專利名稱：一種腐植酸增效復混肥及其制備方法
一種腐植酸增效復混肥及其制備方法
技術領域：
本發明屬于肥料技術領域。更具體地，本發明涉及一種腐植酸增效復混肥，還涉及所述腐植酸增效復混肥的制備方法。
背景技術：
復混肥是我國重要的肥料品種，目前，我國的肥料復合化率約32%，實物產量約5500萬噸。但是，大量研究表明，現有復混肥的養分利用率較低，例如氮的當季利用率約30%，磷當季利用率約25%，鉀當季利用率約45%。因此，如何提高肥料養分利用率一直以來是人們關注與研究的熱點。近年來，國內外提高肥料利用率主要有下述兩條途徑
I、包膜型復混肥。所用的包膜材料主要有兩類，一類是有機高分子聚合物，例如樹脂聚烯烴類高分子聚合物，第二類是水難溶性或微溶性無機材料，例如硫磺、磷礦粉、鈣鎂磷肥等。2、脲醛復混肥，通過轉鼓或高塔工藝生產具有緩釋性的脲醛復混肥。即利用尿素與甲醛的反應，在生產復混肥的過程中向尿素熔融液中加入甲醛，得到脲醛復混肥。現有生產的復混肥因工藝較復雜，生產成本較高，產能較低，價格也較高，在農業生產中，特別是在大田作物上難以大面積推廣應用。為了克服現有技術缺陷，本發明人在總結現有技術的基礎上，通過大量實驗研究，終于完成了本發明。
發明內容[要解決的技術問題]本發明的目的是提供一種腐植酸增效復混肥。本發明的另一個目的是提供所述腐植酸增效復混肥的制備方法。[技術方案]本發明是通過下述技術方案實現的。本發明以風化煤或褐煤為原料，用稀堿提取出分子量較小部分的腐植酸；或以腐植酸鈉或腐植酸鉀為原料，以稀酸將分子量小的腐植酸分離出來；其提取液經濃縮后與尿素充分熔融，再利用轉鼓工藝將腐植酸增效液與尿素熔融液的共融物噴到磷、鉀肥和輔料上，生產出一種腐植酸增效復混肥產品。本發明無需復雜工藝，無需特殊溶劑，只需添加簡單設備即可在常規復混肥生產裝置上生產增效復混肥產品。因此，本發明具有工藝簡單、成本低、效果好等特點。本發明涉及一種腐植酸增效復混肥。該腐植酸增效復混肥是由如下原料制成的，以重量份計腐植酸增效液A或B Γ6份尿素32 62份造粒物料32飛7份
在本發明中，所述的腐植酸增效液A是風化煤或褐煤原料用稀堿液在沸騰下進行提取，然后進行濃縮所得到的液體，所述液體中的固形物含量為5 15重量％。所述的稀堿液是濃度O. Γ0. 5重量％氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。根據本發明，所述風化煤或褐煤原料的粒度為80目以上。在本發明中，如果所述腐植酸增效液A中的固形物含量低于5重量％時，則會導致腐植酸增效液A與尿素的熔融液的水分含量偏高，增加造粒難度，同時增加烘干步驟的負擔。如果所述腐植酸增效液A中的固形物含量高于15重量％時，則會導致腐植酸增效液過于黏稠，增加向尿素熔融液中添加的難度。因此，所述所述腐植酸增效液A中的固形物含量為5 15重量％是合適的，優選地是6 12重量％，更優選地是8 10重量％。在本發明中，所述的腐植酸增效液B是讓濃度O. Γ1重量％硫酸或硝酸溶液與腐植酸鈉或腐植酸鉀進行混合，然后進行濃縮所得到的液體，所述液體中的固形物含量為5^15重量％。所述腐植酸鈉或腐植酸鉀是目前市場上銷售的產品。
在本發明中，如果所述腐植酸增效液B中的固形物含量低于5重量％時，則會導致腐植酸增效液B與尿素的熔融液的水分含量偏高，增加造粒難度，同時增加烘干步驟的負擔。如果所述腐植酸增效液B中的固形物含量高于15重量％時，則會導致腐植酸增效液過于黏稠，增加向尿素熔融液中添加的難度。因此，所述腐植酸增效液B中的固形物含量為5 15重量％是合適的，優選地是6 12重量％，更優選地是8 10重量％。在本發明中，所述的造粒物料是由磷酸一銨或磷酸二銨、硫酸鉀或氯化鉀、膨潤土和鈣粉根據肥料配方要求組成的粉狀混合物；根據本發明的一種優選實施方式，所述磷酸一銨或磷酸二銨、硫酸鉀或氯化鉀、膨潤土和鈣粉的粒度為60目以上。其中所述的鈣粉是一種或多種選自磷酸一氫鈣、磷酸二氫鈣、鈣鎂磷肥或鋼渣磷肥的鈣粉。優選地，所述的腐植酸增效復混肥是由下述原料制成的，以重量份計腐植酸增效液A或B 2飛份尿素36 56份造粒物料36 58份。更優選地，所述的腐植酸增效復混肥由下述原料制成的，以重量份計腐植酸增效液A或B 3^4份尿素42 50份造粒物料42 52份。本發明還涉及一種腐植酸增效復混肥的制備方法。該腐植酸增效復混肥制備方法的步驟如下I、腐植酸增效液的制備本發明使用的腐植酸增效液是腐植酸增效液A或腐植酸增效液B。腐植酸增效液A制備方法如下將原料風化煤或褐煤粉碎至80目以上，得到一種煤粉，往所述的煤粉中加入其重量1(Γ12倍的稀堿液混勻后進行加熱至沸騰，接著固液分離，將得到的液體濃縮至固形物含量為O. 5^15重量％的濃縮液，該濃縮液為腐植酸增效液Α。所述的稀堿液是濃度O. Γ0. 5重量％氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。在本發明中，所述的煤粉與所述的稀堿液的重量比優選地是1:10. 5^11. 5。
優選地，所述加熱沸騰時間是1(Γ20分鐘。所述的固液分離是離心分離或過濾分離。離心分離所使用的設備是目前市場上銷售的離心機。過濾分離所使用的設備是目前市場上銷售的在化工技術領域里通常使用的過濾設備，例如過濾機或板框式壓濾機。腐植酸增效液B制備方法如下將濃度O. f I重量％硫酸或硝酸水溶液與腐 植酸鈉或腐植酸鉀按重量比3飛I混合，攪拌均勻后，接著固液分離，將得到的液體濃縮至固形物含量為O. 5 15重量％的濃縮液，該濃縮液為腐植酸增效液B。在本發明中，所述的硫酸或硝酸水溶液與腐植酸鈉或腐植酸鉀的重量比優選地是3. 8 5. 2:1。優選地，所述的攪拌時間是1(Γ20分鐘。所述的固液分離與前面描述的相同，不再贅述。II、造粒物料的制備將磷酸二銨或磷酸一銨、硫酸鉀或氯化鉀、膨潤土和鈣粉分別粉碎至粒度60目以上，然后按照肥料配方要求組成的粉狀混合物。磷酸二銨或磷酸一銨、硫酸鉀或氯化鉀、膨潤土和鈣粉配比是根據肥料配方確定的，即根據肥料中的氮、磷與鉀含量確定的，這對于本技術領域的技術人員而言是不存在任何困難的，是易于確定的。所述的鈣粉是一種或多種選自磷酸一氫鈣、磷酸二氫鈣、鈣鎂磷肥或鋼渣磷肥的鈣粉。所述的造粒對于本技術領域的技術人員而言也是不存在任何困難的，是易于實施的。本發明使用的轉鼓造粒機是目前市場上銷售的產品，例如鄭州昌威重工機械有限公司、鄭州瑞恒機械制造有限公司銷售的產品。III、復混肥生產步驟將I飛重量份在步驟I得到的腐植酸增效液與32飛2重量份尿素投入到尿素熔融罐中，在溫度95 125°C下充分熔融，然后將得到的熔融液噴到32飛7重量份在步驟II得到的造粒物料上，利用轉鼓造粒工藝生產得到一種復混肥料。優選地，本發明的腐植酸增效液與尿素的重量比2 5 36飛6。更優選地，本發明的腐植酸增效液與尿素的重量比:Γ4 45飛O。本發明使用的尿素熔融罐是本技術領域里通常使用的產品，是目前市場上銷售的產品，例如滁州市華東機械工業有限責任公司、荊門市萬泰機械有限公司銷售的尿素熔融罐。在這個步驟中，在噴所述的熔融液時壓力泵以12 30個大氣壓將所述的熔融液以流量80(T2000kg/h噴涂到在步驟II得到的造粒物料上。在本發明中，所述的壓力泵也是本技術領域的技術人員熟知的泵，例如西安泵閥制造有限公司、西安高壓泵閥廠以及濟南萬恒通有限公司銷售的壓力泵等。IV、干燥處理將步驟III得到的復混肥料送到烘干機中進行烘干，然后篩分，冷卻，分裝，得到所述的腐植酸增效復混肥。這個步驟進行烘干、篩分、冷卻與分裝所使用的設備都是本技術領域里通常使用的產品，是目前市場上銷售的產品。具體實施情況可參見說明書附圖I。它是本發明腐植酸增效復混肥生產流程示意圖，其中1為風化煤(腐植酸鈉或腐植酸鉀)、2為氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液(硫酸或硝酸溶液)、3為濃縮步驟、4為腐植酸增效液、5尿素熔融罐、6轉鼓造粒機、7造粒物料、8烘干筒、9滾筒篩、10產品。本發明使用的烘干筒是本技術領域的技術人員熟知的烘干設備，例如河南洛陽中德重工有限公司以烘干機為商品名銷售的烘干筒、河南鴻盛重型機械制造有限公司以轉筒烘干機為商品名銷售的烘干筒、河南中原礦山機械制造有限公司以轉筒烘干機為商品名銷售的烘干筒。本發明使用的滾筒篩是本技術領域的技術人員熟知的篩分設備，例如沈陽科翔電力環保設備有限公司以商品名GT-系列滾筒篩銷售的滾筒篩、無錫市雙聯工程輸送機械有限公司以商品名GTS系列滾筒篩銷售的滾筒篩、石家莊市永興機 械有限公司以商品名GTS型滾筒篩銷售的滾筒篩。采用本發明方法制得的腐植酸增效復混肥中的養分含量可以采用標準方法GB8572-88進行測定。本發明是將腐植酸增效液與尿素充分熔融后，利用熔融尿素噴漿工藝和轉鼓造粒工藝生產腐植酸增效復混肥。本發明腐植酸增效肥產品具有良好應用效果和多項優點腐植酸中含有大量羧基、酚羥基、羰基等活性基團，可在一定程度上促進作物根系生長，提高根系活力，增強作物吸收養分的能力；對土壤脲酶活性有一定的抑制作用，延緩尿素在土壤中的釋放和轉化過程；可減緩磷、鉀肥被土壤固定的進程，提高磷、鉀肥的利用率；此外，腐植酸增效液還能起到改良土壤，培肥地力，提高產品品質等作用。本發明是利用稀堿液提取風化煤或褐煤腐植酸中分子量較小的部分或用稀酸提取出腐植酸鈉或腐植酸鉀中的小分子腐植酸，再在轉鼓造粒的過程中添加到復混肥中，該產品在土壤中不殘留，不污染環境，對環境友好。本發明的特點在于(1)在不改變復混肥轉鼓造粒的工藝的基礎上，通過添加簡單設備生產增效復混肥，該生產工藝簡單，產能高、成本低且環境友好；(2)腐植酸增效劑的特點是微量高效的，添加量低，對肥料的養分含量沒有影響，利于配方的調整；(3)本發明加入低濃度氫氧化鈉或氫氧化鉀來活化風化煤或褐煤，能夠起到良好的活化腐植酸的作用，且提取的為分子量較低的腐植酸或用稀酸提取腐植酸鈉或腐植酸鉀中的小分子腐植酸。本發明的腐植酸增效復混肥可作為基肥、追肥使用。本發明的腐植酸增效復混肥的使用量需根據土壤狀況、作物品種、作物生育期、作物營養狀況等因素進行確定。除非另有說明，本發明所涉及的均為重量百分比。[有益效果]本發明的有益效果如下本發明制備的腐植酸增效復混肥產品具有下述優點，在養分釋放和利用上，增強了肥料中氮的緩釋效果，減緩了磷和鉀的固定，提高了肥料利用率；在應用效果上，可促進作物根系生長、提高根系活力，增強作物吸收養分的能力；在耕作上可以簡化農業作業；在效益上可以提高養分利用率(5 10個百分點)；可以減少養分流失，避免二次污染，降低農業生產成本，并具有原料來源廣，運輸、施用方便、利于機械作業等特點，在增效復混肥生產中應用前景廣闊。
圖I是本發明腐植酸增效復混肥生產流程示意圖。其中1為風化煤(腐植酸鈉或腐植酸鉀)、2為氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液(硫酸或硝酸溶液)、3為濃縮步驟、4為腐植酸增效液、5尿素熔融罐、6轉鼓造粒機、7造粒物料、8烘干筒、9滾筒篩、10產品。
具體實施方式
通過下述實施例將能夠更好地理解本發明。實施例I :生產本發明的腐植酸增效復混肥·將風化煤粉碎至80目，加入其重量10倍的濃度O. 3重量％氫氧化鈉溶液，加熱持續沸騰20分鐘后，進行離心分離，得到一種上清液，將上清液濃縮至其中的固形物含量為8重量％，即獲得腐植酸增效液A。將腐植酸增效液A與尿素按重量比6:62投入到尿素熔融罐中，在120°C的條件下充分熔融，得到一種腐植酸-尿素熔融液。造粒物料磷酸一銨、硫酸鉀、膨潤土與磷酸一氫鈣按照重量比18. 2 :24:10 :8. 6混合后投入到轉鼓造粒機中。然后，調節壓力泵的壓力至15個大氣壓，將前面制備的共融物以1000kg/h的流量噴涂到所述的造粒物料上，隨著造粒機轉動，形成復混肥料顆粒，再經過常規的烘干、冷卻和篩分過程，生產出配方為20-8-12的腐植酸增效復混肥。實施例2 :生產本發明的腐植酸增效復混肥將褐煤粉碎至100目，加入其重量12倍的濃度O. 5重量％氫氧化鉀溶液，加熱持續沸騰25分鐘后，進行離心分離，得到一種上清液，將上清液濃縮至其中的固形物含量為
O.5%，即獲得腐植酸增效液A。將腐植酸增效液A與尿素按1:32的比例投入到尿素熔融罐中，在110°C的條件下充分熔融，得到腐植酸尿素熔融液。造粒物料磷酸一銨、硫酸鉀、膨潤土與磷酸二氫鈣按照重量比32. 6:30:6. 5混合后，投入到轉鼓造粒機中。然后，調節壓力泵的壓力至12個大氣壓，將前面制備的共融物以800kg/h的流量噴涂到所述的造粒物料上，隨造粒機轉動，形成復混肥顆粒，再經過常規的烘干、冷卻和篩分過程，生產出配方為15-15-15的涂層腐植酸增效復混肥。實施例3 生產本發明的腐植酸增效復混肥將濃度為O. I重量％硫酸水溶液與腐植酸鈉按重量比3 :1混合，充分攪拌15分鐘后，進行離心分離，得到一種上清液，將上清液濃縮至固形物含量為O. 5重量％，得到腐植酸增效液B。將腐植酸增效液B與尿素按4:40的比例投入到尿素熔融罐中，在125°C的條件下充分熔融，得到腐植酸-尿素熔融液。
將造粒物料磷酸一銨、硫酸鉀、膨潤土、鈣鎂磷肥按21. 7:20:8:12的比例混合后投入到轉鼓造粒機中。然后，調節壓力泵的壓力至18個大氣壓，將前面制備的共融物以1200kg/h的流量噴涂到所述的造粒物料上，隨造粒機轉動，形成復混肥料顆粒，再經過常規的烘干、冷卻和篩分過程，生產出配方為20-10-10腐植酸增效復混肥。實施例4 生產本發明的腐植酸增效復混肥
將濃度為I重量％硝酸水溶液與腐植酸鉀按重量比6 I混合，充分攪拌12分鐘后，離心分離，得到一種上清液，將上清液濃縮至固形物含量為15重量％，得到腐植酸增效液B。將腐植酸增效液B與尿素按2:50的比例投入到尿素熔融罐中，在95°C的條件下充分熔融，得到一種腐植酸-尿素熔融液。造粒物料磷酸一銨、氯化鉀與膨潤土按照重量比21. 7:20:7混合后投入到轉鼓造粒機中。然后，調節壓力泵的壓力至24個大氣壓，將前面制備的共融物以1600kg/h的流量噴涂到所述的造粒物料顆粒上，隨造粒機轉動，在造粒物料顆粒表面形成一層涂層，再經過常規的烘干、冷卻和篩分過程，生產出配方為26-10-12的腐植酸增效復混肥。肥料試驗實施例利用田間試驗進行了本發明肥料的效果驗證，試驗結果表明，在等氮素養分量的條件下，本發明產品能明顯提高作物產量(14% )，提高了肥料利用率，是一種環境友好型肥料。產品的效果驗證試驗處理設置及結果如下試驗方案本發明肥料肥效驗證的田間試驗于山東禹城進行。試驗設置(I)CK :為對照，使用生產常規施肥方式，以普通復混肥(中國-阿拉伯化肥有限公司生產，N P2O5 K2O =15 15 15) 375kg/hm2作基肥，于玉米大口期再追施尿素(瑞星集團生產，N 46. 2%) 165kg/hm2 ；(2)HAF :施用本發明實施例 2 的肥料產品(N P2O5 K2O= 15 15 15)1045kg/hm2，氮素用量與對照相同，作基肥一次性施用。試驗小區面積為333. 3m2，每個處理3次重復，隨機排列。其它田間管理與當地農田管理相同。玉米成熟收獲后計產。試驗結果
權利要求
1.一種腐植酸增效復混肥，其特征在于它是由下述原料制成的，以重量份計 腐植酸增效液A或B Γ6份 尿素32 62份 造粒物料32飛7份 所述腐植酸增效液A是風化煤或褐煤原料用稀堿液在沸騰下進行提取，然后進行濃縮所得到的液體，所述液體中的固形物含量為5 15重量％ ;所述的稀堿液是濃度O. Γ0. 5重量％氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液； 所述腐植酸增效液B是讓濃度O. Γ1重量％硫酸或硝酸溶液與腐植酸鈉或腐植酸鉀進行混合，然后進行濃縮所得到的液體，所述液體中的固形物含量為5 15重量％ ； 所述的造粒物料是由磷酸一銨或磷酸二銨、硫酸鉀或氯化鉀、膨潤土和鈣粉根據肥料配方要求組成的粉狀混合物；所述的鈣粉是一種或多種選自磷酸一氫鈣、磷酸二氫鈣、鈣鎂磷肥或鋼渣磷肥的鈣粉。
2.根據權利要求I所述的腐植酸增效復混肥，其特征在于所述磷酸一銨或磷酸二銨、硫酸鉀或氯化鉀、膨潤土和鈣粉的細度為60目以上。
3.根據權利要求I所述的腐植酸增效復混肥，其特征在于所述風化煤或褐煤原料的粒度為80目以上。
4.根據權利要求I所述的腐植酸增效復混肥，其特征在于它是由下述原料制成的，以重量份計 腐植酸增效液A或B 2飛份 尿素36 56份 造粒物料36 58份。
5.根據權利要求I或2所述的腐植酸增效復混肥，其特征在于它是由下述原料制成的，以重量份計 腐植酸增效液A或B 3^4份 尿素42 50份 造粒物料42 52份。
6.一種腐植酸增效復混肥的制備方法，其特征在于該制備方法的步驟如下 I、腐植酸增效液的制備 將原料風化煤或褐煤粉碎至80目以上，得到一種煤粉，往所述的煤粉中加入其重量1(Γ12倍的稀堿液混勻后進行加熱至沸騰，接著固液分離，將得到的液體濃縮至固形物含量為O. 5^15重量％的濃縮液，該濃縮液為腐植酸增效液A ;所述的稀堿液是濃度O. Γ0. 5重量％氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液，或者 將濃度O. f I重量％硫酸或硝酸水溶液與腐植酸鈉或腐植酸鉀按重量比3飛I混合，攪拌均勻后，接著固液分離，將得到的液體濃縮至固形物含量為O. 5 15重量％的濃縮液，該濃縮液為腐植酸增效液B ； II、造粒物料的制備 將磷酸二銨或磷酸一銨、硫酸鉀或氯化鉀、膨潤土和鈣粉分別粉碎至粒度60目以上，然后按照肥料配方要求混合得到所述的造粒物料；所述的鈣粉是一種或多種選自磷酸一氫鈣、磷酸二氫鈣、鈣鎂磷肥或鋼渣磷肥的鈣粉；III、復混肥生產步驟 將I飛重量份在步驟I得到的腐植酸增效液與32飛2重量份尿素投入到尿素熔融罐中，在溫度95 125°C下充分熔融，然后將得到的熔融液噴到到32飛7重量份在步驟II得到的造粒物料上，利用轉鼓造粒工藝生產得到一種復混肥料； IV、干燥處理 將步驟III得到的復混肥料送到烘干機中進行烘干，然后篩分、冷卻、分裝，得到所述的腐植酸增效復混肥。
7.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在于在腐植酸增效液A制備步驟中，所述加熱沸騰時間是10 20分鐘。
8.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于在腐植酸增效液B制備步驟中，所述的攪拌時間是10 20分鐘。
9.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于在腐植酸增效液制備步驟中，所述的固液分離是離心分離或過濾分離。
10.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于在復混肥生產步驟中，壓力泵以12 30個大氣壓將所述的熔融液以流量80(T2000kg/h噴涂到在步驟II得到的造粒物料上。
全文摘要
本發明涉及一種腐植酸增效復混肥及其制備方法，該方法包括腐植酸增效液的制備、造粒物料的制備、涂布包膜層與烘干、篩分、冷卻等步驟。本發明的腐植酸增效劑的特點是微量高效，添加量低，對肥料的養分含量沒有影響，利于配方的調整；產能高、成本低、效果好等優點。本發明的涂層腐植酸增效復混肥通過抑制土壤脲酶活性提高氮肥利用率5~10個百分點，活化土壤中的磷、鉀和中微量元素，增強作物的吸收，具有緩釋性能優、養分當季利用率高、環境友好等特點，在具體的生產實踐中應用前景廣闊。
文檔編號C05G3/08GK102898254SQ201210445408
公開日2013年1月30日 申請日期2012年11月9日 優先權日2012年11月9日
發明者趙秉強, 袁亮, 李燕婷, 林治安, 溫延臣, 楊相東, 李娟 , 李日升, 梁愛新 申請人:中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所