CN103333033A - 低甲醛脲醛树脂-石膏-膨润土基缓释肥料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
技术领域
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
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。
缓释肥料主要包括两大类,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,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。
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90~180min。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。
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/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。
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。
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,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。
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,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50.87亿吨以上,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
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;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量消耗,是一种节能生产工艺。
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(CaSO4·2H2O)、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;
b、制备尿素石膏母料:取石膏(CaSO4·2H2O)、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20~40min后,即得到尿素石膏母料,反应转化率在70~90%,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(CaSO4·0.5H2O);
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,用氢氧化钠水溶液调pH至5.0~6.0,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40~60min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1:1.0~1.5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,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%。
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3~6mm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。
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。
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,磷的重量(质量)为氮的重量(质量)的20~150%。
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%。
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,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
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。
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。
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CaSO4·2H2O与NH4HCO3反应的化学计量比,将CaSO4·2H2O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10.2%,水含量24.5%。
第二步,尿素石膏的制备:取磷石膏、尿素为原料,根据CaSO4·2H2O与CO(NH4)2反应的化学计量比,将CaSO4·2H2O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18.3%。
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60~200目即得膨润土。
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CaSO4·0.5H2O。
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5.0~6.0,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。
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。
第七步,分别称取33.7重量份的硫酸铵,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。
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。
第七步,分别称取10.2重量份的硫酸铵,20.0重量份的尿素石膏,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。
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:
制备过程第一步至第六步同实施例1。
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。
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,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。
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-膨润土基缓释玉米复合肥。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
实施例8:
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。
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。
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。
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5~10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。
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。
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。
实施实例11~20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。
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CaSO4·2H2O与NH4HCO3反应的化学计量比,将CaSO4·2H2O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%。
第二步,尿素石膏的制备:取脱硫石膏、尿素为原料,根据CaSO4·2H2O与CO(NH4)2反应的化学计量比,将CaSO4·2H2O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8.7%,尿素石膏态氮含量为19.6%,水含量17.8%。
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60~200目即得膨润土。
第四步,半水石膏的制备:将脱硫石膏于150℃烘干,破碎至60~200目,即得到半水石膏CaSO4·0.5H2O。
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5.0~6.0,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。
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。
第七步,分别称取61.8重量份的硫酸铵,38.2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-膨润土基缓释白菜氮肥。
实施例12:
一种低甲醛脲醛树脂-石膏基缓释白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11。
第七步,分别称取33.6重量份的硫酸铵,20.8重量份的尿素石膏,26.9重量份的过磷酸钙(磷含量11.3%),18.7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-膨润土基缓释白菜复合肥。
实施例13:
一种低甲醛脲醛树脂-石膏基缓释萝卜氮肥的制备方法,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11。
第七步,分别称取63.4重量份的硫酸铵,36.6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-膨润土基缓释萝卜氮肥。
实施例14:
一种低甲醛脲醛树脂-石膏基缓释萝卜复合肥的制备方法,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11。
第七步,分别称取42.6重量份的硫酸铵,24.6重量份的尿素石膏,16.5重量份的过磷酸钙(磷含量11.3%),16.3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-膨润土基缓释萝卜复合肥。
实施例15:
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11。
第七步,分别称取30.5重量份的硫酸铵,69.5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-膨润土基缓释大豆氮肥。
实施例16:
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11。
第七步,分别称取7.8重量份的硫酸铵,20.1重量份的尿素石膏,59.4重量份的过磷酸钙(磷含量11.3%),12.7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-膨润土基缓释大豆复合肥。
实施例17:
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:
制备过程第一步至第六步同实施例11。
第七步,分别称取33.2重量份的硫酸铵,66.8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。
实施例18:
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11。
第七步,分别称取9.9重量份的硫酸铵,19.8重量份的尿素石膏,58.1重量份的过磷酸钙(磷含量11.3%),12.2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。
实施例19:
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:
制备过程第一步至第六步同实施例11。
第七步,分别称取36.8重量份的硫酸铵,63.2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-膨润土基缓释玉米氮肥。
实施例20:
一种低甲醛脲醛树脂-石膏基缓释玉米复合肥的制备方法,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11。
第七步,分别称取10.5重量份的硫酸铵,18.3重量份的尿素石膏,58.7重量份的过磷酸钙(磷含量11.3%),12.5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-膨润土基缓释玉米复合肥。
实施例21:
一种低甲醛脲醛树脂-石膏-膨润土基缓释肥料的制备方法,包括下列步骤:
a、制备硫酸铵母料:取石膏(CaSO4·2H2O)、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12%;将石膏、碳酸氢铵投入球磨机中,按球料重量比为4投入磨球,加入原料总重量13%的水,在常温下,球磨反应40min后,即得到硫酸铵母料;
b、制备尿素石膏母料:取石膏(CaSO4·2H2O)、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12%;将石膏、尿素投入球磨机中,按球料重量比为4投入磨球,加入原料总重量13%的水,在常温下,球磨反应30min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60~200目,即制得膨润土;
d、制备半水石膏:将石膏于140℃温度下干燥40min,再破碎至60~200目,即得到半水石膏(CaSO4·0.5H2O);
e、制备低甲醛脲醛树脂:按尿素:甲醛为1∶0. 7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15min,达到浑浊点后,用氢氧化钠水溶液调pH至5.0~6.0,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50min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1:1.3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:取含氮为肥料总氮15%的硫酸铵母料、取含氮为肥料总氮85%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8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,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。
实施例22:
一种低甲醛脲醛树脂-石膏-膨润土基缓释肥料的制备方法,包括下列步骤:
a、制备硫酸铵母料:取石膏(CaSO4·2H2O)、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%;将石膏、碳酸氢铵投入球磨机中,按球料重量比为3投入磨球,加入原料总重量10%的水,在常温下,球磨反应20min后,即得到硫酸铵母料;
b、制备尿素石膏母料:取石膏(CaSO4·2H2O)、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%;将石膏、尿素投入球磨机中,按球料重量比为3投入磨球,加入原料总重量10%的水,在常温下,球磨反应20min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60~200目,即制得膨润土;
d、制备半水石膏:将石膏于120℃温度下干燥50min,再破碎至60~200目,即得到半水石膏(CaSO4·0.5H2O);
e、制备低甲醛脲醛树脂:按尿素:甲醛为1∶0. 6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10min,达到浑浊点后,用氢氧化钠水溶液调pH至5.0~6.0,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40min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1:1.0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:取含氮为肥料总氮5%的硫酸铵母料、取含氮为肥料总氮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5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,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。
实施例23:
一种低甲醛脲醛树脂-石膏-膨润土基缓释肥料的制备方法,包括下列步骤:
a、制备硫酸铵母料:取石膏(CaSO4·2H2O)、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20%;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,加入原料总重量15%的水,在常温下,球磨反应60min后,即得到硫酸铵母料;
b、制备尿素石膏母料:取石膏(CaSO4·2H2O)、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20%;将石膏、尿素投入球磨机中,按球料重量比为5投入磨球,加入原料总重量15%的水,在常温下,球磨反应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60~200目,即制得膨润土;
d、制备半水石膏:将石膏于150℃温度下干燥50min,再破碎至60~200目,即得到半水石膏(CaSO4·0.5H2O);
e、制备低甲醛脲醛树脂:按尿素:甲醛为1∶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20min,达到浑浊点后,用氢氧化钠水溶液调pH至5.0~6.0,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60min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: 1.5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:取含氮为肥料总氮25%的硫酸铵母料、取含氮为肥料总氮75%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,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。
实施例24:
一种低甲醛脲醛树脂-石膏-膨润土基缓释肥料的制备方法,包括下列步骤:
a、制备硫酸铵母料:取石膏(CaSO4·2H2O)、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9%;将石膏、碳酸氢铵投入球磨机中,按球料重量比为4投入磨球,加入原料总重量11%的水,在常温下,球磨反应30min后,即得到硫酸铵母料;
b、制备尿素石膏母料:取石膏(CaSO4·2H2O)、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9%;将石膏、尿素投入球磨机中,按球料重量比为3投入磨球,加入原料总重量11%的水,在常温下,球磨反应30min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60~200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35min,再破碎至60~200目,即得到半水石膏(CaSO4·0.5H2O);
e、制备低甲醛脲醛树脂:按尿素:甲醛为1∶0. 6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12min,达到浑浊点后,用氢氧化钠水溶液调pH至5.0~6.0,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45min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1:1.1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:取含氮为肥料总氮10%的硫酸铵母料、取含氮为肥料总氮90%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7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,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。
实施例25:
一种低甲醛脲醛树脂-石膏-膨润土基缓释肥料的制备方法,包括下列步骤:
a、制备硫酸铵母料:取石膏(CaSO4·2H2O)、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18%;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,加入原料总重量14%的水,在常温下,球磨反应50min后,即得到硫酸铵母料;
b、制备尿素石膏母料:取石膏(CaSO4·2H2O)、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18%;将石膏、尿素投入球磨机中,按球料重量比为4投入磨球,加入原料总重量14%的水,在常温下,球磨反应35min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60~200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40min,再破碎至60~200目,即得到半水石膏(CaSO4·0.5H2O);
e、制备低甲醛脲醛树脂:按尿素:甲醛为1∶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18min,达到浑浊点后,用氢氧化钠水溶液调pH至5.0~6.0,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55min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1:1.4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:取含氮为肥料总氮20%的硫酸铵母料、取含氮为肥料总氮80%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9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,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。
上述实施例21—25中:步骤d中所述石膏可以为天然石膏、磷石膏或脱硫石膏。
上述实施例21—25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,磷的重量(质量)为氮的重量(质量)的20~150%。
上述实施例21—25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%的磷素肥料,其它同对应的实施例。
上述实施例21—25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150%的磷素肥料,其它同对应的实施例。
上述实施例21—25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85%的磷素肥料,其它同对应的实施例。
上述实施例21—25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50%的磷素肥料,其它同对应的实施例。
上述实施例21—25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120%的磷素肥料,其它同对应的实施例。
上述实施例21—25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%。
上述实施例21—25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%的钾素肥料,其它同对应的实施例。
上述实施例21—25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150%的钾素肥料,其它同对应的实施例。
上述实施例21—25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80%的钾素肥料,其它同对应的实施例。
上述实施例21—25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50%的钾素肥料,其它同对应的实施例。
上述实施例21—25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100%的钾素肥料,其它同对应的实施例。
上述实施例21—25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120%的钾素肥料,其它同对应的实施例。
上述实施例中:所采用的各原料均为市售产品。
上述实施例中:所采用的百分比例中,未特别注明的,均为重量(质量)百分比例;所述重量(质量)份可以均是克或千克。
上述实施例中:各步骤中的工艺参数和各组分用量数值等为范围的,任一点均可适用。
本发明内容及上述实施例中未具体叙述的技术内容同现有技术。
本发明不限于上述实施例,本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。
Claims (5)
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60~200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;
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7.0~8.0,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1:1.0~1.5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,制得粒径为3~6mm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。
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