生态型水溶性复肥的研究与开发

摘要

灌溉施肥是将施肥与现代灌溉系统结合起来的一种施肥新技术。通过灌溉系统来将水分和养分结合在一起，能有效的供给作物需要的养分和水分。灌溉施肥不仅可以提高水资源利用率，也能大大提高肥料当季利用率，减轻施肥对环境的污染。针对我国肥料资源和水溶性肥料研究的特点和现状，提出以磷酸、尿素、氯化钾为原料开发生态型水溶性复肥，开展了水溶性复肥工艺研究，并对有关基础物化数据做了系统测定，主要研究内容如下： (1)考察磷酸浓度、反应温度和结晶时间对合成磷酸脲的影响结果表明：用热法磷酸和尿素合成磷酸脲的间歇反应，应选择磷酸质量分数65~／0---75％，反应温度70~80~C，结晶时间20-5h为宜。 (2)用DSC法测定磷酸脲的熔点为¨7．5~C，比热容为3．4819J·g-1·K-I，并对磷酸脲的热分解情况进行了分析。 (3)用PHS-2C型数字酸度计对不同浓度磷酸脲溶液的pH值进行测定，发现溶液pH值随浓度的增加呈指数递减，为生产和使用时进行合理的控制提供理论指导。 (4)用合成法系统地测定了磷酸脲在水+磷酸体系中的溶解度；根据化工热力学知识及相关文献建立了溶解度的数学参数模型：lnx：A+B/T+C*lnT，并对所测数据进行关联，所得141个实验点测量值与关联值的总平均相对误差为1．6l％，关联效果良好。用数学方法预测出磷酸脲在不同溶剂【w(H3P04)=0，0．04390，0．1091，0．2160】中的熔解焓分别为．20．54kJ．mol-i，一27．50kJ．mol-I，一35．3lkJ．mol-I和．32．54kJ．mol-I。 (5)用湿渣法结合X射线衍射分析测定了磷酸脲-氯化钾．水三元体系在20~C、40~C和60~C时的相平衡数据，绘制了相图，丰富了水盐体系的相平衡资料，为实验研究和工业生产提供了理论依据。 (6)用电导率法对低浓度下磷酸脲合成反应动力学进行了研究，结果表明：低浓度下磷酸脲合成反应为0级反应，反应速率仅是时间的函数，反应活化能Ea=26．3287KJ。 (7)探讨了以磷酸、尿素、氯化钾制备生态型水溶性复肥的工艺，结果表明： 1)在物料配比不变的情况下，制备水溶性复肥的最佳工艺条件为：反应温度80℃，反应时间20min，氯化钾粒度<0．48mm，结晶时间10h。在上述工艺条件下，若加入磷酸2mol(85％)和尿素2mol且保持不变，则当氯化钾加入量为0．57-0．67mol(40-50g1)时K20收率最高；若加入磷酸2mol和氯化钾0．57mol且保持不变，则当尿素加入量为1．5～2mol时产物养分收率最高 2)磷酸脲和所得水溶性复肥的晶体照片显示，加入氯化钾后磷酸脲晶体的形状系数减小，但基本晶形没有变化。 3)所得产品的养分浓度较高(总养分含量在60％以上)，易溶于水，溶液呈酸性，特别适于碱性土壤和喜酸作物。

目录

文摘

英文文摘

郑重声明

1绪论

2合成磷酸脲的实验研究和基础数据测定

3磷酸脲在水中的溶解度测定

4磷酸脲-氯化钾-水三元体系相图

5磷酸脲合成动力学研究

6水溶性NPK复合肥料的工艺研究

7结论

参考文献

附录

攻读学位期间的论文情况

致谢