專(zhuān)利名稱(chēng)：一種有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)肥料領(lǐng)域，涉及一種有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥料，特別涉及一種以褐煤 作為有機(jī)腐植酸來(lái)源的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥料。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在化肥對(duì)土壤的污染與危害愈來(lái)愈嚴(yán)重。比如氮肥對(duì)土壤的污染，據(jù)統(tǒng)計(jì)，氮肥 的利用率僅為30%左右，揮發(fā)損失率為20%左右，淋溶損失為10%左右，反硝化脫氮損失 為15%左右，地表徑流、沖刷和隨水流失率為15%左右，總損失在60%以上。所損失的氮素 離開(kāi)土壤后將直接污染環(huán)境，從而又帶來(lái)新的污染。另一方面，化肥對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的污染主要以水果、蔬菜為主，而水果、蔬菜的污染主要 為氮污染。目前影響水果、蔬菜產(chǎn)量、質(zhì)量和生產(chǎn)成本的關(guān)鍵因素是肥料投入。施用氮肥雖 然能促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量，但是施用過(guò)量的氮肥則會(huì)使農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降，并對(duì)人畜健 康造成潛在的危害。而現(xiàn)有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)存在的問(wèn)題是有機(jī)肥不足，化肥使用量大，這樣會(huì)加重 土壤板結(jié)程度和有害物質(zhì)的積累。因此，世界各國(guó)開(kāi)始研究有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥。腐植酸肥料就是一種有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥。它以草炭，褐煤，風(fēng)化煤等作為主要原料， 采用不同的生產(chǎn)方式，制成各種腐植酸鹽，制取含有大量腐植酸和作物生長(zhǎng)、發(fā)育所需的 氮、磷、鉀及某些微量元素。腐植酸有無(wú)、機(jī)肥料的特點(diǎn)是將化學(xué)肥和腐植酸結(jié)合在一起。能夠有效地改良土 壤的顆粒結(jié)構(gòu)，確保植物生長(zhǎng)過(guò)程中無(wú)機(jī)養(yǎng)分的供給，還可提高土壤中礦物質(zhì)的利用率，活 化土壤中磷、鉀元素，具有刺激植物生長(zhǎng)，增加地溫，提高植物抗旱能力，抑腐殺菌作用，是 綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種以褐煤作為有機(jī)腐植酸來(lái)源的有機(jī)-無(wú)機(jī) 復(fù)混肥料，褐煤經(jīng)硝酸氧化后提取腐植酸，腐植酸的含量得到顯著的提高，能夠降低腐植酸 肥料生產(chǎn)成本，節(jié)約資源。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)混肥料，包括褐煤硝化腐植物、無(wú)機(jī)肥料和造粒輔助劑，所述的 褐煤硝化腐植物為褐煤硝化腐植酸或褐煤硝化腐植酸鹽；無(wú)機(jī)肥料包括氮源無(wú)機(jī)肥、磷源 無(wú)機(jī)肥和鉀源無(wú)機(jī)肥；造粒輔助劑包括粘性調(diào)理劑，以及沙性物料和散性調(diào)理劑中的一種 或兩種；其中，褐煤硝化腐植物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)> 10%，氮磷鉀含量總和的質(zhì)量分?jǐn)?shù)> 25%, 碳/氮的質(zhì)量比為1 10 30，有機(jī)氮/無(wú)機(jī)氮的質(zhì)量比為1 1 1.2，游離水的質(zhì)量 分?jǐn)?shù)彡10%。以質(zhì)量比計(jì)，褐煤硝化腐植物無(wú)機(jī)肥料造粒輔助劑=1 (2 3) (0.08 0. 1)。
所述的褐煤硝化腐植酸是褐煤被硝酸在80 90°C氧化后，分離得到的有機(jī)質(zhì)當(dāng) 中所包含的腐植酸，有機(jī)質(zhì)當(dāng)中的腐植酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50 85%。而黃腐酸作為腐植酸的 一種，在有機(jī)質(zhì)當(dāng)中的黃腐酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40 51%。所述的褐煤硝化腐植酸鹽為褐煤硝化腐植酸銨鹽、褐煤硝化腐植酸-尿素復(fù)合 物、褐煤硝化腐植酸-甲醛復(fù)合物中的一種或幾種。所述的磷源無(wú)機(jī)肥為磷酸二氫銨、過(guò)磷酸鈣、磷酸氫二銨的一種或幾種。所述以磷酸二氫銨作為磷源無(wú)機(jī)肥時(shí)，粘性調(diào)理劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 8 1. 5% ；以 過(guò)磷酸鈣作為磷源無(wú)機(jī)肥時(shí)，粘性調(diào)理劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1. 2 1. 8% ；以磷酸氫二銨作為磷 源無(wú)機(jī)肥時(shí)，粘性調(diào)理劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1. 0 1. 5%。所述的粘性調(diào)理劑為凹凸捧土、膨潤(rùn)土、白性粘土、高嶺土、海泡石的一種或幾種。所述的沙性物料為氯化鉀、硫酸鉀、氯化氨、硫酸氨中的一種或幾種；所述的散性 調(diào)理劑為鈣鎂磷肥、草炭、雞糞或粉煤灰。所述的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥料制成球狀顆粒，粒度大小為1. 00 4. 75mm的顆粒所 占的比例彡70%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果1)本發(fā)明提供的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥料，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)合理。氮磷鉀含量總和的質(zhì)量分 數(shù)彡25%，有機(jī)腐植酸鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)彡10%，碳/氮的質(zhì)量比為1 10 30，有機(jī)氮/無(wú) 機(jī)氮的質(zhì)量比為1 1 1. 2 ；能夠改善土壤養(yǎng)分狀況、顆粒結(jié)構(gòu)，滿(mǎn)足作物生長(zhǎng)需求。2)本發(fā)明提供的有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)混肥料是以褐煤被硝酸在80 90°C氧化后，分離 得到的有機(jī)質(zhì)當(dāng)中所包含的腐植酸，作為腐植酸的來(lái)源。褐煤被硝酸氧化后引入硝基，能夠 提取高活性、高含量、大交換溶量的腐植酸原料，褐煤硝酸氧化腐植酸含量從42%提高到了 85%，黃腐酸由12%提高到51%，顯著提高了褐煤中腐植酸的利用率，明顯降低了生產(chǎn)成 本，節(jié)約了褐煤資源。3)本發(fā)明將褐煤硝化腐植酸通過(guò)與氨水或碳酸銨反應(yīng)生成褐煤硝化腐植酸銨鹽， 或者與尿素反應(yīng)形成腐植酸類(lèi)尿素復(fù)合體，這樣使得有機(jī)、無(wú)機(jī)肥料復(fù)合為一體，施用省工 省時(shí)，節(jié)約了施肥成本。本發(fā)明將腐植酸與甲醛反應(yīng)形成緩釋的褐煤硝化腐植酸-甲醛復(fù)合物，不但使得 養(yǎng)分控制釋放或緩放，還可提高肥料利用率約20%。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種以褐煤作為有機(jī)腐植酸來(lái)源的有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)混肥料，通過(guò)硝酸氧 化褐煤，提取獲得褐煤硝化腐植酸，以此作為有機(jī)來(lái)源；并對(duì)褐煤硝化腐植酸進(jìn)行成鹽和復(fù) 合體處理，使得有機(jī)、無(wú)機(jī)肥料復(fù)合為一體；再通過(guò)有機(jī)腐植酸含量和N、P、K營(yíng)養(yǎng)比例的構(gòu) 成來(lái)確定有機(jī)質(zhì)與無(wú)機(jī)肥料的比例關(guān)系。下面結(jié)合具體實(shí)施對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的說(shuō)明，所述 是對(duì)本發(fā)明的解釋而不是限定。本發(fā)明提供的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥料，包括褐煤硝化腐植物、無(wú)機(jī)肥料和造粒輔助 劑，所述的褐煤硝化腐植物為褐煤硝化腐植酸或褐煤硝化腐植酸鹽；無(wú)機(jī)肥料包括氮源無(wú) 機(jī)肥、磷源無(wú)機(jī)肥和鉀源無(wú)機(jī)肥；造粒輔助劑包括粘性調(diào)理劑，以及沙性物料和散性調(diào)理劑 中的一種或兩種；
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其中，褐煤硝化腐植物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)> 10%，氮磷鉀含量總和的質(zhì)量分?jǐn)?shù)> 25%, 碳/氮的質(zhì)量比為1 10 30，有機(jī)氮/無(wú)機(jī)氮的質(zhì)量比為1 1 1.2，游離水的質(zhì)量 分?jǐn)?shù)彡10%。根據(jù)GB18877-2002《有機(jī)一系機(jī)復(fù)混肥料》關(guān)于總養(yǎng)分含量的規(guī)定，將有機(jī)_無(wú) 機(jī)復(fù)混肥料分為低濃度復(fù)混肥和高濃度復(fù)混肥，即氮磷鉀含量總和的質(zhì)量分?jǐn)?shù)> 15% (表 示為N-P2O5-K2O ^ 15% )為低濃度，氮磷鉀含量總和的質(zhì)量分?jǐn)?shù)> 25%為高濃度。在有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥料當(dāng)中，首先控制有機(jī)腐植物的含量，根據(jù)有機(jī)質(zhì)當(dāng)中褐煤 硝化腐植酸含量和預(yù)先設(shè)定的有機(jī)腐植酸需求比例，確定褐煤硝化有機(jī)質(zhì)的用量；再根據(jù) 褐煤硝化有機(jī)質(zhì)提供的N、P、K的量和預(yù)先設(shè)定的N、P、K需求比例，同時(shí)兼顧有機(jī)氮/無(wú)機(jī) 氮的比例、碳/氮的質(zhì)量比，確定無(wú)機(jī)肥料的用量；最后根據(jù)造粒工藝，選擇包括粘性調(diào)理 劑、沙性物料和散性調(diào)理劑的造粒輔助劑。在添加無(wú)機(jī)肥料時(shí)，主要考慮磷源無(wú)機(jī)肥，氮源無(wú)機(jī)肥、鉀源無(wú)機(jī)肥可以按照常規(guī) 的無(wú)機(jī)肥料來(lái)添加。磷源無(wú)機(jī)肥為磷酸二氫銨、過(guò)磷酸鈣、磷酸氫二銨的一種或幾種。在采 用不同的磷源無(wú)機(jī)肥后，考慮到其可溶性的不同，所添加的粘性調(diào)理劑的比例不同，以便于 成粒的需要以磷酸二氫銨作為磷源無(wú)機(jī)肥時(shí)，粘性調(diào)理劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 8 1. 5% ；以 過(guò)磷酸鈣作為磷源無(wú)機(jī)肥時(shí)，粘性調(diào)理劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1. 2 1. 8% ；以磷酸氫二銨作為磷 源無(wú)機(jī)肥時(shí)，粘性調(diào)理劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1. 0 1. 5%。一般低濃度植酸有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)混肥當(dāng)中，褐煤硝化有機(jī)質(zhì)無(wú)機(jī)肥造粒輔助劑 的質(zhì)量比例=1 (0.8 1.5) (0. 15 0.25)；高濃度植酸有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥時(shí)，褐煤 硝化有機(jī)質(zhì)無(wú)機(jī)肥造粒輔助劑的質(zhì)量比例=1 (2 3) (0. 08 0. 1)。造粒輔助劑當(dāng)中，粘性調(diào)理劑為凹凸捧土、膨潤(rùn)土、白性粘土、高嶺土、海泡石的一 種或幾種，這些粘性調(diào)理劑為價(jià)格低廉，粘性較好的粉狀材料；沙性物料為氯化鉀、硫酸鉀、 氯化氨、硫酸氨中的一種或多種；所述的散性調(diào)理劑為鈣鎂磷肥、草炭、雞糞或粉煤灰。褐煤硝化腐植酸是褐煤被硝酸在80 90°C氧化后，分離得到的有機(jī)質(zhì)當(dāng)中所包 含的腐植物酸，經(jīng)檢測(cè)有機(jī)質(zhì)當(dāng)中的腐植酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50 85 %。褐煤硝化腐植酸的制 備具體為將體積濃度25 % 28 %的硝酸與褐煤按質(zhì)量比為1 0. 3 0. 5的比例混合后 充分?jǐn)嚢瑁?0 90°C條件下反應(yīng)24 36h，并用Na2CO3溶液吸收反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣；反應(yīng)完 成后過(guò)濾分離，得到包含褐煤硝化腐植酸的有機(jī)質(zhì)沉淀，干燥后得到有機(jī)_無(wú)機(jī)肥料腐植 酸來(lái)源的褐煤硝化腐植酸，或者不進(jìn)行干燥，對(duì)褐煤硝化腐植酸進(jìn)行成鹽反應(yīng)。分離得到的沉淀當(dāng)中的腐植酸，包括黃腐酸、黑腐酸和棕腐酸，是一類(lèi)大分子無(wú)定 形芳香一脂肪族羥筌、羥酸的復(fù)雜化合物。黃腐酸是可溶于酸性、中性水溶液及丙酮、乙醇 中那部分腐植酸類(lèi)物質(zhì)，不含硝基。褐煤硝化腐植酸在有機(jī)質(zhì)沉淀占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50 85%，其中，黃腐酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到為40 51%。由于褐煤的質(zhì)量對(duì)有機(jī)物料影響較大，一 般采用腐植酸含量> 50%的褐煤為宜(比如來(lái)源于山西靈石的褐煤)。形成褐煤硝化腐植酸銨鹽的反應(yīng)式表述為RC00H+NH3 — RCOONH4RCOOH+NH3HCO3 — RC00NH4+C02+H20上述反應(yīng)中R表示腐植酸分子。具體過(guò)程為硝基腐植酸與氨水(或碳銨)反應(yīng)，生成褐煤硝化腐植酸銨鹽；反應(yīng)時(shí)間為8小時(shí)，氨化溫度50 55°C，在生產(chǎn)過(guò)程中可對(duì)褐 煤硝化后過(guò)濾分離的有機(jī)質(zhì)沉淀不干燥，直接加入碳銨進(jìn)行銨化成鹽。形成褐煤硝化腐植酸_尿素復(fù)合物的反應(yīng)式表述為rcooh (rh) +co (nh2) 2 — rc00nh4rc00nh2r (cooh) m+mh2nc0nh2 — r (c0hnc0nh2) m+mh20上述反應(yīng)式r表示腐植酸分子，其中m表示羧基的數(shù)量和尿素的分子數(shù)量等。將 干燥后的褐煤硝化腐植酸粉末(簡(jiǎn)稱(chēng)NHA)、尿素、水混合，加熱至50°C制成料漿物基質(zhì)，充 分?jǐn)嚢枋筃HA均勻地包裹在尿素顆粒周?chē)缓笤?5 105°C下干燥，冷卻、篩分制得褐煤 硝化腐植酸_尿素復(fù)合物(簡(jiǎn)稱(chēng)UNHA)。形成褐煤硝化腐植酸_甲醛復(fù)合物的反應(yīng)式表述為rconhconh2+ch2o — rconhconhch2oh
權(quán)利要求
一種有機(jī) 無(wú)機(jī)復(fù)混肥料，其特征在于，包括褐煤硝化腐植物、無(wú)機(jī)肥料和造粒輔助劑，所述的褐煤硝化腐植物為褐煤硝化腐植酸或褐煤硝化腐植酸鹽；無(wú)機(jī)肥料包括氮源無(wú)機(jī)肥、磷源無(wú)機(jī)肥和鉀源無(wú)機(jī)肥；造粒輔助劑包括粘性調(diào)理劑，以及沙性物料和散性調(diào)理劑中的一種或兩種；其中，褐煤硝化腐植物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥10％，氮磷鉀含量總和的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥25％，碳/氮的質(zhì)量比為1∶10～30，有機(jī)氮/無(wú)機(jī)氮的質(zhì)量比為1∶1～1.2，游離水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤10％。
2.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥料，其特征在于，以質(zhì)量比計(jì)，褐煤硝化腐植 物無(wú)機(jī)肥料造粒輔助劑=1 (2 3) (0.08 0.1)。
3.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥料，其特征在于，所述的褐煤硝化腐植酸是褐 煤被硝酸在80 90°C氧化后，分離得到的有機(jī)質(zhì)當(dāng)中所包含的腐植酸，有機(jī)質(zhì)當(dāng)中的腐植 酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50 85%。
4.如權(quán)利要求3所述的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥料，其特征在于，有機(jī)質(zhì)當(dāng)中的黃腐酸的質(zhì)量 分?jǐn)?shù)為40 51%。
5.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)混肥料，所述的褐煤硝化腐植酸鹽為褐煤硝化腐 植酸銨鹽、褐煤硝化腐植酸_尿素復(fù)合物、褐煤硝化腐植酸_甲醛復(fù)合物中的一種或幾種。
6.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥料，其特征在于，所述的磷源無(wú)機(jī)肥為磷酸二 氫銨、過(guò)磷酸鈣、磷酸氫二銨的一種或幾種。
7.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)混肥料，其特征在于，以磷酸二氫銨作為磷源無(wú) 機(jī)肥時(shí)，粘性調(diào)理劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 8 1. 5% ；以過(guò)磷酸鈣作為磷源無(wú)機(jī)肥時(shí)，粘性調(diào)理 劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1. 2 1. 8% ；以磷酸氫二銨作為磷源無(wú)機(jī)肥時(shí)，粘性調(diào)理劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 1. 0 1. 5%。
8.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥料，其特征在于，所述的粘性調(diào)理劑為凹凸捧 土、膨潤(rùn)土、白性粘土、高嶺土、海泡石的一種或幾種。
9.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥料，其特征在于，所述的沙性物料為氯化鉀、 硫酸鉀、氯化氨、硫酸氨中的一種或幾種；所述的散性調(diào)理劑為鈣鎂磷肥、草炭、雞糞或粉煤 灰。
10.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥料，其特征在于，所述的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥 料制成球狀顆粒，粒度大小為1. 00 4. 75mm的顆粒所占的比例> 70%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥料，包括褐煤硝化腐植物、無(wú)機(jī)肥料和造粒輔助劑；其中，有機(jī)腐植物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥10％，有機(jī)氮/無(wú)機(jī)氮的質(zhì)量比為1∶1～1.2，碳/氮的質(zhì)量比為1∶10～30，氮磷鉀含量總和的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥25％，游離水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤10％。利用褐煤經(jīng)硝酸氧化后提取腐植酸原料，腐植酸、黃腐酸顯著提高，能夠降低腐植酸肥料生產(chǎn)成本，節(jié)約資源。該有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥料能夠改善土壤養(yǎng)分狀況、顆粒結(jié)構(gòu)，滿(mǎn)足作物生長(zhǎng)需求。
文檔編號(hào)C05F11/02GK101967072SQ20101025107
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月11日
發(fā)明者張林森, 李丙智, 王飛, 邢俊義, 陳偉星 申請(qǐng)人:西北農(nóng)林科技大學(xué);陜西昊威工貿(mào)有限公司