专利名称：一种盐碱地用肥料及其生产方法
技术领域：
本发明涉及盐碱地用肥料及其生产这种肥料的方法。
盐渍土分布很广，涉及世界五大洲，从热带到寒带的近百个国家和地区，据联合国科教文组织和粮农组织的不完全统计，全世界盐渍土面积约10亿公顷，对发展综合性农业具有很大的潜力。在我国，北自辽东半岛南至广西、广东、海南岛和台湾西海岸及南海诸群岛的滨海地带，以及大致沿淮河—秦岭—巴颜喀拉山—唐古拉山—喜马拉雅山一线的以北广袤的半干旱、干旱和漠境地带，凡地势相对低平而地面和地下径流汇集，出现滞缓的地区，几乎都分布有各种类型的盐渍土。在农区耕地中，存在总额不下一亿亩的各种类型盐渍土。由此可见，合理地开发利用盐渍土地资源的潜力在国民经济中，具有极为重要的生产意义。
盐渍土含有过多的可溶性盐类，它们会增高土壤溶液的渗透压而引起植物产生生理干旱，影响作物生长，碱土中的土壤胶体吸附有显著数量的交换性钠，增加土壤的碱度和恶化土壤物理性质，使作物受害。为此，人们在改造盐碱土时采取的措施主要包括两方面应用水利措施以排除土壤中过多的盐分及其在地表的累积，为植物创造正常的生长土壤环境；另一方面，运用农业生物措施改善土壤的物理、化学和生物性质，提高其肥力和抑制土壤返盐，即补充和提高土壤有机质和植物营养元素的累积量，以达到改良利用盐渍地的目的。
人们在运用农业生物措施改善盐碱土物理、化学和生物性质方面进行了一些探索，如CN1106407011公开了一种盐碱地水稻专用复合肥。该复合肥由尿素、硝铵或硫铵、磷酸二氢铵或磷酸一氢铵或普钙、石膏矿粉或磷石膏、糠醛渣与硫酸锌组成。这种肥料尽管有一定的效果，但是难以从根本上改善盐碱土的性质。
大量的研究工作证明，稀土元素对植物种子的萌发和根的生长具有特殊的效应；适当浓度稀土元素能够促进植物对养分的吸收、转化和利用；还证明稀土元素对植物的光合作用有明显的影响；稀土元素能增强作物的抗逆性和抗病性，因此，稀土不仅能提高作物的产量，还能改善其品质。
申请人惊奇地发现，将稀土元素化合物与化学肥料有机地结合起来使用，在盐碱地中会发挥出意料不到的效果，不仅可以获得农作物高产，而且还能改善盐碱土的物理、化学与生物性质。
这种发现构成了本发明的基础。
因此，本发明的目的在于提供一种用于盐碱地的肥料(俗称治碱灵)。
本发明的另一个目的在于提供一种上述肥料的生产方法。
本发明是通过在现有的普钙生产流程中加入稀土化合物各种原料这样实现的一种盐碱地用的肥料的生产方法，该方法包括磷矿石破碎、球磨、与硫酸混合、化成与熟化步骤，其特征在于在球磨和/或混合和/或化成步骤中加入稀土化合物、钙化合物和/或镁化合物，熟化后的产物与氮肥、钾肥和微量营养元素肥料按重量比48-65∶20-45∶8-16∶0.05-0.5混合便得到所述的肥料。
所述稀土化合物是混合稀土化合物或单稀土化合物，可以是混合稀土无机化合物或有机化合物、单稀土无机化合物或有机化合物，具体地是稀土氯化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐或醋酸盐，更具体地是氯化镧、硝酸镧、硫酸镧或碳酸镧，或者氯化铈、硝酸铈、硫酸铈、碳酸铈、醋酸镧或醋酸铈；所述稀土化合物还可以是混合稀土氧化物或单稀土氧化物，具体是氧化镧或氧化铈等。
优选地，稀土化合物是混合稀土化合物，具体地是稀土硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、混合稀土氧化物或单稀土氧化物。
更优选地，稀土化合物是稀土硝酸盐、混合稀土氧化物或单稀土氧化物。
所述的钙化合物是无机钙化合物或有机钙化合物，如氧化钙、氯化钙、硝酸钙、碳酸钙或石灰石、硫酸钙、氢氧化钙或醋酸钙。
优选地，所述的钙化合物是无机钙化合物，具体地是硝酸钙、碳酸钙、硫酸钙或氯化钙。
更优选地，钙化合物是碳酸钙或硝酸钙。
所述的镁化合物是无机镁化合物或有机镁化合物，具体地是氧化镁、氯化镁、硝酸镁、碳酸镁、硫酸镁、氢氧化镁或醋酸镁。
优选地，所述的镁化合物是无机镁化合物，具体地是硝酸镁、碳酸镁、硫酸镁或氯化镁。
更优选地，镁化合物是碳酸镁或硝酸镁。
所述稀土化合物、钙化合物与镁化合物的加入量以磷矿石重量计分别为0.16-2.5％、1.5-40％与1.5-40％。
优选地，所述稀土化合物、钙化合物与镁化合物的加入量以磷矿石重量计分别为0.16-1.6％、1.5-32％与1.5-32％。
更优选地，所述稀土化合物、钙化合物与镁化合物的加入量以磷矿石重量计分别为0.2-1.4％、1.5-24％与1.5-24％。
所述的氮肥是氯化铵、硝酸铵、碳酸氢铵、硫酸铵或尿素。
所述的钾肥是氯化钾、硝酸钾、硫酸钾或磷酸二氢钾。
所述微量营养元素肥料是肥料中通常使用的微量元素肥料，具体地是锌、铜、锰、钼与硼化合物，如硫酸锌、氧化锌或碳酸锌；硫酸铜或黄铜矿；硫酸锰、氧化锰、氯化锰或二氧化锰；钼酸铵、钼酸钠或三氧化钼；硼砂、硼酸或硼酸钠。所述锌、铜、锰、钼与硼化合物的重量比为2-5∶0.1-0.5∶0.2-1.0∶0.1-0.5∶0.2-1.0。
一种采用上述方法制备的肥料，其特征在于该肥料含有以肥料重量计氮10-14％、磷(以P2O5表示)8％-10％、钾(以K2O计)4-7％、稀土(以氧化物计)0.05％-0.60％与微量营养元素0.05-0.4％。
下面将详细地描述本发明的实施方案。
本发明利用硫酸分解磷矿石和稀土元素化合物等制造含有稀土元素的肥料。
磷矿石(以P2O5计磷含量为28％-35％)首先经破碎，控制粒度在30毫米以下，送至储料斗，由喂料机按一定的速度进球磨机加水湿磨，把磷矿石磨成含水量为约28％以上的矿浆。研磨后的矿浆从磨机尾部溢流进入振动筛，筛余大颗粒返回磨机，过筛的矿浆与浓度为93％至98％浓硫酸分别计量后流入混化室。硫酸与磷矿石是液固两相反应，如矿石粉越细反应就越快，越完全，这样可缩短混合、化成和熟化时间，可获得较高的转化率。如矿石粉末太粗，因硫酸钙的包裹作用而使矿石分解不完全，然而矿粉过细必然降低粉碎设备的生产能力，同时增加电耗和矿粉的生产成本，因此，研磨时应控制磷矿石粒度为100目占90-95％。每100重量份磷矿石需加入50-60重量份93-98％硫酸。
所述的硫酸一般是工业硫酸，但如其他化工工艺过程中排出的大量废硫酸也可以使用，这样不但可以降低该磷肥的生产成本，还可以综合利用资源和减少环境污染，但必须控制废酸中含有对农作物有害的杂质，如杂质含量高就不能采用，对于杂质含量低而硫酸浓度也低的废酸，可与工业硫酸掺合起来使用。
磷矿石浆体与硫酸混合1-2分钟，混匀后再送入化成室，物料在化成室中停留时间通常是0.5-1小时。物料在化成室内的温度可高达110-130℃，降低温度有利于磷酸二氢钙结晶，因此化成时间不能太长。
由化成室卸出的物料再进入熟化仓，其物料温度为80-90℃，物料熟化温度应根据磷矿石分解难易程度，杂质含量及其工艺条件来确定，通常的熟化温度为30-80℃，如熟化温度过低，使反应速度减缓，水分蒸发减少，必然延长熟化时间，显然是不利的，因此，通常需根据熟化温度进行翻堆。
熟化前期，游离酸下降和转化率提高比较快，以后逐渐缓慢，最后基本不变，通常熟化时间7-10天。
在上述的本发明方法中，稀土化合物、钙化合物与镁化合物可在球磨和/或混合和/或化成步骤中加入。
所述稀土化合物是混合稀土化合物或单稀土化合物，可以是混合稀土无机化合物或有机化合物、单稀土的无机化合物或有机化合物，具体地是稀土氯化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐或醋酸盐，更具体地是氯化镧、硝酸镧、硫酸镧、碳酸镧、氯化铈、硝酸铈、硫酸铈、碳酸铈、醋酸镧或醋酸铈；所述稀土化合物还可以是混合稀土氧化物或单稀土氧化物，具体是氧化镧或氧化铈等。
优选地，稀土化合物是混合稀土化合物，具体地是稀土硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、混合稀土氧化物或单稀土氧化物。
更优选地，稀土化合物是稀土硝酸盐、混合稀土氧化物或单稀土氧化物。
所述的钙化合物是无机钙化合物或有机钙化合物，如氧化钙、氯化钙、硝酸钙、碳酸钙或石灰石、硫酸钙、氢氧化钙或醋酸钙。
优选地，所述的钙化合物是无机钙化合物，具体地是硝酸钙、碳酸钙、硫酸钙或氯化钙。
更优选地，钙化合物是碳酸钙或硝酸钙。
所述的镁化合物是无机镁化合物或有机镁化合物，具体地是氧化镁、氯化镁、硝酸镁、碳酸镁、硫酸镁、氢氧化镁或醋酸镁。
优选地，所述的镁化合物是无机镁化合物，具体地是硝酸镁、碳酸镁、硫酸镁或氯化镁。
更优选地，镁化合物是碳酸镁或硝酸镁。
所述稀土化合物、钙化合物与镁化合物的加入量以磷矿石重量计分别为0.16-2.5％、1.5-40％与1.5-40％。
优选地，所述稀土化合物、钙化合物与镁化合物的加入量以磷矿石重量计分别为0.16-1.6％、1.5-32％与1.5-32％。
更优选地，所述稀土化合物、钙化合物与镁化合物的加入量以磷矿石重量计分别为0.2-1.4％、1.5-24％与1.5-24％。
熟化后的产物再与氮肥、钾肥与微量营养元素肥料按重量比48-65∶20-45∶8-16∶0.05-0.5混合，便得到所述的肥料，
所述的氮肥是氯化铵、硝酸铵、碳酸氢铵、硫酸铵或尿素，所述的钾肥是氯化钾、硝酸钾、硫酸钾或磷酸二氢钾。
所述微量营养元素肥料是肥料中通常使用的微量元素肥料，具体地是锌、铜、锰、钼与硼化合物，如硫酸锌、氧化锌或碳酸锌；硫酸铜或黄铜矿；硫酸锰、氧化锰、氯化锰或二氧化锰；钼酸铵、钼酸钠或三氧化钼；硼砂、硼酸或硼酸钠。所述锌、铜、锰、钼与硼化合物的重量比为2-5∶0.1-0.5∶0.2-1.0∶0.1-0.5∶0.2-1.0。
一种采用上述方法制备的肥料，其特征在于该肥料含有以肥料重量计氮10-14％、磷(以P2O5计)8％-10％、钾(以K2O计)4-7％、稀土元素(以氧化物计)0.05％-0.60％和微量营养元素0.05-0.40％。
在本发明肥料生产中使用的设备均是普通过磷酸钙生产使用的设备。
本发明具有下列积极效果1、本发明的肥料经在华北、东北、宁夏、新疆等地试验，在盐碱地上施用效果甚佳。与等价的美国磷铵相比，棉花、油葵经济作物增产幅度比对照高50％以上，玉米、水稻、小麦等粮食作物产量增产幅度比对照高一倍，蔬菜水果更高。与普钙相比，也具有同样的效果。
2、本发明的肥料具有改良土壤的积极作用。经大量盐碱地试验证实，施用本发明肥料后，作物根系特别发达，与磷铵和普钙相比，作物根量可增加1-2倍，由于根系分泌大量的有机物，根际微生物非常活跃，用肉眼可以观察到土壤中出现大量的菌丝体，而对照肥料是很难发现的。因此，施用本发明肥料之后，土质松软，有机质与微生物大量增加，这样提高了土壤肥力，改善了土壤的物理、化学和生物性质。
3、在盐碱地上施用本发明肥料可促进作物根系发达，还增强了作物的光合作用，作物植株生长强壮，与磷铵、普钙相比，植株平均高20％以上，因此作物对于干早、高温、低温、盐碱、病虫害之类的不良环境具有很强的抵抗能力，即提高了作物的抗逆性。
4、经各地在盐碱地上施用证实，施用本发明肥料可以改善果实的品质。如使苹果的VC含量总糖含量增加，可促进果实着色和早熟，如草莓可提早成熟15天以上，还可以使玉米的品质(如蛋白质含量)改善，产量提高。
下面结合实施例更详细地说明本发明实施例1首先称取1吨P2O5含量为28％(重量)的磷矿石，采用磷肥工业中通常使用的破碎机将磷矿石破碎到30毫米以下，送至储料斗，由喂料机加入球磨机加水湿磨，其加水量以使磷矿石矿浆含水量为28％(重量)，研磨后矿浆从磨机尾部溢流进入振动筛，筛余大颗粒返回磨机，过筛的矿石粒度达到100目占95％。过筛的矿浆再与浓度为98％硫酸一起进入混化室，硫酸加入量为580公斤98％硫酸，同时加入3.6公斤氯化稀土、36公斤硝酸钙与36公斤硝酸镁。
磷矿石浆体与硫酸混合1分钟，混匀后再送入化成室，物料在化成室中停留时间是0.5小时。物料在化成室内的温度可达到110℃。
由化成室卸出的物料再进入熟化仓，采用翻堆的方法使其物料温度保持在80℃，熟化时间为8天。经化学分析，该产物含磷(以P2O5计)为15.2％(重量)、稀土元素(以氧化物计)为0.10％(重量)。
然后取尿素、上述制备的产品、硫酸钾与微量营养元素肥料，其中所述微量营养元素肥料为七水硫酸锌、五水硫酸铜、硫酸锰、钼酸铵和硼砂，它们以无水盐形式计重量比为3∶0.1∶0.2∶0.1∶0.2，按重量比28∶58∶14∶0.1混合制得13-9-6的产品。
经盐碱地田间试验结果表明，与等价磷铵相比，施用本发明肥料时水稻的增产幅度比对照高112％。
实施例2该实施例实施步骤与实施例1相同，但是使用8.0公斤硝酸稀土化合物、80公斤碳酸钙和80公斤硝酸镁。
经化学分析，该产物含磷(以P2O5计)为16.0％(重量)、稀土元素(以氧化物计)为0.15％(重量)。
然后取硝酸铵、上述制备的产物、氯化钾与微量营养元素肥料，其中所述的微量营养元素肥料为七水硫酸锌、五水硫酸铜、氧化锰、钼酸钠和硼酸，它们以无水形式计重量比为4∶0.2∶0.2∶0.2∶0.2，按重量比40∶50∶10∶0.2混合制得12-8-5的产品。
经盐碱地田间试验，结果表明，与等价磷铵相比，从玉米长势来看，玉米单株高增力20％，从产量来看，施用本发明肥料增产幅度比对照高104％。
实施例3该实施例实施步骤与实施例1相同，但是使用10.0公斤硫酸稀土化合物、150公斤氯化钙和150公斤氧化镁。
经化学分析，该产物含磷(以P2O5计)为15.5％(重量)、稀土元素(以氧化物计)为0.21％(重量)。
然后取硝酸铵、上述制备的产物、氯化钾与微量营养元素肥料，其中所述的微量营养元素肥料为氧化锌、五水硫酸铜、硫酸锰、钼酸铵和硼酸，它们以无水形式计重量比为3∶0.3∶0.2∶0.2∶0.5，按重量比40∶51∶9∶0.3混合制得12-8-5的产品。
经盐碱地田间试验，结果表明，与等价普钙相比，小麦增产幅度比对照高105％。此外，小麦中蛋白质含量也有明显提高。
实施例4该实施例实施步骤与实施例1相同。但是使用16.0公斤碳酸稀土化合物，240公斤氧化钙和240公斤醋酸镁。此外，硫酸加入量是1吨P2O5含量为28％(重量)的磷矿石为580公斤98％硫酸，其在化成室中停留时间为0.9小时，熟化时间为10天，这样制得的产品，经化学分析，该产物含磷(以P2O5计)为14.7％(重量)、稀土元素(以氧化物计)为0.44％(重量)。
然后取尿素、上述制备的产物、硫酸钾与微量营养元素肥料，其中所述的微量营养元素肥料为七水硫酸锌、五水硫酸铜、硫酸锰、钼酸铵和硼砂，它们以无水形式计重量比为3∶0.2∶0.4∶0.3∶0.3，按重量比26∶53∶11∶0.2混合制得12-8-5的产品。
经盐碱地田间试验，结果表明，与等价普钙相比，蔬菜增产幅度比对照高155％。
实施例5该实施例实施步骤与实施例1相同，但是使用25公斤醋酸稀土化合物，250公斤硫酸钙与250公斤氯化镁。此外，硫酸加入量是1吨P2O5含量28％(重量)的磷矿石为580公斤98％硫酸，其在化成室中停留时间为1小时，熟化时间为10天，这样制得的产品，经化学分析，该产品含磷(以P2O5计)为14.0％(重量)、稀土元素(以氧化物计)为0.38％(重量)。
然后采用氯化铵、上述制备的产物、硫酸钾与微量营养元素肥料，其中所述的微量营养元素肥料为氧化锌、五水硫酸铜、硫酸锰、钼酸铵和硼酸，它们以无水形式计重量比为3∶0.3∶0.2∶0.2∶0.5，按重量比28∶58∶14∶0.4混合制得13-8-6的产品。
经盐碱地田间试验结果表明，与等价的磷铵相比，小麦增产幅度比对照高101％。
权利要求
1.一种盐碱地用肥料的生产方法，该方法包括磷矿石破碎、球磨，与硫酸混合、化成与熟化步骤，其特征在于在球磨和/或混合和/或化成步骤中加入稀土化合物、钙化合物和/或镁化合物，所述稀土化合物是混合稀土无机化合物或有机化合物，单稀土无机化合物或有机化合物，所述稀土化合物、钙化合物与镁化合物的加入量以矿石重量计分别为0.16-2.5％、1.5-40％与1.5-40％，熟化后的产物与氮肥、钾肥与微量营养元素肥料按重量比48-65∶20-45∶8-16∶0.05-0.5混合便得到所述的肥料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的稀土化合物是稀土氯化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、醋酸盐、混合稀土氧化物或单稀土氧化物。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的稀土化合物是稀土硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、混合稀土氧化物或单稀土氧化物。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的稀土化合物是氯化镧、硝酸镧、硫酸镧、碳酸镧、氯化铈、硝酸铈、硫酸铈、碳酸铈、醋酸镧或醋酸铈、氧化镧或氧化铈。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的钙化合物是氧化钙、硝酸钙、硫酸钙、氯化钙、碳酸钙或石灰石、氢氧化钙或醋酸钙。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的镁化合物是氧化镁、氯化镁、硝酸镁、碳酸镁、硫酸镁、氢氧化镁或醋酸镁。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述稀土化合物、钙化合物与镁化合物的加入量以磷矿石重量计分别为0.16-1.6％、1.5-32％与1.5-32％。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述稀土化合物、钙化合物与镁化合物的加入量以磷矿石重量计分别为0.2-1.4％、1.5-24％与1.5-24％。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的氮肥是氯化铵、硝酸铵、碳酸氢铵、硫酸铵或尿素。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的钾肥是氯化钾、硝酸钾、硫酸钾或磷酸二氢钾。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的微量营养元素肥料是硫酸锌、氧化锌或碳酸锌；硫酸铜或黄铜矿；硫酸锰、氧化锰、氯化锰或二氧化锰；钼酸铵、钼酸钠或三氧化钼；硼砂、硼酸或硼酸钠。
12.根据权利要求1-11所述方法生产的肥料，其特征在于该肥料含有以肥料重量计氮10-14％、磷(以P2O5计)8-10％、钾(以K2O计)4-7％、稀土元素(以氧化物计)0.05％-0.60％与微量营养元素0.05-0.4％。
全文摘要
本发明涉及盐碱地用的肥料及其生产方法,该方法包括磷矿石破碎、球磨、与硫酸混合、化成与熟化步骤,在球磨和/或混合和/或化成步骤加入稀土化合物、钙化合物和/或镁化合物,熟化后的产物与氮肥、钾肥和微量营养元素肥料混合,便得到本发明的肥料。采用本发明方法生产的肥料在盐碱地上施用效果甚佳,具有改良土壤积极作用,可大大提高果实产量,改善果实品质,还增强了农作物的抗逆性。
文档编号C05G1/00GK1257854SQ9911744
公开日2000年6月28日 申请日期1999年12月10日 优先权日1999年12月10日
发明者牟清泉, 牟兰 申请人:牟清泉, 牟兰