脲甲醛緩釋肥料的介紹、生產(chǎn)工藝及應(yīng)用

摘 要：本文主要介紹脲甲醛緩釋肥料的發(fā)展歷史、作用機(jī)理和生產(chǎn)工藝，分析脲甲醛緩釋肥料的主要應(yīng)用場(chǎng)所和應(yīng)用效果，同時(shí)也為現(xiàn)有復(fù)合肥料轉(zhuǎn)鼓造粒或塔式造粒裝置改裝脲甲醛緩釋肥料技術(shù)改造提供思路。

關(guān)鍵詞：復(fù)合肥；脲甲醛緩釋肥料；緩釋肥；

概述：

近年來(lái)，中國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展也在奮起直追。肥料生產(chǎn)也是不斷更新，其中脲甲醛緩釋肥收到認(rèn)可，農(nóng)民對(duì)于農(nóng)業(yè)投入的要求也越來(lái)越高，尤其是化肥方面。，但由于過(guò)度使用化肥，造成的環(huán)境污染也成為了農(nóng)業(yè)污染的最大方面，同時(shí)也給農(nóng)民朋友帶來(lái)了一筆不小的資金浪費(fèi)。如何降低農(nóng)業(yè)化肥投入成本，減少浪費(fèi)，避免農(nóng)業(yè)污染，進(jìn)一步促進(jìn)農(nóng)民增收，成為中國(guó)農(nóng)業(yè)面臨的一個(gè)急需解決的問(wèn)題。

一般脲甲醛肥料都是可以當(dāng)四季肥用的，脲甲醛緩控釋肥有以下優(yōu)點(diǎn)：一、速效，中效，長(zhǎng)效，作物生長(zhǎng)全需要。由于釋放的溫度不同，釋放時(shí)間也會(huì)自行改變，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)作物生長(zhǎng)所需的對(duì)應(yīng)時(shí)間。二、利用率高，不浪費(fèi)。三、智能控釋高科技，按需供養(yǎng)。四、肥效穩(wěn)定更持久，養(yǎng)分吸附好吸收。五、使用簡(jiǎn)單范圍廣，省時(shí)省力又省錢(qián)。

一、脲甲醛緩釋肥

脲甲醛復(fù)合肥是尿素與甲醛在高溫下反應(yīng)生成1亞甲基2尿素和2亞甲基尿素兩種膠體，再與磷酸一銨以及鉀肥合成造粒，形成的復(fù)合肥料，屬于肥料中高端產(chǎn)品，高效長(zhǎng)效集合緩釋和控釋于一體，主要在高爾夫球場(chǎng)草坪用，也是是現(xiàn)在唯一一種可以用于滴灌復(fù)合肥料。可主要分為以下兩類(lèi)：1、內(nèi)置脲甲醛復(fù)合肥就是說(shuō)將粉狀脲甲醛樹(shù)脂加入到生產(chǎn)復(fù)合肥的原料中，生產(chǎn)出的復(fù)合肥也可以起到緩控釋作用。2、脲甲醛樹(shù)脂包衣復(fù)合肥，就是將復(fù)合肥外面包一層脲甲醛樹(shù)脂，而起到緩控釋作用。復(fù)合肥是尿素和甲醛在一定的溫度下的聚合物，是控釋肥中的一種。

二、反應(yīng)原理

脲醛復(fù)合肥施入土地后，快速融化為膠體被土壤緊密吸附融合，從而保證養(yǎng)分長(zhǎng)期毫不流失。尿素短期內(nèi)在微生物分解下即可轉(zhuǎn)化為，作物直接吸收的無(wú)機(jī)氮，快速的釋放養(yǎng)分，形成脲醛肥料中的速效成分（10到40天）；1亞甲基2尿素必須在微生物的一段時(shí)間內(nèi)分解下，轉(zhuǎn)化為作物可直接吸收的無(wú)機(jī)氮，因此形成了脲醛肥料中的中效成分（40到80天）；2亞甲基3尿素必須經(jīng)過(guò)微生物的長(zhǎng)期、多次分解才能轉(zhuǎn)化為作物可吸收的無(wú)機(jī)氮，于是就形成了脲醛肥料中的長(zhǎng)效成分（80到120天）。

三、脲甲醛的生產(chǎn)原理

脲甲醛是尿素與甲醛在一定條件下經(jīng)過(guò)兩步反應(yīng)制得，即第1步在堿性介質(zhì)中進(jìn)行加成反應(yīng)，第2步在酸性介質(zhì)中進(jìn)行縮合反應(yīng)。

（1）加成反應(yīng)

過(guò)量的尿素與甲醛在堿性條件下加熱，使其發(fā)生加成反應(yīng)，生成一羥甲基脲或二羥甲基脲溶液。其反應(yīng)式如下：

NH2CONH2+HCHO→NH2CONHCH2OH

NH2CONHCH2OH+HCHO→HOCH2NHCONHCH2OH

（2）縮合反應(yīng)

在一定溫度和酸性條件下，該羥甲基脲溶液會(huì)發(fā)生縮合反應(yīng)，形成部分或大部分不溶于水的甲基脲和聚甲基脲，總稱(chēng)脲甲醛。其反應(yīng)式如下：

-NHCONH2+HOCH2NHCONH→

-NHCONHCH2NHCONH-

甲叉脲的特定結(jié)構(gòu)形式有：甲叉二脲（NH2CONHCH2NHCONH2），簡(jiǎn)稱(chēng)MDU；二甲叉三脲（NH2CONHCH2NHCONHCH2NHCONH2），簡(jiǎn)稱(chēng)DMTU；聚甲叉脲[NH2CONH（CH2NHCONH）nH，其中n=1→（8～10）]。

（3）反應(yīng)條件

尿素與甲醛的反應(yīng)速率取決于pH和溫度，脲醛只有在不加熱和無(wú)酸性條件下才是穩(wěn)定的，溫度和酸性將加快尿素與甲醛的進(jìn)一步縮合反應(yīng)，但其反應(yīng)產(chǎn)物又取決于反應(yīng)條件，隨著尿素與甲醛的摩爾比、pH、溫度以及反應(yīng)時(shí)間的不同，形成的脲甲醛的分子量及由此產(chǎn)生的溶解度和氮素釋放速率等性質(zhì)均不同。當(dāng)尿素與甲醛的摩爾比>2時(shí)，將得到全水溶的甲叉二脲和二甲叉三脲產(chǎn)品；當(dāng)尿素與甲醛的摩爾比<1時(shí)，將得到全不溶于水的塑料或黏合劑等產(chǎn)品；當(dāng)尿素與甲醛的摩爾比為1.3～1.4時(shí)，將得到大部分不溶解的脲甲醛緩釋肥料。即尿素與甲醛水溶液在不同的摩爾比、pH、溫度和反應(yīng)時(shí)間的條件下，可生成不同鏈長(zhǎng)的甲基脲混合物。因此，脲甲醛緩釋復(fù)合肥料的生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)和過(guò)程是通過(guò)對(duì)不同反應(yīng)條件的控制及關(guān)鍵過(guò)程工藝指標(biāo)的調(diào)節(jié)，使其生產(chǎn)出既能滿(mǎn)足該肥料固體物料黏結(jié)造粒的要求，又能使該肥料達(dá)到緩控釋目的的脲甲醛溶液。

四、生產(chǎn)工藝過(guò)程

尿素、甲醛、水、硝酸等原料按一定比例配備（根據(jù)市場(chǎng)需求和各地土壤檢測(cè)結(jié)果）。在脲甲醛配制罐中加入定量的尿素、水和氫氧化鈉，使其形成堿性溶液并加熱，再將定量的甲醛加入配制罐，同時(shí)進(jìn)行混合攪拌。在一定時(shí)間內(nèi)，尿素與甲醛溶液經(jīng)過(guò)反應(yīng)大部分生成羥甲基脲溶液。在一定溫度下經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的充分反應(yīng)生成脲甲醛溶液，反應(yīng)終點(diǎn)為酸性，停止加熱，通過(guò)脲甲醛輸送泵輸送至緩沖槽中，緩沖槽中的脲甲醛溶液經(jīng)計(jì)量后送至造粒機(jī)與各物料混合后造粒。原料全部破碎，計(jì)算機(jī)自動(dòng)配料，混合后，采用滾筒造粒，流化床干燥機(jī)，篩分后產(chǎn)品包裝，非成品破碎后返回造粒。

工藝流程分為3個(gè)部分，即原料預(yù)處理，原料反應(yīng)、產(chǎn)品干燥后處理及包裝和尾氣的凈化。將尿素溶解于水，加入氫氧化鈉使其形成堿性溶液（pH=7.5）并加熱，再加入定量甲醛，在40℃下混合攪拌反應(yīng)1小時(shí)（羥甲基化反應(yīng)），然后用硝酸調(diào)pH為1.0左右，在40℃下混合攪拌反應(yīng)1小時(shí)（亞甲基化反應(yīng)），過(guò)濾得到濾餅，濾餅含水50%，干燥濾餅的產(chǎn)品。干燥熱源和反應(yīng)加熱熱源為天然氣。從干燥機(jī)卸出干物料經(jīng)旋轉(zhuǎn)卸料器，送入自動(dòng)定量包裝機(jī)中，經(jīng)自動(dòng)定量包裝機(jī)包裝為成品。

五、市場(chǎng)前景

在市場(chǎng)方面，因該地區(qū)生產(chǎn)的肥料品種單一，脲甲醛緩釋肥的銷(xiāo)售競(jìng)爭(zhēng)力度較小，因此，項(xiàng)目的環(huán)境條件比較優(yōu)越。

我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，且人口眾多，糧油、蔬菜消費(fèi)量極其巨大，因土地面積少，只能靠提高其單產(chǎn)量，才能滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求。提高單產(chǎn)量的主要途徑就是使用化肥，而緩釋肥料能有效地控制養(yǎng)分釋放速度，延長(zhǎng)肥效期，最大限度地提高肥料利用率，減少養(yǎng)分流失，降低環(huán)境污染、減少社會(huì)資源消耗，對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。因此，可以斷定這些因素的存在為脲甲醛緩釋肥提供了良好的市場(chǎng)需求。

脲甲醛緩釋肥是一種新型肥種，我國(guó)是化肥生產(chǎn)大國(guó)，產(chǎn)量和用量均居世界前列。但化肥利用率確遠(yuǎn)低于世界水平。這既浪費(fèi)了大量的財(cái)力和資源，又造成了不應(yīng)有的環(huán)境污染。肥料增效劑正是應(yīng)長(zhǎng)效肥料市場(chǎng)的需求，研制開(kāi)發(fā)的高新技術(shù)，應(yīng)用這一技術(shù)產(chǎn)品生產(chǎn)的長(zhǎng)效氮肥、復(fù)（混）合肥具有肥效期長(zhǎng)，利用率高，作物增長(zhǎng)幅度大等優(yōu)點(diǎn)。緩釋肥料將是未來(lái)發(fā)展方向！目前，我國(guó)市場(chǎng)占有份額很低，脲甲醛緩釋肥的需求也會(huì)逐年增長(zhǎng)，因而該項(xiàng)目有廣闊的市場(chǎng)前景和可觀的效益。

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作者簡(jiǎn)介：

何樂(lè)秋；1995年10月9日；女；滿(mǎn)族；遼寧省北鎮(zhèn)市人；職稱(chēng)：學(xué)生；單位：鄭州大學(xué)；研究方向：化學(xué)工程與工藝。