专利名称：一种沙化地用肥料及其生产方法
技术领域：
本发明涉及沙化地用肥料及其生产这种肥料的方法。
漠境地区约占我国总面积的五分之一，包括新疆、甘肃、内蒙古、青海与宁夏等省(区)的一部分或大部分。这些地区干旱少雨，蒸发强烈，沙化严重，土壤共有的特性是质地粗松、pH高，富含碳酸钙、有机质及有效养分不足，在一定程度上影响了土壤生产力的提高。但这些地区日照长、热量足，如有丰富的冰雪水和地下水资源，如有适用的肥料，这些地区的农业会有非常迅速的发展。
尽管人们努力寻求开发这一地区农业，但未取得实质性进展。
申请人为此作了大量的调查研究工作，发现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，在沙化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沙化地的肥料(俗称盐碱灵)。
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等各种原料这样实现的一种沙化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、钾肥和有机肥按重量比45-60∶22-40∶8-14∶6-14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％、1.5-4.0％、1.5-4.0％。
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％、1.5-3.2％、1.5-3.2％。
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％、1.5-2.4％、1.5-2.4％。
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。
所述的有机肥可以是腐质酸、草炭、垃圾肥、人畜粪肥、秸杆肥等。
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)为8％-10％、钾(以K2O计)4-7％与稀土(以氧化物计)为0.05％-0.60％。
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，越安全，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，使反应速度缓慢，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个稀土化合物，可以是混合稀土无机化合物或有机化合物、单个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，更具体地是或氯化镧、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％、1.5-4.0％、1.5-4.0％。
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％、1.5-3.2％、1.5-3.2％。
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％、1.5-2.4％、1.5-2.4％。
熟化后的产物再与氮肥、钾肥、有机肥按重量比45-60∶22-40∶8-14∶6-14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。
所述的有机肥可以是腐质酸、草炭、垃圾肥、人畜粪肥、秸杆肥等。
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(P2O5计)8％-10％、钾(以K2O计)4-7％与稀土元素(以氧化物计)0.05％-0.60％。
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，在沙化地上施用效果甚佳。与等价的美国磷铵相比，棉花、油菜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。经大量沙化地试验证实，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、在沙化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，因此作物对于干旱、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、经各地在沙化地上施用证实，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、硫酸钾与有机肥按重量比26∶54∶12∶8混合制得12-8-5的产品。
经沙化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108％。
实施例2该实施例实施步骤与实施例相同，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)。
然后取尿素、上述制备的产物、氯化钾与有机肥按重量比26∶50∶10∶14混合制得12-8-5的产品。
经沙化地田间试验，结果表明，与等价磷铵相比，从玉米长势来看，玉米平均株高比对照高12％，从产量来看，施用本发明肥料增产幅度比对照高100％。
实施例3该实施例实施步骤与实施例相同，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)。
然后取尿素、上述制备的产物、氯化钾与有机肥按重量比26∶52∶10∶12混合，制得12-8-5的产品。
经沙化地田间试验，结果表明，与等价普钙相比，小麦增产幅度比对照高101％。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、硫酸钾与有机肥按重量比26∶54∶10∶10混合，制得12-8-5的产品。
经沙化地田间试验，结果表明，与等价普钙相比，蔬菜增产幅度比对照高140％。
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)。
然后采用尿素、上述制备的产物、硫酸钾与有机肥按重量比26∶56∶11∶7混合，制得12-8-5的产品。
经沙化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105％。
权利要求
1.一种沙化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％、1.5-4.0％与1.5-4.0％，熟化后的产物与氮肥、钾肥和有机肥按重量比45-60∶22-40∶8-14∶6-14混和便得到所述的肥料。
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、混合稀土氧化物和单稀土氧化物。
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、混合稀土氧化物和单稀土氧化物。
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％、1.5-3.2％、1.5-3.2％。
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％、1.5-2.4％、1.5-2.4％。
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1-10所述的方法，其特征在于有机肥是腐质酸、草炭、垃圾肥、人畜粪肥或秸杆肥。
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该肥料重量计氮10-14％、磷(P2O5计)8-10％、钾(以K2O计)4-7％与稀土元素(以氧化物计)0.05％-0.60％。
全文摘要
本发明涉及沙化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、钾肥和有机肥混合,便得到本发明的肥料。采用本发明方法生产的肥料在沙化地上施用效果甚佳,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C05G1/00GK1258662SQ9911739
公开日2000年7月5日 申请日期1999年11月30日 优先权日1999年11月30日
发明者牟清泉, 牟兰 申请人:牟清泉, 牟兰