專利名稱：一種有機-無機復混肥料的制作方法
技術領域：
本發明屬于農業肥料領域，涉及一種有機-無機復混肥料，特別涉及一種以褐煤 作為有機腐植酸來源的有機-無機復混肥料。
背景技術：
現在化肥對土壤的污染與危害愈來愈嚴重。比如氮肥對土壤的污染，據統計，氮肥 的利用率僅為30%左右，揮發損失率為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 離開土壤后將直接污染環境，從而又帶來新的污染。另一方面，化肥對農產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、蔬菜產量、質量和生產成本的關鍵因素是肥料投入。施用氮肥雖 然能促進農作物生長，提高產量，但是施用過量的氮肥則會使農產品品質下降，并對人畜健 康造成潛在的危害。而現有農業生產存在的問題是有機肥不足，化肥使用量大，這樣會加重 土壤板結程度和有害物質的積累。因此，世界各國開始研究有機-無機復混肥。腐植酸肥料就是一種有機無機復合肥。它以草炭，褐煤，風化煤等作為主要原料， 采用不同的生產方式，制成各種腐植酸鹽，制取含有大量腐植酸和作物生長、發育所需的 氮、磷、鉀及某些微量元素。腐植酸有無、機肥料的特點是將化學肥和腐植酸結合在一起。能夠有效地改良土 壤的顆粒結構，確保植物生長過程中無機養分的供給，還可提高土壤中礦物質的利用率，活 化土壤中磷、鉀元素，具有刺激植物生長，增加地溫，提高植物抗旱能力，抑腐殺菌作用，是 綠色農業生產的重要組成部分。
發明內容
本發明解決的技術問題在于提供一種以褐煤作為有機腐植酸來源的有機-無機 復混肥料，褐煤經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 肥料生產成本，節約資源。本發明是通過以下技術方案來實現一種有機_無機復混肥料，包括褐煤硝化腐植物、無機肥料和造粒輔助劑，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；無機肥料包括氮源無機肥、磷源 無機肥和鉀源無機肥；造粒輔助劑包括粘性調理劑，以及沙性物料和散性調理劑中的一種 或兩種；其中，褐煤硝化腐植物的質量分數> 10%，氮磷鉀含量總和的質量分數> 25%, 碳/氮的質量比為1 10 30，有機氮/無機氮的質量比為1 1 1.2，游離水的質量 分數彡10%。以質量比計，褐煤硝化腐植物無機肥料造粒輔助劑=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，分離得到的有機質當 中所包含的腐植酸，有機質當中的腐植酸的質量分數為50 85%。而黃腐酸作為腐植酸的 一種，在有機質當中的黃腐酸的質量分數為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-尿素復合 物、褐煤硝化腐植酸-甲醛復合物中的一種或幾種。所述的磷源無機肥為磷酸二氫銨、過磷酸鈣、磷酸氫二銨的一種或幾種。所述以磷酸二氫銨作為磷源無機肥時，粘性調理劑的質量分數為0. 8 1. 5% ；以 過磷酸鈣作為磷源無機肥時，粘性調理劑的質量分數為1. 2 1. 8% ；以磷酸氫二銨作為磷 源無機肥時，粘性調理劑的質量分數為1. 0 1. 5%。所述的粘性調理劑為凹凸捧土、膨潤土、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 調理劑為鈣鎂磷肥、草炭、雞糞或粉煤灰。所述的有機-無機復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%。與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果1)本發明提供的有機-無機復混肥料，營養結構合理。氮磷鉀含量總和的質量分 數彡25%，有機腐植酸鹽的質量分數彡10%，碳/氮的質量比為1 10 30，有機氮/無 機氮的質量比為1 1 1. 2 ；能夠改善土壤養分狀況、顆粒結構，滿足作物生長需求。2)本發明提供的有機_無機復混肥料是以褐煤被硝酸在80 90°C氧化后，分離 得到的有機質當中所包含的腐植酸，作為腐植酸的來源。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，明顯降低了生產成 本，節約了褐煤資源。3)本發明將褐煤硝化腐植酸通過與氨水或碳酸銨反應生成褐煤硝化腐植酸銨鹽， 或者與尿素反應形成腐植酸類尿素復合體，這樣使得有機、無機肥料復合為一體，施用省工 省時，節約了施肥成本。本發明將腐植酸與甲醛反應形成緩釋的褐煤硝化腐植酸-甲醛復合物，不但使得 養分控制釋放或緩放，還可提高肥料利用率約20%。
具體實施例方式本發明提供一種以褐煤作為有機腐植酸來源的有機_無機復混肥料，通過硝酸氧 化褐煤，提取獲得褐煤硝化腐植酸，以此作為有機來源；并對褐煤硝化腐植酸進行成鹽和復 合體處理，使得有機、無機肥料復合為一體；再通過有機腐植酸含量和N、P、K營養比例的構 成來確定有機質與無機肥料的比例關系。下面結合具體實施對本發明做詳細的說明，所述 是對本發明的解釋而不是限定。本發明提供的有機-無機復混肥料，包括褐煤硝化腐植物、無機肥料和造粒輔助 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；無機肥料包括氮源無 機肥、磷源無機肥和鉀源無機肥；造粒輔助劑包括粘性調理劑，以及沙性物料和散性調理劑 中的一種或兩種；
4
其中，褐煤硝化腐植物的質量分數> 10%，氮磷鉀含量總和的質量分數> 25%, 碳/氮的質量比為1 10 30，有機氮/無機氮的質量比為1 1 1.2，游離水的質量 分數彡10%。根據GB18877-2002《有機一系機復混肥料》關于總養分含量的規定，將有機_無 機復混肥料分為低濃度復混肥和高濃度復混肥，即氮磷鉀含量總和的質量分數> 15% (表 示為N-P2O5-K2O ^ 15% )為低濃度，氮磷鉀含量總和的質量分數> 25%為高濃度。在有機-無機復混肥料當中，首先控制有機腐植物的含量，根據有機質當中褐煤 硝化腐植酸含量和預先設定的有機腐植酸需求比例，確定褐煤硝化有機質的用量；再根據 褐煤硝化有機質提供的N、P、K的量和預先設定的N、P、K需求比例，同時兼顧有機氮/無機 氮的比例、碳/氮的質量比，確定無機肥料的用量；最后根據造粒工藝，選擇包括粘性調理 劑、沙性物料和散性調理劑的造粒輔助劑。在添加無機肥料時，主要考慮磷源無機肥，氮源無機肥、鉀源無機肥可以按照常規 的無機肥料來添加。磷源無機肥為磷酸二氫銨、過磷酸鈣、磷酸氫二銨的一種或幾種。在采 用不同的磷源無機肥后，考慮到其可溶性的不同，所添加的粘性調理劑的比例不同，以便于 成粒的需要以磷酸二氫銨作為磷源無機肥時，粘性調理劑的質量分數為0. 8 1. 5% ；以 過磷酸鈣作為磷源無機肥時，粘性調理劑的質量分數為1. 2 1. 8% ；以磷酸氫二銨作為磷 源無機肥時，粘性調理劑的質量分數為1. 0 1. 5%。一般低濃度植酸有機_無機復混肥當中，褐煤硝化有機質無機肥造粒輔助劑 的質量比例=1 (0.8 1.5) (0. 15 0.25)；高濃度植酸有機-無機復混肥時，褐煤 硝化有機質無機肥造粒輔助劑的質量比例=1 (2 3) (0. 08 0. 1)。造粒輔助劑當中，粘性調理劑為凹凸捧土、膨潤土、白性粘土、高嶺土、海泡石的一 種或幾種，這些粘性調理劑為價格低廉，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，分離得到的有機質當中所包 含的腐植物酸，經檢測有機質當中的腐植酸的質量分數為50 85 %。褐煤硝化腐植酸的制 備具體為將體積濃度25 % 28 %的硝酸與褐煤按質量比為1 0. 3 0. 5的比例混合后 充分攪拌，80 90°C條件下反應24 36h，并用Na2CO3溶液吸收反應產生的尾氣；反應完 成后過濾分離，得到包含褐煤硝化腐植酸的有機質沉淀，干燥后得到有機_無機肥料腐植 酸來源的褐煤硝化腐植酸，或者不進行干燥，對褐煤硝化腐植酸進行成鹽反應。分離得到的沉淀當中的腐植酸，包括黃腐酸、黑腐酸和棕腐酸，是一類大分子無定 形芳香一脂肪族羥筌、羥酸的復雜化合物。黃腐酸是可溶于酸性、中性水溶液及丙酮、乙醇 中那部分腐植酸類物質，不含硝基。褐煤硝化腐植酸在有機質沉淀占的質量分數為50 85%，其中，黃腐酸的質量分數達到為40 51%。由于褐煤的質量對有機物料影響較大，一 般采用腐植酸含量> 50%的褐煤為宜(比如來源于山西靈石的褐煤)。形成褐煤硝化腐植酸銨鹽的反應式表述為RC00H+NH3 — RCOONH4RCOOH+NH3HCO3 — RC00NH4+C02+H20上述反應中R表示腐植酸分子。具體過程為硝基腐植酸與氨水(或碳銨)反應，生成褐煤硝化腐植酸銨鹽；反應時間為8小時，氨化溫度50 55°C，在生產過程中可對褐 煤硝化后過濾分離的有機質沉淀不干燥，直接加入碳銨進行銨化成鹽。形成褐煤硝化腐植酸_尿素復合物的反應式表述為rcooh (rh) +co (nh2) 2 — rc00nh4rc00nh2r (cooh) m+mh2nc0nh2 — r (c0hnc0nh2) m+mh20上述反應式r表示腐植酸分子，其中m表示羧基的數量和尿素的分子數量等。將 干燥后的褐煤硝化腐植酸粉末(簡稱NHA)、尿素、水混合，加熱至50°C制成料漿物基質，充 分攪拌使NHA均勻地包裹在尿素顆粒周圍，然后在95 105°C下干燥，冷卻、篩分制得褐煤 硝化腐植酸_尿素復合物(簡稱UNHA)。形成褐煤硝化腐植酸_甲醛復合物的反應式表述為rconhconh2+ch2o — rconhconhch2oh
權利要求
一種有機 無機復混肥料，其特征在于，包括褐煤硝化腐植物、無機肥料和造粒輔助劑，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；無機肥料包括氮源無機肥、磷源無機肥和鉀源無機肥；造粒輔助劑包括粘性調理劑，以及沙性物料和散性調理劑中的一種或兩種；其中，褐煤硝化腐植物的質量分數≥10％，氮磷鉀含量總和的質量分數≥25％，碳/氮的質量比為1∶10～30，有機氮/無機氮的質量比為1∶1～1.2，游離水的質量分數≤10％。
2.如權利要求1所述的有機-無機復混肥料，其特征在于，以質量比計，褐煤硝化腐植 物無機肥料造粒輔助劑=1 (2 3) (0.08 0.1)。
3.如權利要求1所述的有機-無機復混肥料，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，分離得到的有機質當中所包含的腐植酸，有機質當中的腐植 酸的質量分數為50 85%。
4.如權利要求3所述的有機-無機復混肥料，其特征在于，有機質當中的黃腐酸的質量 分數為40 51%。
5.如權利要求1所述的有機_無機復混肥料，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_尿素復合物、褐煤硝化腐植酸_甲醛復合物中的一種或幾種。
6.如權利要求1所述的有機-無機復混肥料，其特征在于，所述的磷源無機肥為磷酸二 氫銨、過磷酸鈣、磷酸氫二銨的一種或幾種。
7.如權利要求1所述的有機_無機復混肥料，其特征在于，以磷酸二氫銨作為磷源無 機肥時，粘性調理劑的質量分數為0. 8 1. 5% ；以過磷酸鈣作為磷源無機肥時，粘性調理 劑的質量分數為1. 2 1. 8% ；以磷酸氫二銨作為磷源無機肥時，粘性調理劑的質量分數為 1. 0 1. 5%。
8.如權利要求1所述的有機-無機復混肥料，其特征在于，所述的粘性調理劑為凹凸捧 土、膨潤土、白性粘土、高嶺土、海泡石的一種或幾種。
9.如權利要求1所述的有機-無機復混肥料，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；所述的散性調理劑為鈣鎂磷肥、草炭、雞糞或粉煤 灰。
10.如權利要求1所述的有機-無機復混肥料，其特征在于，所述的有機-無機復混肥 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
本發明公開了一種有機-無機復混肥料，包括褐煤硝化腐植物、無機肥料和造粒輔助劑；其中，有機腐植物的質量分數≥10％，有機氮/無機氮的質量比為1∶1～1.2，碳/氮的質量比為1∶10～30，氮磷鉀含量總和的質量分數≥25％，游離水的質量分數≤10％。利用褐煤經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成本，節約資源。該有機-無機復混肥料能夠改善土壤養分狀況、顆粒結構，滿足作物生長需求。
文檔編號C05F11/02GK101967072SQ20101025107
公開日2011年2月9日 申請日期2010年8月11日 優先權日2010年8月11日
發明者張林森, 李丙智, 王飛, 邢俊義, 陳偉星 申請人:西北農林科技大學;陜西昊威工貿有限公司