300重量份枸溶性磷肥与0.1～20重量份过氧化物混合均匀，然后在造粒机中，将100～400重量份在步骤C得到的含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆喷洒到其肥料混合物中，同时通入氨或蒸汽造粒，直至所述肥料混合物趋向粒化；得到的肥料混合物通过干燥机继续进行粒化和干燥，然后往其肥料颗粒表面喷涂以所述肥料混合物颗粒重量计0.00～0.20%除草剂，再经冷却、筛分，得到颗粒粒度1～4.75mm的脲硫酸复肥。
这个步骤使用的水溶性氮肥、水溶性磷肥、水溶性钾肥与枸溶性磷肥的量通常是根据实际土壤、作物品种与生长期、天气等诸多因素确定的。
所述的水溶性氮肥选自尿素、氯化铵、硫酸铵、碳酸氢铵或磷酸一铵；所述的水溶性磷肥选自磷酸一铵、磷酸二铵、普通过磷酸钙或重过磷酸钙；所述的水溶性钾肥选自氯化钾、硫酸钾、碳酸钾或硝酸钾；所述的枸溶性磷肥选自沉淀磷肥、钢渣磷肥、钙镁磷肥、熔融磷钾肥或脱氟磷肥。
在本发明中，所述过氧化物的作用在于向土壤中缓慢提供氧气，提高土壤气相氧含量。
所述的过氧化物选自过氧化钙、过氧化镁、过氧化钠或过氧化尿素固体及其水溶液。优选地，所述的过氧化物选自过氧化钙、过氧化镁或过氧化钠固体及其水溶液。更优选地，所述的过氧化物选自过氧化钙或过氧化钠固体及其水溶液。
本发明使用的除草剂是农业上通常使用的各种除草剂，例如各种无机化合物除草剂，如氯酸钾、硫酸铜等，有机化合物除草剂，像苄嘧磺隆、草甘膦、扑草净、氟乐灵等。通常需要根据作物品种与生长期、天气、土壤等诸多因素选择不同的除草剂。
在本发明中，通入氨或蒸汽造粒技术是肥料加工技术领域里通常采用的造粒技术，其造粒所使用的设备也是肥料加工技术领域里通常使用的设备。在本发明中，干燥、冷却与筛分所使用的设备也是肥料加工技术领域里通常使用的设备，因此，本申请说明书对这些生产设备不再赘述。
本发明还涉及另一种脲硫酸多营养功能性复肥生产方法。
所述生产方法的步骤如下：
A、脲醛缩合物溶液的制备
将尿素与甲醛溶液按照尿素与甲醛的摩尔比1.2～3.0：1进行混合，接着在温度25～90℃下进行缩合反应0.5～5小时，得到一种脲醛缩合物溶液；然后
B、脲硫酸溶液的制备
往浓度为50～98重量%硫酸溶液中加入以其溶液重量计0.1～10%止爆剂，再按照尿素与硫酸的重量比0.1～2.4：1加入尿素，混匀得到一种脲硫酸溶液；
C、脲硫磷料浆的制备
在搅拌的条件下，按照磷矿粉与硫酸的重量比100:50～85，往步骤B得到的脲硫酸溶液中添加磷矿粉或浓度50～75重量%磷矿浆，同时加入以所述磷矿重量计0.01～0.40%表面活性物质，混匀后在温度50～95℃的条件下反应5～60分钟，接着加入在步骤A制备的脲醛缩合物溶液，在温度50～95℃的条件下反应0.2～5小时，得到一种含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆。
D、颗粒肥料的制备
将5～500重量份水溶性氮肥、5～300重量份水溶性磷肥、5～500重量份水溶性钾肥、2～300重量份枸溶性磷肥与0.1～20重量份过氧化物混合均匀，然后在造粒机中，将100～400重量份在步骤C得到的含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆喷洒到其肥料混合物中，同时通入氨或蒸汽造粒，直至所述肥料混合物趋向粒化；得到的肥料混合物通过干燥机继续进行粒化和干燥，然后往其肥料颗粒表面喷涂以所述肥料混合物颗粒重量计0.00～0.20%除草剂，再经冷却、筛分，得到一种含脲醛缓释性氮的脲硫酸复合肥料。
本发明的脲硫酸多营养功能型复合肥料属于颗粒复（混）合肥料，它具有下述特点：
一次施用本发明的肥料能供给大多数粮食作物或植物当季所需的全部养分；
通过调节养分比例与构成，能使养分的释放速率基本上与大多数粮食作物不同生长阶段的需肥量相适应；
通过反应生成具有农药效应的氟硅酸脲，并添加除草剂；含有具有抗旱、防寒、防倒伏、抗病害的无机营养物质及改良下层土壤中氧含量的土壤气相调节剂。
本发明，使用中低品位磷矿为磷源，比以磷铵为磷源成本低廉且无磷石膏等三废排放，从源头上消除污染，属清洁工艺，有利于我国磷资源的可持续利用和保护；以脲甲醛提供缓效氮，以钙镁磷肥、熔融磷钾肥等提供长效钾磷，比聚合物提供缓释营养元素价格便宜，且提高肥料养分利用率；该工艺生产过程中形成的及以钙镁磷肥等提供的中微量营养元素比单纯含有NPK的高浓度复合肥养分全面，肥效好，达到相同的作物产量肥料总养分可减少5个百分数，节肥增效。肥料可一次性底施，满足作物整个生长期的需要。因此，可使肥料的生产成本比普通复混肥料降低10%，比缓释肥料的成本降低20%，农民施肥成本也相应减少，展现了本发明非常美好的应用前景。
[有益效果]
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明以中低品位磷矿为磷源，比以磷铵为磷源成本低廉且无磷石膏等三废排放，有利于我国磷资源的可持续利用和保护；以脲甲醛提供缓效氮，以钙镁磷肥、熔融磷钾肥等提供长效钾磷，比用聚合物提供缓释营养元素价格便宜，且提高肥料养分利用率；该工艺生产过程中形成的及以钙镁磷肥等提供的中微量营养元素比单纯含有NPK的高浓度复合肥养分全面，肥效好，与现有肥料相比，在达到相同的作物产量时本发明肥料总养分量少5%以上，节肥增效。因此，可使肥料的生产成本比普通复混肥料降低10%，比缓释肥料的成本降低20%。
【具体实施方式】
通过下述实施例将能够更好地理解本发明。
实施例1：脲硫酸多营养功能性复肥的生产
该实施例的实施步骤如下：
A、脲醛缩合物溶液的制备
将尿素与12重量%甲醛溶液按照尿素与甲醛的摩尔比1.2进行混合，接着在温度90℃下进行缩合反应5小时，得到一种含有脲醛缩合物的溶液；然后
B、脲硫酸溶液的制备
往步骤A制备的含有脲醛缩合物的溶液中加入以其溶液重量计0.1%沸石粉止爆剂，混合均匀，再按照尿素与硫酸的重量比0.6：1，往所述溶液中加入浓度50重量%硫酸溶液，接着在温度40℃下反应120分钟，得到一种含有15重量%脲醛缩合物的脲硫酸溶液；
C、脲硫磷料浆的制备
该实施例使用磷矿粉的粒度是80重量%以上磷矿粉颗粒通过100目筛；所述磷矿粉的P2O5含量是20重量%；在搅拌的条件下，按照磷矿粉与硫酸的重量比100:50，往步骤B)得到的含有脲醛缩合物的脲硫酸溶液中添加磷矿粉，同时加入以所述磷矿重量计0.01%烷基苯磺酸钠表面活性物质，在温度50℃的条件下反应0.2小时，得到一种含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆；
D、颗粒肥料的制备
将5重量份尿素水溶性氮肥、300重量份磷酸一铵水溶性磷肥、80氯化钾水溶性钾肥、2重量份沉淀磷肥与0.1重量份过氧化钙过氧化物混合均匀，然后在造粒机中，将100重量份在步骤C得到的含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆喷洒到其肥料混合物中，同时通入氨造粒，直至所述肥料混合物成粒；得到的肥料混合物颗粒通过干燥机进行干燥，然后往其肥料颗粒表面喷涂以所述肥料混合物颗粒重量计0.20%苄嘧磺隆除草剂，再经冷却、筛分，得到颗粒粒度1～4.75mm的脲硫酸复合肥料。
采用本技术领域里常规分析方法测定其N、P2O5、K2O含量分别是8.1%、28.2%与9.9%。
采用本技术领域里常规农业肥料试验方法对该实施例制备的肥料与同样养分含量的复合肥进行了肥效试验，试验结果表明在相同的作物产量的情况下，本发明肥料的总养分可减少使用10%。
通过对原材料及生产费用计算可以确定，本发明肥料的生产成本比普通复混肥料降低20%，比目前市场上销售的缓释肥料的成本降低40%。
实施例2：脲硫酸多营养功能性复肥的生产
该实施例的实施步骤如下：
A、脲醛缩合物溶液的制备
将尿素与20重量%甲醛溶液按照尿素与甲醛的摩尔比2.0：1进行混合，接着在温度60℃下进行缩合反应1.5小时，得到一种含有脲醛缩合物的溶液；然后
B、脲硫酸溶液的制备
往步骤A制备的含有脲醛缩合物的溶液中加入以其溶液重量计10%海泡石止爆剂，混合均匀，再按照尿素与硫酸的重量比2.4：1，往所述溶液中加入浓度98重量%硫酸溶液，接着在温度105℃下反应10分钟，得到一种含有43重量%脲醛缩合物的脲硫酸溶液；
C、脲硫磷料浆的制备
该实施例使用磷矿粉的粒度是80重量%以上磷矿粉颗粒通过100目筛；所述磷矿粉的P2O5含量是35重量%；在搅拌的条件下，按照磷矿粉与硫酸的重量比100:85，往步骤B)得到的含有脲醛缩合物的脲硫酸溶液中添加磷矿粉，同时加入以所述磷矿重量计0.20%烷基硫酸钠表面活性物质，在温度95℃的条件下反应5小时，得到一种含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆；
D、颗粒肥料的制备
将500重量份氯化铵水溶性氮肥、100重量份磷酸二铵水溶性磷肥、100重量份氯化钾水溶性钾肥、300重量份钢渣磷肥枸溶性磷肥与20重量份过氧化镁过氧化物混合均匀，然后在造粒机中，将400重量份在步骤C得到的含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆喷洒到其肥料混合物中，同时通入氨造粒，直至所述肥料混合物成粒；得到的肥料混合物颗粒通过干燥机进行干燥，然后往其肥料颗粒表面喷涂以所述肥料混合物颗粒重量计0.20%草甘膦除草剂，再经冷却、筛分，得到颗粒粒度1～4.75mm的脲硫酸复合肥料。
按照与实施例1同样方式进行了同样的试验与分析，其结果是其N、P2O5、K2O含量分别是13.8%、11.1%与4.2%。按照与实施例1相同的方式处理，在相同的作物产量的情况下，本发明肥料的总养分可减少使用20%。本发明肥料的生产成本比普通复混肥料降低20%，比目前市场上销售的缓释肥料的成本降低40%。
实施例3：脲硫酸多营养功能性复肥的生产
该实施例的实施步骤如下：
A、脲醛缩合物溶液的制备
将尿素与37重量%甲醛溶液按照尿素与甲醛的摩尔比1.5：1进行混合，接着在温度25℃下进行缩合反应3小时，得到一种含有脲醛缩合物的溶液；然后
B、脲硫酸溶液的制备
往步骤A制备的含有脲醛缩合物的溶液中加入以其溶液重量计8%凹凸棒土粉止爆剂，混合均匀，再按照尿素与硫酸的重量比1.0：1，往所述溶液中加入浓度58重量%硫酸溶液，接着在温度52℃下反应90分钟，得到一种含有31重量%脲醛缩合物的脲硫酸溶液；
C、脲硫磷料浆的制备
该实施例使用磷矿粉的粒度是80重量%以上磷矿粉颗粒通过100目筛；所述磷矿粉的P2O5含量是22重量%；在搅拌的条件下，按照磷矿粉与硫酸的重量比100:58，往步骤B)得到的含有脲醛缩合物的脲硫酸溶液中添加磷矿粉，同时加入以所述磷矿重量计0.05%烷基萘磺酸盐表面活性物质，在温度60℃的条件下反应0.8小时，得到一种含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆；
D、颗粒肥料的制备
将80重量份硫酸铵水溶性氮肥、240重量份普通过磷酸钙、80重量份碳酸钾水溶性钾肥、240重量份钙镁磷肥枸溶性磷肥与2重量份过氧化钠过氧化物混合均匀，然后在造粒机中，将320重量份在步骤C得到的含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆喷洒到其肥料混合物中，同时通入蒸汽造粒，直至所述肥料混合物成粒；得到的肥料混合物颗粒通过干燥机进行干燥，然后往其肥料颗粒表面喷涂以所述肥料混合物颗粒重量计0.01%苄嘧磺隆除草剂，再经冷却、筛分，得到颗粒粒度1～4.75mm的脲硫酸复合肥料。
按照与实施例1同样方式进行了同样的试验与分析，其结果是其N、P2O5、K2O含量分别是4.8%、10.7%与5.6%。按照与实施例1相同的方式处理，在相同的作物产量的情况下，本发明肥料的总养分可减少使用15%。本发明肥料的生产成本比目前市场上销售的缓释肥料的成本降低20%。
实施例4：脲硫酸多营养功能性复肥的生产
该实施例的实施步骤如下：
A、脲醛缩合物溶液的制备
将尿素与12重量%甲醛溶液按照尿素与甲醛的摩尔比2.0：1进行混合，接着在温度90℃下进行缩合反应2小时，得到一种含有脲醛缩合物的溶液；然后
B、脲硫酸溶液的制备
往步骤A制备的含有脲醛缩合物的溶液中加入以其溶液重量计1%膨润土止爆剂，混合均匀，再按照尿素与硫酸的重量比2.0：1，往所述溶液中加入浓度90重量%硫酸溶液，接着在温度90℃下反应30分钟，得到一种含有31重量%脲醛缩合物的脲硫酸溶液；
C、脲硫磷料浆的制备
该实施例使用磷矿粉的粒度是80重量%以上磷矿粉颗粒通过100目筛；所述磷矿粉的P2O5含量是30重量%；在搅拌的条件下，按照磷矿粉与硫酸的重量比100:80，往步骤B)得到的含有脲醛缩合物的脲硫酸溶液中添加磷矿粉，同时加入以所述磷矿重量计0.10%聚丙烯酰胺表面活性物质，在温度85的条件下反应4.2小时，得到一种含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆；
D、颗粒肥料的制备
将150重量份碳酸氢铵水溶性氮肥、60重量份重过磷酸钙水溶性磷肥、150重量份硝酸钾水溶性钾肥、60重量份熔融磷钾肥枸溶性磷肥与14重量份过氧化尿素过氧化物混合均匀，然后在造粒机中，将160重量份在步骤C得到的含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆喷洒到其肥料混合物中，同时通入蒸汽造粒，直至所述肥料混合物成粒；得到的肥料混合物颗粒通过干燥机进行干燥，然后往其肥料颗粒表面喷涂以所述肥料混合物颗粒重量计0.10%草甘膦除草剂，再经冷却、筛分，得到颗粒粒度1～4.75mm的脲硫酸复合肥料。
按照与实施例1同样方式进行了同样的试验与分析，其结果是其N、P2O5、K2O含量分别是11.2%、6.6%与0.8%。按照与实施例1相同的方式处理，在相同的作物产量的情况下，本发明肥料的总养分可减少使用15%。本发明肥料的生产成本比普通复混肥料降低10%，比目前市场上销售的缓释肥料的成本降低30%。
实施例5：脲硫酸多营养功能性复肥的生产
该实施例的实施步骤如下：
A、脲醛缩合物溶液的制备
将尿素与25重量%甲醛溶液按照尿素与甲醛的摩尔比2.5：1进行混合，接着在温度60℃下进行缩合反应2小时，得到一种含有脲醛缩合物的溶液；然后
B、脲硫酸溶液的制备
往步骤A制备的含有脲醛缩合物的溶液中加入以其溶液重量计4%过磷酸钙止爆剂，混合均匀，再按照尿素与硫酸的重量比1.2：1，往所述溶液中加入浓度68重量%硫酸溶液，接着在温度66℃下反应70分钟，得到一种含有36重量%脲醛缩合物的脲硫酸溶液；
C、脲硫磷料浆的制备
该实施例使用磷矿粉的粒度是80重量%以上磷矿粉颗粒通过100目筛；所述磷矿粉的P2O5含量是24重量%；在搅拌的条件下，按照磷矿粉与硫酸的重量比100:66，往步骤B)得到的含有脲醛缩合物的脲硫酸溶液中添加磷矿粉，同时加入以所述磷矿重量计0.12%脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性物质，在温度68℃的条件下反应1.8小时，得到一种含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆；
D、颗粒肥料的制备
将420重量份尿素水溶性氮肥、180重量份普通过磷酸钙水溶性磷肥、420重量份碳酸钾水溶性钾肥、180重量份脱氟磷肥枸溶性磷肥与10重量份过氧化钠过氧化物混合均匀，然后在造粒机中，将200重量份在步骤C得到的含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆喷洒到其肥料混合物中，同时通入氨造粒，直至所述肥料混合物成粒；得到的肥料混合物颗粒通过干燥机进行干燥，再经冷却、筛分，得到颗粒粒度1～4.75mm的脲硫酸复合肥料。
按照与实施例1同样方式进行了同样的试验与分析，其结果是其N、P2O5、K2O含量分别是15.3%、7.1%与19.4%。按照与实施例1相同的方式处理，在相同的作物产量的情况下，本发明肥料的总养分可减少使用10%。本发明肥料的生产成本比目前市场上销售的缓释肥料的成本降低20%。
实施例6：脲硫酸多营养功能性复肥的生产
该实施例的实施步骤如下：
A、脲醛缩合物溶液的制备
将尿素与37重量%甲醛溶液按照尿素与甲醛的摩尔比3.0：1进行混合，接着在温度90℃下进行缩合反应0.5小时，得到一种含有脲醛缩合物的溶液；然后
B、脲硫酸溶液的制备
往步骤A制备的含有脲醛缩合物的溶液中加入以其溶液重量计6%过磷酸钙止爆剂，混合均匀，再按照尿素与硫酸的重量比1.8：1，往所述溶液中加入浓度82重量%硫酸溶液，接着在温度80℃下反应50分钟，得到一种含有50重量%脲醛缩合物的脲硫酸溶液；
C、脲硫磷料浆的制备
该实施例使用磷矿粉的粒度是80重量%以上磷矿粉颗粒通过100目筛；所述磷矿粉的P2O5含量是28重量%；在搅拌的条件下，按照磷矿粉与硫酸的重量比100:74，往步骤B)得到的含有脲醛缩合物的脲硫酸溶液中添加磷矿粉，同时加入以所述磷矿重量计0.16%羧甲基纤维素表面活性物质，在温度76℃的条件下反应3.2小时，得到一种含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆；
D、颗粒肥料的制备
将280重量份尿素水溶性氮肥、90重量份磷酸二铵水溶性磷肥、280重量份硫酸钾水溶性钾肥、90重量份钙镁磷肥枸溶性磷肥与10重量份过氧化钙过氧化物混合均匀，然后在造粒机中，将260重量份在步骤C得到的含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆喷洒到其肥料混合物中，同时通入氨或蒸汽造粒，直至所述肥料混合物成粒；得到的肥料混合物颗粒通过干燥机进行干燥，然后往其肥料颗粒表面喷涂以所述肥料混合物颗粒重量计0.20%草甘膦除草剂，再经冷却、筛分，得到颗粒粒度1～4.75mm的脲硫酸复合肥料。
按照与实施例1同样方式进行了同样的试验与分析，其结果是其N、P2O5、K2O含量分别是18.5%、7.6%与13.9%。按照与实施例1相同的方式处理，在相同的作物产量的情况下，本发明肥料的总养分可减少使用20%。本发明肥料的生产成本比普通复混肥料降低10%，比目前市场上销售的缓释肥料的成本降低40%。
实施例7：脲硫酸多营养功能性复肥的生产
该实施例的实施步骤如下：
A、脲醛缩合物溶液的制备
将尿素与12重量%甲醛溶液按照尿素与甲醛的摩尔比2.5：1进行混合，接着在温度50℃下进行缩合反应3小时，得到一种含有脲醛缩合物的溶液；然后
B、脲硫酸溶液的制备
往浓度为50重量%硫酸溶液中加入以其溶液重量计10%沸石粉止爆剂，再按照尿素与硫酸的重量比0.1：1加入尿素，混匀得到一种脲硫酸溶液；
C、脲硫磷料浆的制备
在搅拌的条件下，按照磷矿粉与硫酸的重量比100:50，往步骤B得到的脲硫酸溶液中添加磷矿粉（磷矿粉含27%P2O5），同时加入以所述磷矿重量计0.01%烷基苯磺酸钠表面活性物质，混匀后在温度95℃的条件下反应3.5小时，接着加入在步骤A制备的含有脲醛缩合物的溶液，在温度95℃的条件下反应0.2小时，得到一种含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆。
D、颗粒肥料的制备
将900重量份尿素水溶性氮肥、5重量份磷酸二铵水溶性磷肥、5重量份硫酸钾水溶性钾肥、2重量份钢渣磷肥枸溶性磷肥与0.1重量份过氧化钙过氧化物混合均匀，然后在造粒机中，然后将100重量份在步骤C得到的含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆喷洒到其肥料混合物中，同时通入氨造粒，直至所述肥料混合物成粒；得到的肥料混合物颗粒通过干燥机进行干燥，再经冷却、筛分，得到颗粒粒度1～4.75mm的脲硫酸复合肥料。
按照与实施例1同样方式进行了同样的试验与分析，其结果是其N、P2O5、K2O含量分别是34.4%、3.4%与0.6%。按照与实施例1相同的方式处理，在相同的作物产量的情况下，本发明肥料的总养分可减少使用8%。本发明肥料的生产成本比普通复混肥料降低15%，比目前市场上销售的缓释肥料的成本降低30%。
实施例8：脲硫酸多营养功能性复肥的生产
该实施例的实施步骤如下：
A、脲醛缩合物溶液的制备
将尿素与25重量%甲醛溶液按照尿素与甲醛的摩尔比3.0：1进行混合，接着在温度60℃下进行缩合反应1小时，得到一种含有脲醛缩合物的溶液；然后
B、脲硫酸溶液的制备
往浓度为70重量%硫酸溶液中加入以其溶液重量计0.10%海泡石止爆剂，再按照尿素与硫酸的重量比0.2：1加入尿素，混匀得到一种脲硫酸溶液；
C、脲硫磷料浆的制备
在搅拌的条件下，按照磷矿粉与硫酸的重量比100:85，往步骤B得到的脲硫酸溶液中添加磷矿粉，同时加入以所述磷矿重量计0.01%聚乙烯醇表面活性物质，混匀后在温度80℃的条件下反应5小时，接着加入在步骤A制备的含有脲醛缩合物的溶液，在温度50℃的条件下反应1小时，得到一种含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆。
D、颗粒肥料的制备
将500重量份尿素水溶性氮肥、100重量份磷酸二铵水溶性磷肥、500重量份氯化钾水溶性钾肥、200重量份钙镁磷肥枸溶性磷肥与20重量份过氧化尿素过氧化物混合均匀，然后在造粒机中，然后将400重量份在步骤C得到的含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆喷洒到其肥料混合物中，同时通入氨造粒，直至所述肥料混合物成粒；得到的肥料混合物颗粒通过干燥机进行干燥，然后往其肥料颗粒表面喷涂以所述肥料混合物颗粒重量计0.20%氟乐灵除草剂，再经冷却、筛分，得到颗粒粒度1～5mm的脲硫酸复合肥料。
按照与实施例1同样方式进行了同样的试验与分析，其结果是其N、P2O5、K2O含量分别是16.2%、7.3%与17.4%。按照与实施例1相同的方式处理，在相同的作物产量的情况下，本发明肥料的总养分可减少使用10%。本发明肥料的生产成本比普通复混肥料降低15%，比目前市场上销售的缓释肥料的成本降低30%。
Claims (10)
1.一种脲硫酸多营养功能性复肥的生产方法，其特征在于所述生产方法的步骤如下：
A、脲醛缩合物溶液的制备
将尿素与甲醛溶液按照尿素与甲醛的摩尔比1.2～3.0：1进行混合，接着在温度25～90℃下进行缩合反应0.5～5小时，得到一种脲醛缩合物溶液；然后
B、脲硫酸溶液的制备
往步骤A制备的脲醛缩合物溶液中加入以其溶液重量计0.1～10%止爆剂，混合均匀，再按照尿素与硫酸的重量比0.6～2.4：1，往所述溶液中加入浓度50～98重量%硫酸溶液，接着在温度40℃～105℃下反应10～120分钟，得到一种含有脲醛缩合物的脲硫酸溶液；
C、脲硫磷料浆的制备
在搅拌的条件下，按照磷矿粉与硫酸的重量比100:50～85，往步骤B得到的含有脲醛缩合物的脲硫酸溶液中添加磷矿粉或浓度50～75重量%磷矿浆，同时加入以所述磷矿重量计0.01～0.40%表面活性物质，在温度50～95℃的条件下反应0.2～5小时，得到一种含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆；
D、颗粒肥料的制备
将5～500重量份水溶性氮肥、5～300重量份水溶性磷肥、5～500重量份水溶性钾肥、2～300重量份枸溶性磷肥与0.1～20重量份过氧化物混合均匀，然后在造粒机中，将100～400重量份在步骤C得到的含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆喷洒到其肥料混合物中，同时通入氨或蒸汽造粒，直至所述肥料混合物趋向成粒；得到的肥料混合物颗粒通过干燥机继续进行造粒和干燥，然后往其肥料颗粒表面喷涂以所述肥 料混合物颗粒重量计0.00～0.20%除草剂，再经冷却、筛分，得到颗粒粒度1～4.75mm的脲硫酸复合肥料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述生产方法的步骤如下：
A、脲醛缩合物溶液的制备
将尿素与甲醛溶液按照尿素与甲醛的摩尔比1.2～3.0：1进行混合，接着在温度25～90℃下进行缩合反应0.5～5小时，得到一种脲醛缩合物溶液；然后
B、脲硫酸溶液的制备
往浓度为50～98重量%硫酸溶液中加入以其溶液重量计0.1～10%止爆剂，再按照尿素与硫酸的重量比0.1～2.4：1加入尿素，混匀得到一种脲硫酸溶液；
C、脲硫磷料浆的制备
在搅拌的条件下，按照磷矿粉与硫酸的重量比100:50～85，往步骤B得到的脲硫酸溶液中添加磷矿粉或浓度50～75重量%磷矿浆，同时加入以所述磷矿重量计0.01～0.40%表面活性物质，混匀后在温度50～95℃的条件下反应5～60分钟，接着加入在步骤A制备的脲醛缩合物溶液，在温度50～95℃的条件下反应0.2～5小时，得到一种含脲醛缓释性氮的脲硫磷料浆。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述甲醛溶液的浓度是12～37重量%。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于步骤B得到的脲硫酸溶液含有15～50重量%脲醛缩合物。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的止爆剂是一种或多种选自沸石粉、海泡石、凹凸棒土粉、膨润土、磷酸一铵或过磷酸钙的止爆剂。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的磷矿粉 粒度是80重量%以上磷矿粉颗粒通过80目筛；所述磷矿粉的P2O5含量是20～35重量%。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的表面活性物质选自烷基苯磺酸盐、烷基硫酸盐、烷基萘磺酸盐、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚或羧甲基纤维素。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的水溶性氮肥选自尿素、氯化铵、硫酸铵、碳酸氢铵或磷酸一铵；所述的水溶性磷肥选自磷酸一铵、磷酸二铵、普通过磷酸钙或重过磷酸钙；所述的水溶性钾肥选自氯化钾、硫酸钾、碳酸钾或硝酸钾；所述的枸溶性磷肥选自沉淀磷肥、钢渣磷肥、钙镁磷肥、熔融磷钾肥或脱氟磷肥。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的过氧化物选自过氧化钙、过氧化镁、过氧化钠或过氧化尿素。
10.根据权利要求1-9中任一项权利要求所述的方法，其特征在于所述的除草剂选自苄嘧磺隆、草甘膦、扑草净、氟乐灵或氯酸钾、硫酸铜无机化合物除草剂。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |