石膏球磨制备用作肥料的尿素石膏的方法技术

一种石膏球磨制备用作肥料的尿素石膏的方法，其特征是包括：以石膏、尿素为原料制备尿素石膏，根据Ｃａ２ＳＯ４.２Ｈ２Ｏ与ＣＯ（ＮＨ４）２反应的化学计量比，将Ｃａ２ＳＯ４.２Ｈ２Ｏ的用量按重量百分比过量１％～２０％；按石膏中的Ｃａ２ＳＯ４.２Ｈ２Ｏ含量折算成所需石膏和尿素的用量；将原料投入球磨机中，按球料比为３～５投入磨球，在常温下，球磨反应２０ｍｉｎ～４０ｍｉｎ后，即制得用作肥料的尿素石膏产品。采用本发明专利技术，常温下能迅速反应，能耗低、效率高、能实现连续生产、实用性强；获得的尿素石膏溶解度为尿素的３．５％左右，溶解和养分释放速率远远小于尿素，具有良好的缓释作用，是一种高效优质的缓释氮肥。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种肥料，涉及一种。属于 新能源与高效节能技术中的新型资源综合利用和节能技术及产品领域。该产品尿素石膏主 要用作农用氮肥，具有良好的缓释作用，可用作缓释肥料，也可用作制备控释肥料的原料， 能有效提高肥料利用率，增加粮食产量，减少氮的排放，降低其对水的富营养化污染。
技术介绍
尿素是世界范围内的生产量、销售量和施用量最大的氮肥品种，但由于很多地 区施肥方式不当，以及氮素的淋失、挥发、渗透和固定等作用，造成氮肥利用率仅为20 35%，低的肥料利用率不仅造成巨大的经济损失，还会对江、河、湖泊等水体造成严重的富 营养化污染。缓控肥料由于具有肥料利用率高、环境友好、可实现一次性大量施肥和提高农作 物品质和产量等优点，已成为各类肥料中极具发展前途的研究方向。目前尿素缓释肥料按 生产技术可以分成两类一是包膜尿素，在尿素外部包裹一层有机聚合物，减缓或降低尿素 分子的溶解速率。二是改性尿素，尿素与有机化合物经缩合反应生成微溶性含氮化合物，遇 水后能慢慢水解再还原成尿素，如脲甲醛、异丁叉二脲等。这两类缓释肥料生产工艺复杂， 成本高，其价格为常规肥料高3 5倍以上，其次还会造成二次污染。尿素石膏为4分子尿素取代石膏中结晶水所得的化合物，分子式为 CaS04 4C0(NH2)2，其含氮量为21%，与硫酸铵相当。尿素石膏溶解度较低，30°C时，水中的 溶解度为3. 67g，为尿素的3. 5%，因此尿素石膏的溶解和养分释放速率远远小于尿素，具 有良好的缓释作用，是一种高效优质的缓释氮肥。尿素石膏由于其本身较低的溶解度，不需包膜或改性，即可缓慢的释放出尿素，是 既能满足作物各个生长阶段的需要，又不会因为浓度过高而引起烧苗，还能提高肥料利用 率，降低氮素的损失，增加作物产量，减轻环境污染。现有技术中，合成尿素石膏一般有两种方法，即冷却析出法和熔融法。冷却析出法 是在烧杯里取20mL室温下的尿素饱和水溶液，添加8克尿素，在水浴中加热至80°C，搅拌使 之完全溶解。向此溶液内添加5克二水硫酸钙(石膏)粉末，并搅拌。加热到80°C并保持 一段时间后徐徐冷却，使几小时后降到室温，放置一夜后过滤，用酒精洗涤。工业上则使尿 素与石膏于熔融状态下反应1小时，即可制得尿素石膏。现有技术制备尿素石膏存在的缺点和不足(1)冷却析出法是在尿素的过饱和溶液中加入少量的石膏，虽然制得了尿素石膏， 相对于尿素的消耗而得的产率低。反应时间长，需加热，工序复杂，投资大，耗能大，产能 低；(2)熔融法制备尿素石膏，不仅反应温度高，能耗大，而且对设备要求苛刻，投资 大，难以实现大规模生产。石膏资源包括磷石膏、脱硫石膏和天然石膏等，中国石膏资源总保有储量矿石576亿t，年开采量3000万t，均居世界第一。磷石膏是以磷矿粉为原料湿法生产磷酸时所排 放的工业固体副产物，其主要成分是二水硫酸钙，含量在90%左右，磷石膏呈酸性，pH值一 般在1 4. 5，且含有作物生长所需的磷、硫、钙、硅、锌、镁、铁等养分，可以代替石膏改良碱 土、花碱土和盐土，改良土壤理化性状及微生物活动条件，提高土壤肥力，磷石膏还可作为 硫肥和钙肥使用，目前，世界排磷石膏约15亿吨，我国年排5000万吨，我国累积堆放数亿 吨，全球磷石膏利用率4. 3 4. 6%，我国为2% 3% ；脱硫石膏是火电厂烟气脱硫产生的 工业副产物，预计我国2010产量为2000万吨，如火电厂全部实现脱硫，年产量可达4000万 吨，目前累积堆放过亿吨，其主要成分是二水硫酸钙，含量大于90 %，而天然石膏二水硫酸 钙含量一般在70 80%，加之磷石膏和脱硫石膏是急待利用的工业废渣，因此磷石膏和脱 硫石膏得综合利用更有经济、环境和社会意义。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在克服现有技术中的不足，以石膏(包括磷石膏、脱硫石膏、天然 石膏)和尿素为原料，通过球磨的方式，提供一种工艺简单、投资小、速度快、产量高、能耗 小、成本低的。本专利技术的内容是一种，其特征之处是 包括下列步骤a、配料取原料石膏、尿素；根据Ca2S04 -2H20与⑶(NH4) 2化学反应的化学计量比， 将Ca2S04 2H20的用量按重量百分比过量 20% (即按Ca2S04 2H20的理论用重量 的101% 120%取Ca2S04 2H20配料)；按石膏中的Ca2S04 2H20含量折算成所需石膏和 尿素的用量；所述Ca2S04 2H20与CO (NH4) 2的化学反应方程式如下CaS04 2H20+4C0 (NH2) 2 = CaS04 4C0 (NH2) 2+2H20 ；b、球磨制备采用球磨制备的方法，由石膏和尿素制备尿素石膏；即先按球料比 的重量比为3 5取磨球投入球磨机中，再将石膏、尿素投入球磨机中，在常温下，球磨反应 20min 40min后，即制得用作肥料的尿素石膏产品。本专利技术的内容中所述石膏可以是磷石膏、脱硫石膏或天然石膏。本专利技术的内容中所述制得用的作肥料的尿素石膏产品还可以经干燥处理，例如 烘干、晾干等，方法同现有技术。本专利技术的内容中所述原料石膏与尿素用量配比的计算方法，例如如果原料石 膏中Ca2S04 2H20含量为wCaS04.2H20，石膏的用量过量，则m石膏 _mCaS04.2H20(100+N)%xMCaSOm尿素 WCaS04.2H20m(NH2)2C0 WCaS04-2H20 X ^M^^^q 式中m石膏为原料石膏的用量(重量，后同)，mCaS04.2H20为Ca2S04 2H20的用量，m 尿素禾口m(NH2)2CO为尿素的用量，^CaS04-2H20为Ca2S04 2H20的摩尔质量，M^^co为尿素的摩尔 质量，wCaS04.2H20为石膏中Ca2S04 2H20的百分含量，N为石膏过量的重量百分比，为1 % 20%。以下称该式为式(1)。与现有技术相比，本专利技术具有下列特点和有益效果(1)本专利技术采用球磨节能技术，在球磨作用下，石膏粉体得到充分的分散、与尿素 分子充分接触，并在机械能的作用下快速反应，转化生成尿素石膏。与传统的工业生产尿素 石膏的方法相比，本专利技术设备投资小，生产条件要求低，工艺简单，物料处理量大，极易实现 工业化生产，具有速度快，产率高，能耗低，效率高等特点，实用性强的特点；(2)石膏本身含有作物所需的各种营养物质，可直接用作硫肥、钙肥和土壤改良 剂，本专利技术将石膏和尿素进行球磨反应，生成尿素石膏，赋予其优良的缓控性能。在这两种 因素协同作用下，本专利技术制备的尿素石膏能明显提高肥料利用率，减低肥料用量，提高作物 产量；总之，本专利技术提供了一种工艺简单，能耗低，时间短，产率高的肥料球磨制备技术， 制备出了成本低廉、肥料利用率高、增产效果显著的尿素石膏，同时也为磷石膏和脱硫石膏 的大规模高效利用开辟一个新的有效途径，特别是还没有其大规模利用技术的情况下，其 意义更加突出。具体实施例方式下面给出的实施例拟以对本专利技术作进一步说明，但不能理解为是对本专利技术保护范 围的限制，该领域的技术人员根据上述本专利技术的内容对本专利技术作出的一些非本质的改进和 调整，仍属于本专利技术的保护范围。实施例1 一种磷，包括下列步骤a、配料取Ca2S04. 2H20的重量百分含量为90. 00 %本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石膏球磨制备用作肥料的尿素石膏的方法，其特征是包括下列步骤：ａ、配料：取原料石膏、尿素；根据Ｃａ↓［２］ＳＯ↓［４］.２Ｈ↓［２］Ｏ与ＣＯ（ＮＨ↓［４］）↓［２］化学反应的化学计量比，将Ｃａ↓［２］ＳＯ↓［４］.２Ｈ↓［２］Ｏ的用量按重量百分比过量１％～２０％；按石膏中的Ｃａ↓［２］ＳＯ↓［４］.２Ｈ↓［２］Ｏ含量折算成所需石膏和尿素的用量；所述Ｃａ↓［２］ＳＯ↓［４］.２Ｈ↓［２］Ｏ与ＣＯ（ＮＨ↓［４］）↓［２］的化学反应方程式如下：ＣａＳＯ↓［４］.２Ｈ↓［２］Ｏ＋４ＣＯ（ＮＨ↓［２］）↓［２］＝ＣａＳＯ↓［４］.４ＣＯ（ＮＨ↓［２］）↓［２］＋２Ｈ↓［２］Ｏ；ｂ、球磨制备：采用球磨制备的方法，由石膏和尿素制备尿素石膏；即：先按球料比的重量比为３～５取磨球投入球磨机中，再将石膏、尿素投入球磨机中，在常温下，球磨反应２０ｍｉｎ～４０ｍｉｎ后，即制得用作肥料的尿素石膏产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓跃全，董发勤，许春凤，解忠雷，何江洪，付鹏，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]