CN109627106A - 一种高活性腐植酸生态复合肥料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高活性腐植酸生态复合肥料，按质量百分比计：尿素比例22%－52%、氯化钾比例15%—32%、重过磷酸钙比例5%—8%、磷酸一铵比例12%—40%、风化煤或褐煤比例6%‑10%、磷酸溶液比例3%‑5%、氨水比例1.5%‑2.5%、活化菌剂比例2%‑2.5%、植物生长调节剂比例0.5%‑1%。通过对风化煤或褐煤进行酸化、氨化和生物活化处理，提高腐植酸活性功能团的数量，增强腐植酸的效果，利用重过磷酸钙特有的粘性,实现无填充料造粒，降低产品成本，最终产品具有促进肥料增效，改良土壤，提高作物产量和品质的效果。

Description

一种高活性腐植酸生态复合肥料

技术领域

本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种高活性腐植酸生态复合肥料。

背景技术

多年以来化肥在我国农业生产中的普遍使用为农业发展、农民增收和农村繁荣做出了巨大贡献。但是长期以来大量使用化学肥料，也造成土壤含盐量过高，有害离子浓度过大，结构性差，易板结，土壤中肥力不均衡，肥力下降，作物生长发育受到限制。据资料表明，我国土壤污染日益严重，盐碱性土壤增长迅速。改良土壤、保护生态环境已引起我国政府的高度重视，因此我国提出了2020年化肥零增长的目标。目前，市场上的腐植酸肥料中腐植酸的制作方法大多数是利用风化煤、泥炭、褐煤等经破碎制取的原粉，腐植酸中的“活性中心“未被完全打开，活化腐植酸含量达不到行业标准要求，腐植酸的效果不能体现，使用效果大打折扣。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种高活性腐植酸生态复合肥料，通过风化煤或褐煤进行酸化、氨化和生物活化处理，提高腐植酸活性功能团的数量，增强腐植酸的效果；通过加入植物生长调节剂，达到提高作物品质和产量，增强作物抗病能力的目的；利用重过磷酸钙特有的粘性,实现无填充料造粒，降低产品原料成本。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高活性腐植酸生态复合肥料，尿素占总投入原料量的质量百分比22%－52%、氯化钾占总投入原料量的质量百分比15%—32%、重过磷酸钙占总投入原料量的质量百分比5%—8%、磷酸一铵占总投入原料量的质量百分比12%—40%、风化煤或褐煤占总投入原料量的质量百分比6%-10%、磷酸溶液占总投入原料量的质量百分比3%-5%、氨水占总投入原料量的质量百分比1.5%-2.5%、活化菌剂占总投入原料量的质量百分比2%-2.5%、植物生长调节剂占总投入原料量的质量百分比0.5%-1%；

所述高活性腐植酸生态复合肥料的制备方法，包括以下步骤：

（1）高活性腐植酸的制备（备用）

1.1 腐植酸原粉制备：将腐植酸含量50%以上的风化煤或褐煤粉碎至100—120目，制备成腐植酸原粉；

1.2酸化处理：将腐植酸原粉、磷酸溶液经计量加入到密封的反应釜中，在充分搅拌下反应2—3h，反应温度控制在80—90℃，完成腐植酸的酸化处理，使与钙、镁、铁紧密结合的腐植酸转化成游离腐植酸，并将钙、镁、铁转化成为作物能吸收利用的中微量元素，实现了通过酸化提高腐植酸的活性；

1.3氨化处理：将经计量的氨水与上述步骤（1.2）制备的物料加入到搅拌罐中，均匀搅拌7-9min后进入烘干氨化机干燥氨化，烘干氨化温度控制在45—55℃，烘干氨化时间1—2h,利用氨水遇热分解的特性，使分解出的氨与游离腐植酸结合成水溶性腐植酸铵，并将物料含水量控制在2%以下，实现了通过氨化进一步提高腐植酸的活性。这一过程中干燥氨化温度和时间特别重要，如果温度高和时间过长会造成氨损失，降低氨化效果；如果温度低和时间过短反应不充分，同样达不到氨化效果；

1.4堆放氨化和生物处理：将经过步骤1.3制备的物料与活化菌剂掺混均匀，并堆成宽10m，高5m，长度20m—25m的楔形堆体，每5天翻堆一次，堆肥时间为15—20天，腐植酸的氨化是一个缓慢过程，通过烘干氨化和堆放氨化保证氨化效果和时间，通过活化菌剂进一步提高腐植酸的活性。通过上述处理活化腐植酸含量占腐植酸含量的比例能达到70%以上。

（2）利用团粒法复合肥生产设备，将尿素、氯化钾、重过磷酸钙、磷酸一铵、植物生长调节剂和通过步骤（1）制备的高活性腐植酸经微机计量后进入转鼓造粒机，造粒过程中利用重过磷酸钙作为粘合剂，利用蒸汽作为液相量完成物料造粒过程，转鼓造粒机内物料温度控制在65—75℃，造粒时间7-9min；

（3）造粒后，物料进入干燥机，干燥机进口温度控制在110—125℃，烘干时间30-35min；

（4）干燥后进行大颗粒热筛分，筛孔直径4.5mm，筛分后的大颗粒经破碎后返回转鼓造粒机；

（5）筛分后的其它物料进入冷却机，冷却时间25-30 min；冷却后经细筛筛分，筛孔直径2.0—2.5mm之间，细筛后的粉状物料返回转鼓造粒机，合格品进入包裹机，经过防结块处理后包装。

所述磷酸溶液与风化煤或褐煤的质量比为1：2,氨水与风化煤或褐煤的质量比为1：4。

所述磷酸溶液的质量百分比浓度15%-18%之间，经过大量的对比试验，这个浓度范围内，磷酸与腐植酸的反应效果最佳，采用磷酸实现腐植酸的酸化，与采用其它酸相比，即实现了腐植酸的酸化又增加了产品磷元素的含量。

所述氨水的质量百分比浓度12%-15%之间，经过大量的对比试验，这个浓度范围内，氨水与腐植酸的反应效果最佳，浓度太低，氨的扩散速度慢，达不到反应效果，浓度过高，水分相对减少，氨水渗透受阻，并增加了氨的挥发损失。

所述的活化菌剂是芽孢杆菌和乳酸菌中的一种或两种组合，利用菌剂可以降解腐植酸大分子为小分子，实现腐植酸的生物活性处理。

所述植物生长调节剂是复硝酚钠，加入量根据不同作物确定，复硝酚钠是1997年经美国国家环保局批准，进入美国绿色食品工程唯一人工合成植物生长调节剂，在植物的整个生命期均可使用，具有改善作物品质，增加根部对营养元素的吸收，具有增强作物抗真菌病害、细菌病害、病毒病害的能力。

所述产品总养分含量≧45%,总腐植酸含量≧3%，活化腐植酸含量≧2%，完全满足腐植酸肥料的行业标准。

本发明的高活性腐植酸生态复合肥料及其制备方法与现有技术相比有如下优点：

1、通过对腐植酸进行酸化、氨化和生物处理，提高腐植酸活性功能团的数量，提高使用效果,并将腐植酸中难溶性的钙、镁、铁转化成作物可以吸收利用的钙、镁、铁。

2、利用高活性腐植酸螯合土壤中的重金属生成沉淀，抑制作物对重金属的吸收。以达到改良土壤，提高作物产量和品质的效果。

3、造粒过程中利用重过磷酸钙特有的粘性，实现无填充料造粒，解决了加入腐植酸成粒困难的问题，并降低了原料成本。

4、本发明的产品：除含有高活性腐植酸、氮、磷、钾元素外，还含有植物生长调节剂。

5、利用植物生长调节剂实现改善作物品质，提高作物根部活力，增加根部对营养元素的吸收，提高单位时间内植物对营养元素的吸收和利用，提高作物抗病虫害的能力。

附图说明

图1是本发明高活性腐植酸生态复合肥料制备方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示：本发明的高活性腐植酸生态复合肥料，尿素占总投入原料量的质量百分比22%－52%、氯化钾占总投入原料量的质量百分比15%—32%、重过磷酸钙占总投入原料量的质量百分比5%—8%、磷酸一铵占总投入原料量的质量百分比12%—40%、风化煤或褐煤占总投入原料量的质量百分比6%-10%、磷酸溶液占总投入原料量的质量百分比3%-5%、氨水占总投入原料量的质量百分比1.5%-2.5%、活化菌剂占总投入原料量的质量百分比2%-2.5%、植物生长调节剂占总投入原料量的质量百分比0.5%-1%；

所述高活性腐植酸生态复合肥料的制备方法，包括以下步骤：

（1）高活性腐植酸的制备（备用）

1.1 腐植酸原粉制备：将腐植酸含量50%以上的风化煤或褐煤粉碎至100—120目，制备成腐植酸原粉；

1.2酸化处理：将腐植酸原粉、磷酸溶液经计量加入到密封的反应釜中，在充分搅拌下反应2—3h，反应温度控制在80—90℃，完成腐植酸的酸化处理；

1.3氨化处理：将经计量的氨水与上述步骤（1.2）制备的物料加入到搅拌罐中，均匀搅拌7-9min后进入烘干氨化机干燥氨化，烘干氨化温度控制在45—55℃，烘干氨化时间1—2h,利用氨水遇热分解的特性，使分解出的氨与游离腐植酸结合成水溶性腐植酸铵，并将物料含水量控制在2%以下；

1.4堆放氨化和生物处理：将经过步骤1.3制备的物料与活化菌剂掺混均匀，并堆成宽10m，高5m，长度20m—25m的楔形堆体，每5天翻堆一次，堆肥时间为15—20天；

（2）利用团粒法复合肥生产设备，将尿素、氯化钾、重过磷酸钙、磷酸一铵、植物生长调节剂和通过步骤（1）制备高活性腐植酸经微机计量后进入转鼓造粒机，造粒过程中利用重过磷酸钙的粘性作为粘合剂，利用蒸汽作为液相量完成物料造粒过程，转鼓造粒机内物料温度控制在65—75℃，造粒时间7-9min；

（3）造粒后，物料进入干燥机，干燥机进口温度控制在110—125℃，烘干时间30-35min；

（4）干燥后进行大颗粒热筛分，筛孔直径4.5mm，筛分后的大颗粒经破碎后返回转鼓造粒机；

（5）筛分后的其它物料进入冷却机，冷却时间25-30 min；冷却后经细筛筛分，筛孔直径2.0—2.5mm之间，细筛后的粉状物料返回转鼓造粒机，合格品进入包裹机，经过防结块处理后包装。

所述磷酸溶液与风化煤或褐煤的质量比为1：2,氨水与风化煤或褐煤的质量比为1：4。

所述磷酸溶液的质量百分比浓度15%-18%之间。

所述氨水的质量百分比浓度12%-15%之间。

所述的活化菌剂是芽孢杆菌和乳酸菌中的一种或两种组合，两种组合任意配比即可。

所述植物生长调节剂是复硝酚钠。

所述产品总养分含量≧45%,总腐植酸含量≧3%，活化腐植酸含量≧2%。

下面通过实例对本发明作进一步的阐述：

实施例1

制备氮、磷、钾含量25%—10%—10%，总腐植酸含量3%，活化腐植酸含量2%的高氮肥料，以1吨产品原料消耗定额为例：

具体生产流程：

将风化煤（腐植酸含量 50.0%,质量百分比，下同）60公斤破碎至100目与质量浓度15%的磷酸溶液30公斤加入到密封的反应釜中，反应温度为80℃，在充分搅拌下反应2 h，完成腐植酸的酸化处理,将质量浓度13%的氨水15公斤与经过酸化处理的腐植酸加入到搅拌罐中，均匀搅拌8min后进入烘干氨化机干燥氨化，烘干氨化温度控制在45℃,烘干氨化时间1.5h,在干燥氨化后的物料中加入25公斤的芽孢杆菌并掺混均匀，并堆成宽10m，高5m，长度20m的楔形堆体，每5天翻堆一次，堆肥时间为15天，制得高活性腐植酸。

将上述制成的高活性腐植酸通过微机计量与尿素（含N 46.2%）505公斤，氯化钾（含K₂O 62%）162公斤、重过磷酸钙（含P₂O₅ 43.5%,含Ca）60公斤、磷酸一铵（含N 11%，P₂O₅54%）138公斤、复硝酚钠5公斤加入转鼓造粒机，转鼓造粒机内物料温度控制在70℃，经过8min造粒后，进入干燥机，干燥机进口温度为110℃，烘干30 min，干燥后进行大颗粒筛分，筛孔直径4.5mm，4.5mm以上大颗粒经破碎后返回转鼓造粒机，其它物料进入冷却机，冷却时间25 min，冷却后物料经筛孔直径2.0mm细筛筛分，细筛后的粉状物料返回造粒机，合格品进入包裹机，进行防结块处理，包膜，包装，得到粒度为2.0—4.5mm的高活性腐植酸复合肥料。产品含N—P₂O₅—K₂O为25.05%—10.03%—10.04%，总腐植酸含量3.0%,活化腐植酸含量2.10%，含水1.5%，强度17N，颗粒光滑、圆整。

实施例2

制备氮、磷、钾含量15%—23%—10%，总腐植酸含量4%，活化腐植酸含量2.8%的高磷肥料，以1吨产品原料消耗定额为例：

具体生产流程：

将褐煤（腐植酸含量 50.0%,质量百分比，下同）80公斤破碎至110目与质量浓度17%的磷酸溶液40公斤加入到密封的反应釜中，反应温度为85℃，在充分搅拌下反应2.5 h，完成腐植酸的酸化处理,将质量浓度13%的氨水20公斤与经过酸化处理的腐植酸加入到搅拌罐中，均匀搅拌8min后进入烘干氨化机干燥氨化，烘干氨化温度控制在50℃,烘干氨化时间2h,在干燥氨化后的物料中加入15公斤的芽孢杆菌和10公斤的乳酸菌并掺混均匀，并堆成宽10m，高5m，长度20m的楔形堆体，每5天翻堆一次，堆肥时间为20天，制得高活性腐植酸。

将上述制成的高活性腐植酸通过微机计量与尿素（含N 46.2%）228公斤，氯化钾（含K₂O 62%）162公斤、重过磷酸钙（含P₂O₅ 43.5%,含Ca）50公斤、磷酸一铵（含N 11%，P₂O₅ 54%）387公斤、复硝酚钠8公斤加入转鼓造粒机，转鼓造粒机内物料温度控制在70℃，经过8min造粒后，进入干燥机，干燥机进口温度为120℃，烘干35 min，干燥后进行大颗粒筛分，筛孔直径4.5mm，4.5mm以上大颗粒经破碎后返回转鼓造粒机，其它物料进入冷却机，冷却时间25 min，冷却后物料经筛孔直径2.0mm细筛筛分，细筛后的粉状物料返回造粒机，合格品进入包裹机，进行防结块处理，包膜，包装，得到粒度为2.0—4.5mm的高活性腐植酸复合肥料。产品含N—P₂O₅—K₂O为15.05%—23.05%—10.04%，总腐植酸含量4.0%,活化腐植酸含量2.8%，含水1.7%，强度16N，颗粒光滑、圆整。

实施例3

制备氮、磷、钾含量18%—10%—20%，总腐植酸含量3%，活化腐植酸含量2%的高钾肥料，以1吨产品原料消耗定额为例：

具体生产流程：

将风化煤（腐植酸含量 50.0%,质量百分比，下同）60公斤破碎至100目与质量浓度15%的磷酸溶液30公斤加入到密封的反应釜中，反应温度为85℃，在充分搅拌下反应2 h，完成腐植酸的酸化处理,将质量浓度13%的氨水15公斤与经过酸化处理的腐植酸加入到搅拌罐中，均匀搅拌8min后进入烘干氨化机干燥氨化，烘干氨化温度控制在45℃,烘干氨化时间1.5h,在干燥氨化后的物料中加入20公斤的芽孢杆菌并掺混均匀，并堆成宽10m，高5m，长度20m的楔形堆体，每5天翻堆一次，堆肥时间为18天，制得高活性腐植酸。

将上述制成的高活性腐植酸通过微机计量与尿素（含N 46.2%）351公斤，氯化钾（含K₂O 62%）323公斤、重过磷酸钙（含P₂O₅ 43.5%,含Ca）50公斤、磷酸一铵（含N 11%，P₂O₅54%）146公斤、复硝酚钠5公斤加入转鼓造粒机，转鼓造粒机内物料温度控制在70℃，经过9min造粒后，进入干燥机，干燥机进口温度为110℃，烘干30 min，干燥后进行大颗粒筛分，筛孔直径4.5mm，4.5mm以上大颗粒经破碎后返回转鼓造粒机，其它物料进入冷却机，冷却时间25 min，冷却后物料经筛孔直径2.5mm细筛筛分，细筛后的粉状物料返回造粒机，合格品进入包裹机，进行防结块处理，包膜，包装，得到粒度为2.5—4.5mm的高活性腐植酸复合肥料。产品含N—P₂O₅—K₂O为18.03%—10.03%—20.03%，总腐植酸含量3.0%,活化腐植酸含量2.10%，含水1.6%，强度17N，颗粒光滑、圆整。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种高活性腐植酸生态复合肥料，其特征在于，尿素占总投入原料量的质量百分比22%－52%、氯化钾占总投入原料量的质量百分比15%—32%、重过磷酸钙占总投入原料量的质量百分比5%—8%、磷酸一铵占总投入原料量的质量百分比12%—40%、风化煤或褐煤占总投入原料量的质量百分比6%-10%、磷酸溶液占总投入原料量的质量百分比3%-5%、氨水占总投入原料量的质量百分比1.5%-2.5%、活化菌剂占总投入原料量的质量百分比2%-2.5%、植物生长调节剂占总投入原料量的质量百分比0.5%-1%；

所述高活性腐植酸生态复合肥料的制备方法，包括以下步骤：

（1）高活性腐植酸的制备（备用）

1.1 腐植酸原粉制备：将腐植酸含量50%以上的风化煤或褐煤粉碎至100—120目，制备成腐植酸原粉；

1.2酸化处理：将腐植酸原粉、磷酸溶液经计量加入到密封的反应釜中，在充分搅拌下反应2—3h，反应温度控制在80—90℃，完成腐植酸的酸化处理；

1.3氨化处理：将经计量的氨水与上述步骤（1.2）制备的物料加入到搅拌罐中，均匀搅拌7-9min后进入烘干氨化机干燥氨化，烘干氨化温度控制在45—55℃，烘干氨化时间1—2h,利用氨水遇热分解的特性，使分解出的氨与游离腐植酸结合成水溶性腐植酸铵，并将物料含水量控制在2%以下；

1.4堆放氨化和生物处理：将经过步骤1.3制备的物料与活化菌剂掺混均匀，并堆成宽10m、高5m、长度20m—25m的楔形堆体，每5天翻堆一次，堆肥时间为15—20天；

（2）利用团粒法复合肥生产设备，将尿素、氯化钾、重过磷酸钙、磷酸一铵、植物生长调节剂和通过步骤（1）制备的高活性腐植酸经微机计量后进入转鼓造粒机，造粒过程中利用重过磷酸钙作为粘合剂，利用蒸汽作为液相量完成物料造粒过程，转鼓造粒机内物料温度控制在65—75℃，造粒时间7-9min；

（3）造粒后，物料进入干燥机，干燥机进口温度控制在110—125℃，烘干时间30-35min；

（4）干燥后进行大颗粒热筛分，筛孔直径4.5mm，筛分后的大颗粒经破碎后返回转鼓造粒机；

（5）筛分后的其它物料进入冷却机，冷却时间25-30 min；冷却后经细筛筛分，筛孔直径2.0—2.5mm之间，细筛后的粉状物料返回转鼓造粒机，合格品进入包裹机，经过防结块处理后包装。

2.根据权利要求1所述的高活性腐植酸生态复合肥料，其特征在于，所述磷酸溶液与风化煤或褐煤的质量比为1：2；氨水与风化煤或褐煤的质量比为1：4。

3.根据权利要求1所述的高活性腐植酸生态复合肥料，其特征在于：所述磷酸溶液的质量百分比浓度15%-18%之间。

4.根据权利要求1所述的高活性腐植酸生态复合肥料，其特征在于：所述氨水的质量百分比浓度12%-15%之间。

5.根据权利要求1所述的高活性腐植酸生态复合肥料，其特征在于，所述的活化菌剂是芽孢杆菌和乳酸菌中的一种或两种组合。

6.根据权利要求1所述的高活性腐植酸生态复合肥料，其特征在于：所述植物生长调节剂是复硝酚钠。

7.根据权利要求1所述的高活性腐植酸生态复合肥料，其特征在于，所述产品总养分含量≧45%,总腐植酸含量≧3%，活化腐植酸含量≧2%。