[发明专利]一种基于脱硫石膏的缓释化肥及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化肥制造技术领域，具体地，涉及一种基于脱硫石膏的缓释化肥及制备方法。

背景技术

脱硫石膏是燃煤工业的副产物，是烟气脱硫产生的化工副发明，主要由两个结晶水的硫酸钙组成。我国是燃煤大国，燃煤发电量占总发电量的80%，而燃煤排放的大量含有二氧化硫的烟气，严重污染环境，因此国家强制规定火力发电厂及其他在型燃煤设备必须加装烟气脱硫设备，主要采用的脱硫方法是湿式石灰石/石膏工艺和设备，虽然减轻了烟气中二氧化硫对大气的污染，但同时又产生了大量的固体废弃物脱硫石膏，对土壤、水源、大气的污染以及购地置放的问题。

缓释化肥符合环境保护和农业可持续发展的要求，是世界农业化肥的发展方向，缓控释肥具有一次施入、长期释放的特点，可以做到一季作物只需一次施肥，节约了农民的施肥与管理成本，再加上肥料投入量的降低，缓控释肥施用成本也获得较大幅度地降低。其中包膜型缓释化肥是今后缓释化肥的主流。

目前常用包膜缓释肥料中的包膜层多为高分子聚合物，如中国发明专利（申请号200910076188.7）采用聚苯乙烯作为包膜层。此类缓释材料所需的有机物含量较高，导致成本高，而且生产过程需要有毒有机溶剂，在土壤中较难降解，易产生二次污染。为了克服以上缺点，缓释化肥开始采用无机材料作为包覆层。中国发明专利（申请号200910006123.5）公开了采用氨基树脂-膨胀石墨复合物作为包膜材料，此方法虽然会减少二次污染，但有机-无机之间界面结合强度低，易破碎，缓释效果较差，此方法载药量较小，化肥仅嵌在孔隙表面。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的一方面是提供一种成本低廉，基于脱硫石膏的缓释化肥及其制备方法。一方面还提供一种制备该基于脱硫石膏的缓释化肥的方法。

根据本发明一方面提供的一种基于脱硫石膏的缓释化肥，所述基于脱硫石膏的缓释化肥具有球形结构，所述球形结构包括球面层和球心层，球面层为脱硫石膏微米级空心球，球心层是由化肥与吸水材料组成的实心球。

优选地，所述球面层为表面包覆有机包覆材料的脱硫石膏微米级空心球。

优选地，所述脱硫石膏微米级空心球的直径在200-250μm，空心球层厚度为空心球直径的7-10%，空心球层表面有纳米至微米级孔径，孔径的大小为2-15μm。

优选地，所述有机包覆材料为海藻酸盐、环氧树脂、环糊精中的一种或几种混合物。

优选地，所述有机包覆材料与化肥的重量比为1：10。

优选地，所述球面层除了脱硫石膏外还包括火山灰活性材料、煤渣粉和胶黏剂。

优选地，所述脱硫石膏、火山灰活性材料、煤渣粉和胶黏剂的质量比为30：8：9：1。

一方面提供的一种基于脱硫石膏的缓释化肥的制备方法，所述基于脱硫石膏的缓释化肥的制备方法包括如下步骤：

步骤（1）：将脱硫石膏微米级空心球放置在已抽成真空的真空容器中，将空心球中气体吸出 向真空容器中注入化肥与吸水材料，混合均匀；

步骤（2）：逐渐降低真空度至常压状态，使化肥与吸水材料被吸进到脱硫石膏微米级空心球之中，即可。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明提供了一种利用固体脱硫石膏的方法，有利于资源的可持续发展。与炭黑、膨润土等无机缓释材料相比，脱硫石膏空心球中的空腔载药量较大，并且球面层表面纳米至微米级孔径可控，对化肥的缓释起到更好的调控作用；

（2）与包膜法制备缓释层会出现包膜厚度不均一、与化学肥料之间结合较弱、强度较低，容易破裂的缺点相比，脱硫石膏空心球具有的壳结构较为均匀，强度较高，在运输、装卸及日常施肥操作中不会出现破裂现象；

（3）本发明中的脱硫石膏空心球及高吸水性材料，都具有较高的吸水、保水性能，可以在缓释化肥外，起到改良土壤的作用，在干旱、缺水或蒸发量大的地区有较好的应用前景。尤其是当肥料缓释完以后，脱硫石膏空心球还依然可以起到改良土壤的作用。减少了以前分别需要施保水剂、缓释肥料所带来的繁琐工序，降低了人力成本；

（4）脱硫石膏球面层具有较好的阻肥性，与外部球面层封闭材料的结合，进一步提高了缓释效果。同时可通过调节球面层表面孔径的大小以及孔径封闭材料的含量，得到不同释放期的缓释化肥；

（5）脱硫石膏空心球中的高吸水材料，进一步提高了脱硫石膏空心球的吸水能力。与其他高吸水缓释材料相比，无机球面层结构的存在可避免高吸水材料的体积膨胀至破裂导致的化肥的突释；

（6）本发明原料来源广，工艺简单，具有较广泛的应用前景。