Phân urê, một đột phá quan trọng trong lịch sử sản xuất phân hóa học Phân urê - H 2 SO 4 được hai anh em Bill và George Verdegaal phát hiện, được áp dụng đại trà lần đầu tiên ở Californ
Trang 1Phân urê, một đột phá quan trọng trong lịch sử
sản xuất phân hóa học
Phân urê - H 2 SO 4 được hai anh em Bill và George Verdegaal phát hiện, được áp dụng đại trà lần đầu tiên ở California (Mỹ) để cải tạo đất có độ kiềm cao Sau hai thập niên từ khi
ra đời, sản xuất phân tổng hợp urê - axit sunfuric đã ngày càng phát triển và đang có những đóng góp quan trọng cho việc cải tạo đất có độ kiềm cao
Ở Mỹ, đã từ lâu người ta nhận thấy hiệu quả của axit sunfuric đối với việc xử lý đất vôi và nước có hàm lượng bicacbonat cao, nhưng các vấn đề về an toàn đã hạn chế việc áp dụng phương pháp này Cách đây hai thập niên, người ta phát hiện rằng nếu
bổ sung urê 46% vào axit sunfuric 93% thì có thể giảm mạnh tác dụng ăn mòn của axit đối với mô người mà không cần trung hòa axit Từ đó, loại phân urê - axit sunfuric dạng lỏng đã ra đời và được sử dụng lần đầu tiên ở California (Mỹ) vào đầu thập niên
1980 Liên kết hóa học giữa các thành phần trong loại phân mới này đã tạo cho nó có những tính năng bất ngờ, giúp cho người nông dân có một công cụ cải tạo đất và đồng thời lại là nguồn cung cấp đạm cho cây trồng Sản phẩm phân urê - H2SO4 được xem như một đột phá quan trọng trong ngành sản xuất phân hóa học
Trong điều kiện thích hợp, phản ứng giữa urê và H2SO4 đặc xảy
ra như sau:
(NH2)2CO + H2SO4 = [(NH2)=CO].H2SO4 + nhiệt
Trang 2Đây là phản ứng tỏa nhiệt mạnh và có thể nổ nếu nhiệt không được tải đi Sản phẩm cuối cùng là một chất lỏng Trong quá trình sản xuất, nhiệt độ phản ứng được khống chế bằng cách điều chỉnh tốc độ bổ sung H2SO4 Nếu nhiệt độ phản ứng vượt quá 93oC thì có thể tạo thành các sản phẩm phụ bất lợi
Phân urê - H2SO4 được pha chế với nhiều công thức khác nhau,
có trọng lượng riêng trong khoảng 11,87 - 12,80 pao/galon, và
độ nhớt tương đối cao (35 - 110 centipose), độ pH nhỏ hơn 1
Việc cho urê phản ứng với H2SO4 có ích lợi là loại bỏ tác dụng
ăn mòn của H2SO4 đối với da người mà không cần trung hòa độ axit của H2SO4 Sản phẩm phân urê - H2SO4 được xếp vào hạng các chất kích thích nhẹ Nếu tiếp xúc lâu thì nó có thể thích nhẹ
ở da, nếu dính vào chỗ da bị đứt hoặc bị thương thì sẽ gây cảm giác đau nhói Biện pháp cấp cứu là rửa ngay bằng nước sạch Tuy nhiên, sản phẩm này có thể ăn mòn quần áo và ăn xuyên qua da giày Vì vậy, khi thao tác cần phải sử dụng trang bị bảo
hộ (đặc biệt là ủng) làm bằng PVC hoặc cao su
Trong một thời gian dài trước đây, axit sunfuric đã được coi là một tác nhân cải tạo đất nhanh và có hiệu quả, được sử dụng để cải tạo đất có độ kiềm cao H2SO4 phản ứng trực tiếp với chất vôi tự do trong đất Nhưng do việc thao tác với H2SO4 khá phức tạp và nguy hiểm; nên việc sử dụng nó bị hạn chế nhiều Với phân u rê - H2SO4, người nông dân có một phương tiện hiệu quả
để khử kiềm cho đất mà không gặp những ảnh hưởng bất lợi do tác động ăn mòn của axit đối với mô người
Tùy theo yêu cầu trồng trọt mà người ta sử dụng các công thức pha chế khác nhau của phân urê - H2SO4 Nến cần đáp ứng nhu cầu đạm cho cây thì có thể dùng loại phân có hàm lượng urê
Trang 3cao, còn nếu muốn cải tạo đất là chính thì nên sử dụng loại phân
có hàm lượng H2SO4 cao
Phân urê - H2SO4 có thể được bón cho cây bằng những cách vẫn được sử dụng để bón phân thông thường, nhưng thiết bị bón phân urê - H2SO4 phải chịu được ăn mòn do tính axit của loại phân này Có thể bón phân trước khi trồng cây, bằng cách phun diện rộng lên đất, hoặc phun quanh gốc cây, hòa vào nước tưới rồi dùng vòi phun tia hoặc hệ thống tưới nhỏ giọt
Người ta còn sử dụng phân urê - H2SO4 như một dạng thuốc diệt
cỏ Dung dịch urê - H2SO4 có tác dụng diệt nhiều loại cỏ lá rộng tuy nhiên lại không diệt được cỏ thường và cỏ lá sáp Hiện nay tại Mỹ người ta đang tiến hành thử nghiệm trước khi cho phép các nhà sản xuất đăng ký sử dụng phân urê - H2SO4 dưới dạng thuốc diệt cỏ
Phân urê - H2SO4 có thể được pha trộn dễ dàng với axit photphoric và dung dịch kẽm sunfat Thường người ta pha phân urê - H2SO4 Với axit photphoric theo tỷ lệ 1: 1, đồng thời cũng
để diệt cỏ dại mọc lẫn, khi pha trộn các dung dịch thường không sinh nhiệt
Phân urê - H2SO4 đã được sử dụng rất phổ biến bằng cách hòa tan vào nước tưới cho cây Nếu hàm lượng bicacbonat hoặc độ
pH của nước tưới rất cao thì việc bón phân urê - H2SO4 qua hệ thống ống tưới nước hoặc qua hệ thống tưới nhỏ giọt sẽ rất có hiệu quả Có thể bón phân bằng hai cách: hoặc là đưa một lượng lớn phân vào hệ thống nước tưới để giảm nhanh độ pH xuống đến 3 - 4 trong vòng vài giờ, hoặc là đưa liên tục những lượng nhỏ vào hệ thống nước tướí để duy trì độ pH của nước tưới ở mức 6,5 Phương pháp bón từ từ và liên tục cũng có tác dụng
Trang 4ngăn kết tủa canxi làm tắc đường ống tưới nước, hơn nữa phương pháp này cho phép cung cấp liên tục đạm cho cây khi cần thiết Nhưng cho dù áp dụng phương pháp nào thì việc giảm hàm lượng bicacbonat trong nước tưới cũng là một tác dụng rất quan trọng
Những khó khăn lớn nhất phải giải quyết khi sản xuất phân urê -
H2SO4 là hiện tượng phân lớp của sản phẩm và sự giải phóng những lượng nhiệt năng rất lớn, có thể dẫn đến tai nạn nổ Việc thử nghiệm khống chế nhiệt độ phản ứng sẽ cho phép áp dụng sản xuất loại phân này ở quy mô công nghiệp