[发明专利]一种腐植酸尿素的制备方法

说明书

本发明涉及一种腐植酸尿素的制备方法，该方法所涉及的装置是由常规的排气式螺杆挤出机和动态混合器共同完成，采用腐植酸产品与熔融尿素为原料，经动态混合反应后，形成腐植酸尿素复合物，经造粒得到腐植酸尿素。本发明所述方法具有整个过程中不加入水作为溶剂，避免了蒸发浓缩过程，物料处于强制输送状态、物料不暴露、无滞留、温度变化小，不影响尿素生产装置的水、氨循环系统，反应速度快，时间短，可减少尿素造粒粉尘、氨排放和缩二脲生成的特点，该方法与尿素生产装置系统兼容性好，不仅操作简便、能耗低、成本低，而且腐植酸与尿素反应充分，生成的腐植酸尿素稳定性好，在颗粒中分布均匀，产品肥效好，可连续性、大规模生产，对环境友好，无三废排放，属绿色清洁生产方法。

技术领域

本发明涉及肥料制造领域，具体涉及一种腐植酸尿素的制备方法。

背景技术

尿素是当今氮含量最高、生产量和需求量最大、使用范围最广的合成氨产品。据统计，目前我国尿素年产消约为全球总消费量的三分之一，其中农业应用占比约75，工业应用为25％。世界发达国家化肥利用率平均为50-60％，其中氮肥为50-70％，然而我国氮肥利用率仅30-35％，低于发达国家20-30％，损失率高达45％以上。我国每年通过生产、运储和使用过程中分解、挥发、淋溶等途径损失的化学氮素价值约合350-600亿元人民币。在农业面源污染中，化肥污染占30-45％。尿素大规模生产与使用导致我国每年约1300万吨氮素进入大气和水体，不仅造成经济损失，而且尿素分解转化形成的氨气、硝酸盐、亚硝酸盐、氮氧化物等还影响食品安全、导致严重雾霾、水体富营养污染环境。

为解决这一问题，世界各国农业化学家进行了大量研究，据国内外文献报道，尿素与腐植酸在一定的条件下发生络合配位、亲核加成、离子交换、氢键缔合、取代反应、自由基反应、物理-化学吸附等复杂化学反应，形成有机络合盐、羰基加成物、酯基取代物等物理化学稳定的腐植酸尿素复合物，对尿素在生产、储运过程中挥发损失、在土壤中的淋滤损失、在土壤中分解尿素的脲酶活性和硝化细菌活性有抑制作用，抑制尿素的快速转化损失，提高尿素的利用效率。

目前国内有关利用成品尿素进行二次加工方法的腐植酸尿素发明专利中，腐植酸与尿素的结合主要有以下三种方式:一是腐植酸包裹尿素颗粒的包裹型；二是腐植酸与尿素的物理混合型；三是腐植酸与尿素的化学反应型。

腐植酸包裹尿素颗粒的包裹型：例如CN1283600A、CN1376652A、CN201810130622等专利文献的共同特征是在常压下使用腐植酸包裹尿素颗粒，它们都存在着产品内部不均一，难以进行络合配位、亲核加成、取代反应、自由基反应等化学反应，形成稳定的腐植酸尿素复合物，外观不美观，外层的腐植酸容易脱落，遇水溶解泄露的缺点，产品效果不明显，且使用很不方便。其次，由于使用黏土等非水溶粘结剂粘结剂，且大多数使用的腐植酸原料为矿物原料煤(风化煤、褐煤、泥炭)，腐植酸尿素复合物含量低，施用效果不是十分明显。同时上述腐植酸尿素属于尿素二次加工，后处理干燥温度高，氨污染排放量大、缩二脲含量高，干燥尿素分解挥发损失大，生产成本高，生产速度慢，难以连续性大规模生产、推广应用。

腐植酸与尿素的物理混合型：该类专利属于在常压下比较简单的腐植酸与尿素物理混合方式，如专利文件CN101570456、CN101024590、CN1629106、CN1837157。这些专利文件主要涉及腐植酸与尿素及其他无机氮、磷、钾以及微量元素等少量添加剂的混合，虽然腐植酸分布于尿素中能够在一定程度上提高肥料氮素利用率，但由于尿素与腐植酸的结合只是利用了腐植酸的粘结物理化学吸附性能，难以进行络合配位、亲核加成、取代反应、自由基反应等化学反应形成稳定的腐植酸尿素复合物，而且这种吸附是可逆的，在一定条件下尿素可以从腐植酸上解吸下来，因此这种物理化学吸附并不能很好的防止尿素随水冲施时的淋溶损失，更不可能大幅提高肥料的氮素利用率。