[发明专利]一种基于磷石膏的包膜尿素及其制备方法

说明书

本发明属于包膜尿素制备技术领域，公开了一种基于磷石膏的包膜尿素及其制备方法，包括以下步骤：确定尿素与包膜材料的质量比和筛选粘结剂；包膜工艺参数确定试验；包膜尿素的理化性质；包膜尿素对植物、土壤性状的影响分析。本发明以磷石膏、石膏作为包膜材料，使用不同粘结剂浓度对粒径2‑3mm尿素进行包膜。通过包膜材料的用量、粘合剂的选择、包膜工艺，包膜尿素的理化性质四方面入手，分析包膜材料、包膜率和粘结剂对包膜尿素缓释性能的影响机理，分析包膜尿素的作用效果，制备出一种高效、经济和环保的包膜尿素。

技术领域

本发明属于包膜尿素制备技术领域，尤其涉及一种基于磷石膏的包膜尿素及其制备方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

尿素是世界上最重要的一种氮肥，在我国它是仅次于碳酸氢铵的第二大重要的氮肥。尿素水溶性好、易分解，养份释放快，易被作物吸收，但是利用率较低。通常，尿素施入土壤中1-7天后完全水解。尿素水解后，一部分以铵离子的形式被留在土壤中，另外一部分以氨气的形式挥发。氨挥发是氮素损失的主要方式。被留在土壤中的铵离子除部分被作物吸收和被土粒及微生物所固定成为土壤养分库的一部分外，有相当部分的铵离子在土壤中的亚硝化细菌和硝化细菌的作用下转变为亚硝酸离子和硝酸离子。亚硝酸离子和硝酸离子不被带负电荷的土壤胶粒吸附，容易从农作物根区沥虑掉，造成氮素的流失而且还污染了地下水。此外，亚硝酸根离子和硝酸根离子还在反硝化细菌的作用下被还原成NO，N₂O、N₂而逸失掉。因此，限制尿素的溶解，抑制脲酶、亚硝化细菌、硝化细菌及反硝化细菌的活性都可以减缓尿素的溶解或转化速率，从而延长尿素的有效期、提高尿素的利用率。

随着现代规模化农业的推进，人类活动导致的土壤酸化程度越来越严重，土壤酸化已成为全球日益突出的问题，除了工业排放物所造成的土壤酸化外，化学肥料的过量使用也是其中一个重要原因。研究表明连续施用氮素化学肥料10到20年，耕地的土壤pH值会下降约1单位，且施肥越多pH值下降幅度越大。尿素虽然从化学性状上分析为人工合成的有机物，施入农田1--15天土壤pH会有短暂的上升，但长期施用尿素也会产生酸化现象，这主要是由于尿素在土壤中水解产生NH4+，并在硝化细菌以及其它好氧菌的作用下转化为硝酸盐和亚硝酸盐，同时产生H+，随着时间的延长，土壤中的H+不断增加，土壤发生酸化。

长期以来，工业副产石膏特别是磷石膏一直是影响工业生产的老大难问题。据不完全统计，2010年我国工业副产石膏量约137Mt，其中磷石膏约60Mt，脱硫石膏约52Mt。到2010年底，我国工业副产石膏累积堆存量已超过300Mt，其中磷石膏在200Mt以上，脱硫石膏在50Mt以上。工业副产石膏大量堆存，既占用土地，又浪费硫、钙资源，并且所含酸性及其他有害物质容易对周边环境造成污染。

土壤重金属污染是指由于人类活动将金属加入到土壤中，致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象。加之重金属离子难移动性，长期滞留性和不可分解性的特点，对土壤生态环境造成了极大破坏，同时食物通过食物链最终进入人体，严重危害人体健康，已成为不可忽视的环境问题。Fe、Cu、Zn、Al、Mn、Ni等重金属易于在酸性土壤中聚集，造成污染。

包膜尿素是用半透水性或不透水性的包膜材料包裹在颗粒尿素的表面，使其中的养分缓慢释放。目前市场上的缓/控释肥以包膜缓/控释肥和脲甲醛缓/控释肥为主，但是包膜缓/控释肥中的树脂膜壳残留在土壤中无法降解，势必会对土壤造成二次污染，脲甲醛缓/控释肥的养分释放周期长、无法实现养分控释，且养分组分单一。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有的包膜尿素的树脂膜壳残留在土壤中无法降解，造成二次污染，养分释放周期长、无法实现养分控释，且养分组分单一；

(2)土壤酸化程度越来越严重；