[发明专利]一种空心陶瓷微珠附载脲醛缓释化肥的方法

说明书

技术领域

本发明属于低成本高缓释性能的化肥领域，特别涉及一种空心陶瓷微珠附载脲醛缓释化肥的方法。

背景技术

调查表明，目前我国耕地面积占全球的7%，化肥使用量却占全球的35%。化肥的过量施用带来农田系统中的损失还会引起水体富营养化、大气温室效应(N₂O、CH₄、CO₂)。这种施用化肥产生的面源污染在不少地区已经相当严重,如太湖地区、珠江水系等水体富营养化问题已引起国家和当地政府的高度重视,农田排放的N₂O、CH₄温室气体也引起国际舆论的强烈关注,如不采取有效的措施,后果将更为严重。

此外，化肥的利用率太低,会造成超量施肥,使土壤的物理性质不断恶化,这样将会影响农作物的产量和质量的提高。同时，超量施肥也造成肥料的大量浪费。

缓释化肥的研究已经有几十年的历史，脲醛缓释化肥是其中一种。从文献看来，关于脲醛化肥研究历史也较长，但其缓释性能达到一定极限值，对于一些要求缓释期更长的作物仍然难以满足要求。

发明内容

本发明以清华大学和河北勇龙邦达新材料有限公司开发的煤矸石空心陶瓷微珠或粉煤灰空心陶瓷微珠（中国发明专利：200910131051.7）为附载材料，对高度溶解的尿素通过吸附进行附载（空心微球的比表面积大于3.25m²/g，具有较好的吸附性能），然后对空心陶瓷微珠内附载化肥进行加成及缩合。由于空心陶瓷微珠的调控输入和输出效应及脲醛本身的缓释效果相叠加，从而获得缓释期更长的空心陶瓷微珠附载脲醛化肥，该法工艺简单，可规模化生产。

本发明的目的在于提供一种缓释期更长的、低成本的、可工业化规模的煤矸石空心陶瓷微珠或粉煤灰空心陶瓷微珠附载脲醛缓释化肥生产工艺。使用工业废弃物煤矸石或粉煤灰而制备的空心陶瓷微珠（图1、图2）为原料，利用其较好的吸附性能将尿素浓溶液通过吸附而附载，然后将其附载的尿素进行加成及缩合反应，从而形成缓释期更长的化肥。

一种空心陶瓷微珠附载脲醛缓释化肥的方法，其具体步骤如下：

（1）将空心陶瓷微珠、化肥和甲醛按比例称量备料

（2）将化肥溶解于水中，配置成饱和溶液；

（3）将空心陶瓷微珠加入步骤（2）所得饱和溶液中，将所述饱和溶液全部吸附，从而进行化肥附载；

（4）在经步骤（3）处理的附载了化肥的空心陶瓷微珠中加入甲醛，使得空心陶瓷微珠所附载的化肥进行加成及缩合反应，获得具有双重缓释效果的空心陶瓷微珠附载脲醛缓释化肥。

所述空心陶瓷微珠为煤矸石空心陶瓷微珠或粉煤灰空心陶瓷微珠。

所述化肥为氮肥、速效氮肥和含有氮肥的复混肥中的一种或多种。

所述化肥为尿素。

步骤（1）中所述空心陶瓷微珠和化肥的质量比为（1：2）～（5：4）。

步骤（1）中所述甲醛和化肥的摩尔比为1：（1～1.80）。

步骤（2）中所述化肥的溶解温度为35℃。

步骤（3）中所述进行化肥附载的附载时间为0.5min～10min。

本发明的有益效果为：

本发明中煤矸石空心陶瓷微珠及粉煤灰空心陶瓷微珠为清华大学和河北勇龙邦大新材料有限公司自主研发（中国发明专利：200910131051.7），利用其较好的吸附性能附载尿素，并通过进一步合成反应，获得缓释期更长的缓释化肥。该方法成本低，适用广。

附图说明

图1和图2分别为不同比例尺下的本发明所使用的空心陶瓷微珠的形貌图。

具体实施方式

本发明提供了一种空心陶瓷微珠附载脲醛缓释化肥的方法，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

实施例1

称取6g的煤矸石空心陶瓷微珠和5g的无为县花卉肥料厂生产的HF18速效氮肥颗粒，将该速效氮肥于35℃最大程度溶解于水中，配置成饱和溶液。将空心陶瓷微珠逐渐投入所得速效氮肥饱和溶液中，并保持2分钟，将饱和化肥溶液全部进行附载于空心陶瓷微珠中（没有残余溶液）。按速效氮肥中尿素和甲醛的摩尔比为1：1，称取甲醛，将已负载全部速效氮肥饱和溶液的空心陶瓷微珠加入甲醛中，进行加成及缩合反应，使得在空心陶瓷微珠中合成脲甲醛成分，从而获得煤矸石空心陶瓷微珠附载脲醛缓释化肥22.9g，所得煤矸石空心陶瓷微珠附载脲醛缓释化肥能够将肥效缓释期延长20%。

实施例2

称取6g的煤矸石空心陶瓷微珠和5g的无为县花卉肥料厂生产的HF18速效氮肥颗粒，将该速效氮肥于35℃最大程度溶解于水中，配置成饱和溶液。将空心陶瓷微珠逐渐投入所得速效氮肥饱和溶液中，并保持2分钟，将饱和化肥溶液全部进行附载于空心陶瓷微珠中（没有残余溶液）。按速效氮肥中尿素和甲醛的摩尔比为1.4：1，称取甲醛，将已负载全部速效氮肥饱和溶液的空心陶瓷微珠加入甲醛中，进行加成及缩合反应，获得煤矸石空心陶瓷微珠附载脲醛缓释化肥20.7g，所得煤矸石空心陶瓷微珠附载脲醛缓释化肥能够将肥效缓释期延长20%。