专利名称：一种有机-无机复混肥料的制作方法
技术领域：
本发明属于农业肥料领域，涉及一种有机-无机复混肥料，特别涉及一种以褐煤 作为有机腐植酸来源的有机-无机复混肥料。
背景技术：
现在化肥对土壤的污染与危害愈来愈严重。比如氮肥对土壤的污染，据统计，氮肥 的利用率仅为30%左右，挥发损失率为20%左右，淋溶损失为10%左右，反硝化脱氮损失 为15%左右，地表径流、冲刷和随水流失率为15%左右，总损失在60%以上。所损失的氮素 离开土壤后将直接污染环境，从而又带来新的污染。另一方面，化肥对农产品的污染主要以水果、蔬菜为主，而水果、蔬菜的污染主要 为氮污染。目前影响水果、蔬菜产量、质量和生产成本的关键因素是肥料投入。施用氮肥虽 然能促进农作物生长，提高产量，但是施用过量的氮肥则会使农产品品质下降，并对人畜健 康造成潜在的危害。而现有农业生产存在的问题是有机肥不足，化肥使用量大，这样会加重 土壤板结程度和有害物质的积累。因此，世界各国开始研究有机-无机复混肥。腐植酸肥料就是一种有机无机复合肥。它以草炭，褐煤，风化煤等作为主要原料， 采用不同的生产方式，制成各种腐植酸盐，制取含有大量腐植酸和作物生长、发育所需的 氮、磷、钾及某些微量元素。腐植酸有无、机肥料的特点是将化学肥和腐植酸结合在一起。能够有效地改良土 壤的颗粒结构，确保植物生长过程中无机养分的供给，还可提高土壤中矿物质的利用率，活 化土壤中磷、钾元素，具有刺激植物生长，增加地温，提高植物抗旱能力，抑腐杀菌作用，是 绿色农业生产的重要组成部分。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种以褐煤作为有机腐植酸来源的有机-无机 复混肥料，褐煤经硝酸氧化后提取腐植酸，腐植酸的含量得到显著的提高，能够降低腐植酸 肥料生产成本，节约资源。本发明是通过以下技术方案来实现一种有机_无机复混肥料，包括褐煤硝化腐植物、无机肥料和造粒辅助剂，所述的 褐煤硝化腐植物为褐煤硝化腐植酸或褐煤硝化腐植酸盐；无机肥料包括氮源无机肥、磷源 无机肥和钾源无机肥；造粒辅助剂包括粘性调理剂，以及沙性物料和散性调理剂中的一种 或两种；其中，褐煤硝化腐植物的质量分数> 10%，氮磷钾含量总和的质量分数> 25%, 碳/氮的质量比为1 10 30，有机氮/无机氮的质量比为1 1 1.2，游离水的质量 分数彡10%。以质量比计，褐煤硝化腐植物无机肥料造粒辅助剂=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，分离得到的有机质当 中所包含的腐植酸，有机质当中的腐植酸的质量分数为50 85%。而黄腐酸作为腐植酸的 一种，在有机质当中的黄腐酸的质量分数为40 51%。所述的褐煤硝化腐植酸盐为褐煤硝化腐植酸铵盐、褐煤硝化腐植酸-尿素复合 物、褐煤硝化腐植酸-甲醛复合物中的一种或几种。所述的磷源无机肥为磷酸二氢铵、过磷酸钙、磷酸氢二铵的一种或几种。所述以磷酸二氢铵作为磷源无机肥时，粘性调理剂的质量分数为0. 8 1. 5% ；以 过磷酸钙作为磷源无机肥时，粘性调理剂的质量分数为1. 2 1. 8% ；以磷酸氢二铵作为磷 源无机肥时，粘性调理剂的质量分数为1. 0 1. 5%。所述的粘性调理剂为凹凸捧土、膨润土、白性粘土、高岭土、海泡石的一种或几种。所述的沙性物料为氯化钾、硫酸钾、氯化氨、硫酸氨中的一种或几种；所述的散性 调理剂为钙镁磷肥、草炭、鸡粪或粉煤灰。所述的有机-无机复混肥料制成球状颗粒，粒度大小为1. 00 4. 75mm的颗粒所 占的比例彡70%。与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果1)本发明提供的有机-无机复混肥料，营养结构合理。氮磷钾含量总和的质量分 数彡25%，有机腐植酸盐的质量分数彡10%，碳/氮的质量比为1 10 30，有机氮/无 机氮的质量比为1 1 1. 2 ；能够改善土壤养分状况、颗粒结构，满足作物生长需求。2)本发明提供的有机_无机复混肥料是以褐煤被硝酸在80 90°C氧化后，分离 得到的有机质当中所包含的腐植酸，作为腐植酸的来源。褐煤被硝酸氧化后引入硝基，能够 提取高活性、高含量、大交换溶量的腐植酸原料，褐煤硝酸氧化腐植酸含量从42%提高到了 85%，黄腐酸由12%提高到51%，显著提高了褐煤中腐植酸的利用率，明显降低了生产成 本，节约了褐煤资源。3)本发明将褐煤硝化腐植酸通过与氨水或碳酸铵反应生成褐煤硝化腐植酸铵盐， 或者与尿素反应形成腐植酸类尿素复合体，这样使得有机、无机肥料复合为一体，施用省工 省时，节约了施肥成本。本发明将腐植酸与甲醛反应形成缓释的褐煤硝化腐植酸-甲醛复合物，不但使得 养分控制释放或缓放，还可提高肥料利用率约20%。
具体实施例方式本发明提供一种以褐煤作为有机腐植酸来源的有机_无机复混肥料，通过硝酸氧 化褐煤，提取获得褐煤硝化腐植酸，以此作为有机来源；并对褐煤硝化腐植酸进行成盐和复 合体处理，使得有机、无机肥料复合为一体；再通过有机腐植酸含量和N、P、K营养比例的构 成来确定有机质与无机肥料的比例关系。下面结合具体实施对本发明做详细的说明，所述 是对本发明的解释而不是限定。本发明提供的有机-无机复混肥料，包括褐煤硝化腐植物、无机肥料和造粒辅助 剂，所述的褐煤硝化腐植物为褐煤硝化腐植酸或褐煤硝化腐植酸盐；无机肥料包括氮源无 机肥、磷源无机肥和钾源无机肥；造粒辅助剂包括粘性调理剂，以及沙性物料和散性调理剂 中的一种或两种；
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其中，褐煤硝化腐植物的质量分数> 10%，氮磷钾含量总和的质量分数> 25%, 碳/氮的质量比为1 10 30，有机氮/无机氮的质量比为1 1 1.2，游离水的质量 分数彡10%。根据GB18877-2002《有机一系机复混肥料》关于总养分含量的规定，将有机_无 机复混肥料分为低浓度复混肥和高浓度复混肥，即氮磷钾含量总和的质量分数> 15% (表 示为N-P2O5-K2O ^ 15% )为低浓度，氮磷钾含量总和的质量分数> 25%为高浓度。在有机-无机复混肥料当中，首先控制有机腐植物的含量，根据有机质当中褐煤 硝化腐植酸含量和预先设定的有机腐植酸需求比例，确定褐煤硝化有机质的用量；再根据 褐煤硝化有机质提供的N、P、K的量和预先设定的N、P、K需求比例，同时兼顾有机氮/无机 氮的比例、碳/氮的质量比，确定无机肥料的用量；最后根据造粒工艺，选择包括粘性调理 剂、沙性物料和散性调理剂的造粒辅助剂。在添加无机肥料时，主要考虑磷源无机肥，氮源无机肥、钾源无机肥可以按照常规 的无机肥料来添加。磷源无机肥为磷酸二氢铵、过磷酸钙、磷酸氢二铵的一种或几种。在采 用不同的磷源无机肥后，考虑到其可溶性的不同，所添加的粘性调理剂的比例不同，以便于 成粒的需要以磷酸二氢铵作为磷源无机肥时，粘性调理剂的质量分数为0. 8 1. 5% ；以 过磷酸钙作为磷源无机肥时，粘性调理剂的质量分数为1. 2 1. 8% ；以磷酸氢二铵作为磷 源无机肥时，粘性调理剂的质量分数为1. 0 1. 5%。一般低浓度植酸有机_无机复混肥当中，褐煤硝化有机质无机肥造粒辅助剂 的质量比例=1 (0.8 1.5) (0. 15 0.25)；高浓度植酸有机-无机复混肥时，褐煤 硝化有机质无机肥造粒辅助剂的质量比例=1 (2 3) (0. 08 0. 1)。造粒辅助剂当中，粘性调理剂为凹凸捧土、膨润土、白性粘土、高岭土、海泡石的一 种或几种，这些粘性调理剂为价格低廉，粘性较好的粉状材料；沙性物料为氯化钾、硫酸钾、 氯化氨、硫酸氨中的一种或多种；所述的散性调理剂为钙镁磷肥、草炭、鸡粪或粉煤灰。褐煤硝化腐植酸是褐煤被硝酸在80 90°C氧化后，分离得到的有机质当中所包 含的腐植物酸，经检测有机质当中的腐植酸的质量分数为50 85 %。褐煤硝化腐植酸的制 备具体为将体积浓度25 % 28 %的硝酸与褐煤按质量比为1 0. 3 0. 5的比例混合后 充分搅拌，80 90°C条件下反应24 36h，并用Na2CO3溶液吸收反应产生的尾气；反应完 成后过滤分离，得到包含褐煤硝化腐植酸的有机质沉淀，干燥后得到有机_无机肥料腐植 酸来源的褐煤硝化腐植酸，或者不进行干燥，对褐煤硝化腐植酸进行成盐反应。分离得到的沉淀当中的腐植酸，包括黄腐酸、黑腐酸和棕腐酸，是一类大分子无定 形芳香一脂肪族羟筌、羟酸的复杂化合物。黄腐酸是可溶于酸性、中性水溶液及丙酮、乙醇 中那部分腐植酸类物质，不含硝基。褐煤硝化腐植酸在有机质沉淀占的质量分数为50 85%，其中，黄腐酸的质量分数达到为40 51%。由于褐煤的质量对有机物料影响较大，一 般采用腐植酸含量> 50%的褐煤为宜(比如来源于山西灵石的褐煤)。形成褐煤硝化腐植酸铵盐的反应式表述为RC00H+NH3 — RCOONH4RCOOH+NH3HCO3 — RC00NH4+C02+H20上述反应中R表示腐植酸分子。具体过程为硝基腐植酸与氨水(或碳铵)反应，生成褐煤硝化腐植酸铵盐；反应时间为8小时，氨化温度50 55°C，在生产过程中可对褐 煤硝化后过滤分离的有机质沉淀不干燥，直接加入碳铵进行铵化成盐。形成褐煤硝化腐植酸_尿素复合物的反应式表述为rcooh (rh) +co (nh2) 2 — rc00nh4rc00nh2r (cooh) m+mh2nc0nh2 — r (c0hnc0nh2) m+mh20上述反应式r表示腐植酸分子，其中m表示羧基的数量和尿素的分子数量等。将 干燥后的褐煤硝化腐植酸粉末(简称NHA)、尿素、水混合，加热至50°C制成料浆物基质，充 分搅拌使NHA均勻地包裹在尿素颗粒周围，然后在95 105°C下干燥，冷却、筛分制得褐煤 硝化腐植酸_尿素复合物(简称UNHA)。形成褐煤硝化腐植酸_甲醛复合物的反应式表述为rconhconh2+ch2o — rconhconhch2oh
权利要求
一种有机 无机复混肥料，其特征在于，包括褐煤硝化腐植物、无机肥料和造粒辅助剂，所述的褐煤硝化腐植物为褐煤硝化腐植酸或褐煤硝化腐植酸盐；无机肥料包括氮源无机肥、磷源无机肥和钾源无机肥；造粒辅助剂包括粘性调理剂，以及沙性物料和散性调理剂中的一种或两种；其中，褐煤硝化腐植物的质量分数≥10％，氮磷钾含量总和的质量分数≥25％，碳/氮的质量比为1∶10～30，有机氮/无机氮的质量比为1∶1～1.2，游离水的质量分数≤10％。
2.如权利要求1所述的有机-无机复混肥料，其特征在于，以质量比计，褐煤硝化腐植 物无机肥料造粒辅助剂=1 (2 3) (0.08 0.1)。
3.如权利要求1所述的有机-无机复混肥料，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，分离得到的有机质当中所包含的腐植酸，有机质当中的腐植 酸的质量分数为50 85%。
4.如权利要求3所述的有机-无机复混肥料，其特征在于，有机质当中的黄腐酸的质量 分数为40 51%。
5.如权利要求1所述的有机_无机复混肥料，所述的褐煤硝化腐植酸盐为褐煤硝化腐 植酸铵盐、褐煤硝化腐植酸_尿素复合物、褐煤硝化腐植酸_甲醛复合物中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的有机-无机复混肥料，其特征在于，所述的磷源无机肥为磷酸二 氢铵、过磷酸钙、磷酸氢二铵的一种或几种。
7.如权利要求1所述的有机_无机复混肥料，其特征在于，以磷酸二氢铵作为磷源无 机肥时，粘性调理剂的质量分数为0. 8 1. 5% ；以过磷酸钙作为磷源无机肥时，粘性调理 剂的质量分数为1. 2 1. 8% ；以磷酸氢二铵作为磷源无机肥时，粘性调理剂的质量分数为 1. 0 1. 5%。
8.如权利要求1所述的有机-无机复混肥料，其特征在于，所述的粘性调理剂为凹凸捧 土、膨润土、白性粘土、高岭土、海泡石的一种或几种。
9.如权利要求1所述的有机-无机复混肥料，其特征在于，所述的沙性物料为氯化钾、 硫酸钾、氯化氨、硫酸氨中的一种或几种；所述的散性调理剂为钙镁磷肥、草炭、鸡粪或粉煤 灰。
10.如权利要求1所述的有机-无机复混肥料，其特征在于，所述的有机-无机复混肥 料制成球状颗粒，粒度大小为1. 00 4. 75mm的颗粒所占的比例> 70%。
全文摘要
本发明公开了一种有机-无机复混肥料，包括褐煤硝化腐植物、无机肥料和造粒辅助剂；其中，有机腐植物的质量分数≥10％，有机氮/无机氮的质量比为1∶1～1.2，碳/氮的质量比为1∶10～30，氮磷钾含量总和的质量分数≥25％，游离水的质量分数≤10％。利用褐煤经硝酸氧化后提取腐植酸原料，腐植酸、黄腐酸显著提高，能够降低腐植酸肥料生产成本，节约资源。该有机-无机复混肥料能够改善土壤养分状况、颗粒结构，满足作物生长需求。
文档编号C05F11/02GK101967072SQ20101025107
公开日2011年2月9日 申请日期2010年8月11日 优先权日2010年8月11日
发明者张林森, 李丙智, 王飞, 邢俊义, 陈伟星 申请人:西北农林科技大学;陕西昊威工贸有限公司