专利名称：一种风化煤活化型有机无机复混肥料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种有机无机复混肥料及其制备方法，尤其涉及风化煤活化型的有机无机复混肥料及其制备方法。
背景技术：
有机无机复混肥料，使有机与无机相结合，既发挥了有机肥在改良土壤的优点，又克服了有机肥养分含量低，供肥能力弱的缺点，在改良土壤、增加作物产量，改善作物品质方面发挥了重要作用，到2007年底，我国有机无机复混肥料的产销量达到650万吨。有机无机复混肥料在施用中也发现了一些问题。由于我国风化煤资源丰富，价格低廉，而且加工性能好，故我国高浓度的有机无机复混肥料中的有机成分主要是未经活化的风化煤。未经活化的风化煤与常规的畜禽粪便、植物秸秆发酵制得的有机物料相比，存在水溶性腐殖酸(煤炭领域又称腐植酸)含量低，生物活性差的问题，而且微量元素含量不足。在农业上的应用也发现，与等养分投入的无机肥料相比，采用未活化的风化煤生产的有机无机复混肥料的改土效果以及生物效应不明显。风化煤中含有丰富的腐植酸，总腐植酸含量一般在50wt%以上，但水溶性腐植酸含量一般在左右，极少数能够达到3wt%。在改良土壤、促进作物生长、提高肥料利用率方面水溶性腐植酸的作用非常关键，因此对风化煤进行活化提高水溶性腐植酸的含量成为提升风化煤型有机无机应用效果的有效途径。目前国内有关风化煤活化主要采用碱化活化的方法，风化煤中的腐植酸为多元有机酸能够与碱反应生成可溶性的腐植酸盐。采用碱化活化的相关文件有CN1400197A、 CN101152987A、CN1014^072A，现有技术方案主要采用氢氧化钾、碳酸钾等碱性较强且价格较高的碱性物质，存在着成本高，残留的未反应的碱容易造成烧苗的问题，而且工艺复杂需要制成活化剂或料浆，即使采用价格便宜且碱性较弱的氨水活化也存在由于在肥料烘干阶段腐植酸铵的高温分解导致的活化效果不稳定的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种风化煤活化型有机无机复混肥料及其制备方法。本发明的风化煤活化型有机无机复混肥料活化工艺简单，成本低、活化效果稳定、水溶性腐植酸含量高、生物活性强、养分利用率高，为改良土壤、促进作物生长、提高农作物产量和品质提供技术支持。本发明的技术方案如下一种风化煤活化型有机无机复混肥料，是由以下重量份的原料制备而成
风化煤，以干基计，25-40份
碳酸氢盐1-2份
尿素18-25份磷肥10-16份
钾肥15-25份
微量元素肥2-3份；所述碳酸氢盐为碳酸氢钠、碳酸氢钾之一或组合；先将碳酸氢盐配制成浓度为15-30wt%的溶液喷洒到风化煤上，搅拌均勻放置 M-72小时，再与粉碎的尿素、磷肥、钾肥、微量元素肥混合均勻，按现有技术圆盘造粒或转鼓造粒。根据本发明，优选的，一种风化煤活化型有机无机复混肥料，是由以下重量份的原料制备而成
风化煤26-30 份碳酸氢盐1-2份尿素20-25份磷肥12-16 份钾肥20-24份微量元素肥2-3 份。所述风化煤为细度80-200目、总腐植酸含量彡70wt%、含水量彡30wt%的风化煤，优选的，所述风化煤为细度100-150目、总腐植酸含量> SOwt %、含水量< 25wt%的风化煤，市场购得。优选的，所述的碳酸氢盐为碳酸氢钠与碳酸氢钾重量比(1-2) 1的组合。所述的尿素为小颗粒尿素，粒径2_3mm。市场购得。所述磷肥为磷酸二铵或磷酸二铵与磷酸一铵的组合，优选的，所述的磷肥为磷酸二铵与磷酸一铵重量比(1.2-2.0) 1的组合。所述钾肥为粉末状的硫酸钾或氯化钾。所述微量元素肥为硼砂、钼酸铵之一或组合，优选的，所述的微量元素肥为硼砂与钼酸铵重量比(1. 9-2. 9) 0. 1的组合。进一步优选的，一种风化煤活化型有机无机复混肥料，是由以下重量份的原料制备而成风化煤沈份，碳酸氢钠与碳酸氢钾重量比(1-2) 1的组合1-2份，尿素20-25 份，磷酸二铵与磷酸一铵重量比(1. 2-2) 1的组合12-16份，硫酸钾或氯化钾20- 份， 硼砂与钼酸铵(1. 9-2. 9) 0.1重量比的组合2-3份。本发明还以实施例1、实施例2的风化煤活化型有机无机复混肥料作为优选方案。根据本发明，一种风化煤活化型有机无机复混肥料的制备方法，步骤如下按配比，先将碳酸氢盐配制成浓度为15-30wt%溶液，然后均勻喷洒到风化煤上， 利用混合机边喷边搅拌，停喷待搅拌均勻后放出，堆成底宽1. 8-2. 5米，高0. 9-1. 2米的条形垛，覆盖一层塑料薄膜，放置M-72小时，再与粉碎的尿素、磷肥、钾肥、微量元素肥混合， 加入粘合剂8-12份圆盘造粒或转鼓造粒，经烘干、冷却、筛分、包装制得。根据上述制备方法，优选的，先将碳酸氢盐配制成浓度为15-20wt%溶液，然后均勻喷洒到风化煤上。根据上述制备方法，优选的，所述的粉碎是指粉碎到物料细度为40-60目。根据上述制备方法，优选的，所述烘干用的烘干机入口温度控制在180°C -280 出口温度85-90°C。根据上述制备方法，优选的，所述造粒用粘结剂为膨润土、凹凸棒土之一或组合， 进一步优选的，所述的粘结剂为膨润土与凹凸棒土重量比(1.0-2.0) 1的组合。本发明所用原料均可市场购得。本发明利用碳酸氢钠或碳酸氢钾或其组合在有水的条件下能够与风化煤中游离的腐植酸发生反应，生成可溶的腐植酸钠或腐植酸钾或两者的混合物，提高了风化煤中水溶性腐植酸的含量；此外，在烘干阶段未反应的碳酸氢钠或/和碳酸氢钾在高温条件下与钙、镁固定的腐植酸发生反应，生成难溶的碳酸钙和氢氧化镁，同时生成可溶的腐植酸钠或腐植酸钾或两者的混合物，进一步提高了风化煤中水溶性腐植酸的含量。克服了由于采用氢氧化钾、碳酸钾等碱性较强且价格较高的碱性物质，存在的成本高，残留的未反应的碱容易造成烧苗的问题，以及工艺复杂需要制成活化剂或料浆的问题，采用氨水尽管价格便宜、 碱性较弱，但存在活化效果不稳定的问题本发明的优点是，风化煤活化效果好，水溶性腐植酸含量高，生物活性强，能够刺激作物生长，促进养分吸收，肥料利用率高，肥效长，改土增产效果明显。此外，本发明还具有制备工艺简单，成本低，适合快速、大规模生产的优点。本发明提供的风化煤活化型有机无机复混肥料，实现了有机与无机相结合，既能改良土壤，又能提供养分，而且还有一定的缓释、促生、抗逆的效果，可广泛应用于各种作物和各类土壤。
图1是风化煤活化的不同阶段水溶性腐植酸含量的对比。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不仅限于此。实施例中所用原料说明如下风化煤，新疆神东天隆腐植酸科技有限公司产，细度约100目，含水量约20wt%， 总腐植酸含量为83. 6wt%，水溶性腐植酸含量为1. 2wt% ；碳酸氢钠，山东海化集团有限公司产，工业级，纯度≥99%，细度≥80目；碳酸氢钾，山西文诚化工有限公司产，工业级，纯度≥ 98. 5%，细度≥ 40目小颗粒尿素，山东明水大化集团、中化平原化肥厂产；粒径2mm ；磷酸一铵，云南云天化国际化工股份有限公司产，粉末状，总养分≥55% ；磷酸二铵，云南云天化国际化工股份有限公司产，颗粒状，总养分≥64% ；硫酸钾，山东海化集团有限公司产，粉末状，总养分≥ 50% ；氯化钾，青海格尔木铁源钾镁有限公司产，粉末状，总养分≥ 60% ；硼砂，营口硼盛精细化工有限公司产，不含结晶水，纯度98% ；钼酸铵(七钼酸铵)，鹤山市沃得钨钼实业有限公司产，三氧化钼含量≥81. 0%。
实施例中所用原料的量均为重量份。实施例1 风化煤活化型有机无机复混肥料，原料按重量份组成如下风化煤(干基)沈份，尿素25份，碳酸氢钠0. 6份，碳酸氢钾0. 4份，磷酸一铵6份，磷酸二铵8份，硫酸钾M份，硼砂1. 9份，钼酸铵0. 1份。按配比，先将碳酸氢钠和碳酸氢钾溶于4份水中，配制成浓度为20wt%溶液，然后将该溶液完全喷洒到风化煤上，利用混合机边喷边搅拌，停喷、搅拌均勻后放出，堆成底宽2 米，高1米的条形垛，覆盖一层塑料薄膜，放置30小时，再与粉碎后的尿素、磷酸一铵、磷酸二铵、硫酸钾、硼砂、钼酸铵混合，加入8份粘合剂，粘合剂为膨润土与凹凸棒土 1 1重量比的组合，混均后采用圆盘造粒，经烘干、冷却、筛分、包装制得总养分> 30% (N-P2O5-K2O, 12-6-12)风化煤活化型有机无机复混肥。所用烘干机的入口温度控制在180°C 220°C，出口温度85 87°C。实施例2 风化煤活化型有机无机复混肥料，原料按重量份组成如下风化煤(干基)30份，尿素25份，碳酸氢钠0. 6份，碳酸氢钾0. 4份，磷酸一铵6份，磷酸二铵8份，氯化钾20份，硼砂1. 9份，钼酸铵0. 1份。按配比，先将碳酸氢钠和碳酸氢钾溶于5份水中，配制成浓度为16. 7wt%溶液，然后按实施例1的方法制得总养分> 30% (N-P2O5-K20,12-6-12)风化煤活化型有机无机复混肥。所用烘干机的入口温度控制在200°C _260°C，出口温度86-88°C。实施例3 风化煤活化型有机无机复混肥料，原料按重量份组成如下风化煤(干基)35份，尿素21份，碳酸氢钠0. 6份，碳酸氢钾0. 4份，磷酸一铵5份，磷酸二铵6份，硫酸钾20份，硼砂1. 9份，钼酸铵0. 1份，先将碳酸氢钠和碳酸氢钾溶于5份水中，配制成浓度为16. 7wt%溶液，然后将此溶液完全喷洒到35份风化煤上，利用混合机边喷边搅拌，停喷待搅拌均勻后放出，堆成底宽约2米，高约1米的条形垛，覆盖一层塑料薄膜，放置48小时，再与粉碎后的尿素、磷酸一铵、磷酸二铵、硫酸钾、硼砂和钼酸铵混合，加入粘合剂5份膨润土和5份凹凸棒土，混均后采用转鼓造粒，经烘干、冷却、筛分、包装制得总养分彡25% (N-P2O5-K20,10-5-10)风化煤活化型有机无机复混肥。烘干机的入口温度控制在200°C -250°C，出口温度85 88°C。实施例4 风化煤活化型有机无机复混肥料，原料按重量份组成如下风化煤(干基)36份，尿素21份，碳酸氢钠0. 6份，碳酸氢钾0. 4份，磷酸一铵5份，磷酸二铵7份，氯化钾18份，硼砂1. 9份，钼酸铵0. 1份。按实施例3的方法制得总养分彡25% (N-P2O5-K20,10-5-10)风化煤活化型有机无机复混肥。烘干机的入口温度控制在200°C -240°C，出口温度85°C -86°C。实施例5 风化煤活化型有机无机复混肥料，原料按重量份组成如下风化煤(干基)40份，尿素18份，碳酸氢钠1. 2份，碳酸氢钾0. 8份，磷酸一铵4份，磷酸二铵6份，硫酸钾16份，硼砂1. 9份，钼酸铵0. 1份，按配比，先将碳酸氢钠和碳酸氢钾溶于8份水中，配制成浓度为20wt%溶液，然后将该溶液完全喷洒到风化煤上，利用混合机边喷边搅拌，停喷待搅拌均勻后放出，堆成底宽 2. 2米，高1. 1米的条形垛，覆盖一层塑料薄膜，放置72小时，再与粉碎后的尿素、磷酸一铵、 磷酸二铵、硫酸钾、硼砂和钼酸铵混合，加入8份膨润土与4份凹凸棒土组成的粘合剂，混均后采用圆盘造粒，经烘干、冷却、筛分、包装制得总养分彡20% (N-P2O5-K20,8-4-8)风化煤活化型有机无机复混肥。烘干机的入口温度控制在200°C -260°C，出口温度86 87V。实施例6 风化煤活化型有机无机复混肥料，原料按重量份组成如下风化煤(干基)40份，尿素18份，碳酸氢钠1. 2份，碳酸氢钾0. 8份，磷酸一铵4份，磷酸二铵6份，氯化钾15份，硼砂2. 9份，钼酸铵0. 1份。按以上配比，按实施例5的方法制得总养分彡22% (N-P2O5-K20,9-4-9)风化煤活化型有机无机复混肥。烘干机的入口温度控制在200°C -220°C，出口温度85-86°C。本发明的风化煤活化型有机无机复混肥料具有水溶性腐植酸含量高，活化效果稳定、能够促进作物生长、增加作物产量，改善作物品质的优点。下面结合图1和表1、表2中的数据来对本发明的效果作进一步说明。—、不同阶段的产物进行水溶性腐植酸含量比较用实施例1所得的不同阶段的产物进行水溶性腐植酸含量测定，依此对活化效果进行评价。具体试验方法为，分别称取(以下重量均折算为干基，所含风化煤的量相等) 2. 6g未活化的风化煤原料(总腐植酸含量为83. 6wt%，水溶性腐植酸含量为1. 2wt% )，标记为A ；2. 8g碳酸氢盐处理静置30小时的风化煤，标记为B ；IOg实施例1的新成品，标记为C ;10g在仓库贮存6个月的实施例1的产品，标记为D。分别加入到IOOml蒸馏水中，搅拌使物料充分分散，再静置30min，过滤，利用腐植酸在275nm处有特征的吸收峰，以A为对照，采用比色法测定水溶性腐植酸的含量。试验结果见图1，风化煤经活化处理后水溶性腐植酸大幅增加，静置活化阶段 (B)，较活化前增长12倍，水溶性腐植酸含量达到了 15.6%，加温活化阶段即烘干后(C)较活化前增长14. 6倍，水溶性腐植酸含量达到了 18. 7%。与C阶段相比，D阶段水溶性腐植酸含量变化不大，表明贮存对活化后腐植酸含量没有明显影响，说明了活化效果相当稳定。二、不同肥料在苹果上的田间应用对比试验用实施例1所得产物(Cl)进行苹果田间应用试验，同时以等养分含量的化肥 (Al)、未活化的风化煤型有机无机复混肥(Bi，风化煤未经活化，其它养分与实施例1相同) 作为对照。所选试验材料为8年生红富士，每个试验小区有4棵果树，面积为100m2，三次重复，随机区组排列，肥料底施，每株施肥量按施氮量为0. Wcg，磷、钾、微量元素按实施例1的比例。试验结果见表1，较Al处理，Bi、Cl处理，苹果产量分别增加4. 3%、15. 4%，Vc 含量提高了 3.6^^23.6%,糖酸比提高了 0.99^^29.3%,可溶性固形物提高了 1.5%、 7.4%。较未活化的Bl处理，经过活化的Cl处理苹果产量增加了 10.7%，Vc含量提高了 19. 3%，总糖含量提高了 28. 0%，糖酸比提高了 28. 0%，可溶性固形物提高了 5. 8%。表明， 在化肥中添加风化煤能够提高苹果产量，改善苹果品质，其中使用活化后的风化煤增产和改善品质的效果更明显。表1不同处理在苹果上的应用效果
权利要求
1.一种风化煤活化型有机无机复混肥料，其特征在于是由以下重量份的原料制备而成风化煤，以干基计，25-40份碳酸氢盐1-2份尿素18-25份磷肥10-16份钾肥15-25份微量元素肥2-3份；所述碳酸氢盐为碳酸氢钠、碳酸氢钾之一或组合；先将碳酸氢盐配制成浓度为15-30wt%的溶液喷洒到风化煤上，搅拌均勻放置M-72 小时，再与粉碎的尿素、磷肥、钾肥、微量元素肥混合均勻，按现有技术圆盘造粒或转鼓造粒。
2.如权利要求1所述的风化煤活化型有机无机复混肥料，其特征在于是由以下重量份的原料制备而成风化煤沈-30份碳酸氢盐1-2份尿素20-25份磷肥12-16份钾肥20- 份微量元素肥2-3份。
3.如权利要求1或2所述的风化煤活化型有机无机复混肥料，其特征在于所述风化煤为细度80-200目、总腐植酸含量> 70wt%、含水量< 30wt%的风化煤；优选的，所述风化煤为细度100-150目、总腐植酸含量彡80Wt%、含水量彡25wt%的风化煤。
4.如权利要求1或2所述的风化煤活化型有机无机复混肥料，其特征在于所述的碳酸氢盐为碳酸氢钠与碳酸氢钾重量比(1-2) 1的组合。
5.如权利要求1或2所述的风化煤活化型有机无机复混肥料，其特征在于所述磷肥为磷酸二铵或磷酸二铵与磷酸一铵的组合；优选的，所述的磷肥为磷酸二铵与磷酸一铵重量比(1. 2-2. 0) 1的组合。
6.如权利要求1或2所述的风化煤活化型有机无机复混肥料，其特征在于所述微量元素肥为硼砂、钼酸铵之一或组合；优选的，所述的微量元素肥为硼砂与钼酸铵重量比 (1. 9-2. 9) 0. 1 的组合。
7.如权利要求1所述的风化煤活化型有机无机复混肥料，其特征在于是由以下重量份的原料制备而成①风化煤沈份，碳酸氢钠与碳酸氢钾重量比(1-2) 1的组合1-2份，尿素20-25份， 磷酸二铵与磷酸一铵重量比(1.2-2.0) 1的组合12-16份，硫酸钾或氯化钾20- 份，硼砂与钼酸铵(1. 9-2. 9) 0. 1重量比的组合2-3份；或者，②风化煤沈份，尿素25份，碳酸氢钠0.6份，碳酸氢钾0. 4份，磷酸一铵6份，磷酸二铵8份，硫酸钾M份，硼砂1. 9份，钼酸铵0. 1份；按配比，先将碳酸氢钠和碳酸氢钾溶于4份水中，配制成浓度为20wt%溶液，然后将该溶液完全喷洒到风化煤上，边喷边搅拌，停喷、搅拌均勻后放出，堆成底宽2米，高1米的条形垛，覆盖一层塑料薄膜，放置30小时，再与粉碎后的尿素、磷酸一铵、磷酸二铵、硫酸钾、 硼砂、钼酸铵混合，加入8份粘合剂，粘合剂为膨润土与凹凸棒土 1 1重量比的组合，混均后采用圆盘造粒，经烘干、冷却、筛分、包装制得总养分> 30%风化煤活化型有机无机复混肥；或者，③风化煤30份，尿素25份，碳酸氢钠0. 6份，碳酸氢钾0. 4份，磷酸一铵6份，磷酸二铵8份，氯化钾20份，硼砂1. 9份，钼酸铵0. 1份；按配比，先将碳酸氢钠和碳酸氢钾溶于5 份水中，配制成浓度为16.7wt%溶液，然后按上述O)的方法制得总养分> 30%风化煤活化型有机无机复混肥。
8.如权利要求1或2所述的风化煤活化型有机无机复混肥料的制备方法，步骤如下按配比，先将碳酸氢盐配制成浓度为15-30wt%溶液，优选浓度为15-20wt%;然后均勻喷洒到风化煤上，利用混合机边喷边搅拌，停喷待搅拌均勻后放出，堆成底宽1. 8-2. 5米， 高0. 9-1. 2米的条形垛，覆盖一层塑料薄膜，放置M-72小时，再与粉碎的尿素、磷肥、钾肥、 微量元素肥混合，加入粘合剂8-12份圆盘造粒或转鼓造粒，经烘干、冷却、筛分、包装制得。
9.如权利要求8所述的风化煤活化型有机无机复混肥料的制备方法，其特征在于所述的粉碎是指粉碎到物料细度为40-60目；优选的，所述烘干用的烘干机入口温度控制在 1800C -280°C，出口温度 85-90"C。
10.如权利要求8所述的风化煤活化型有机无机复混肥料的制备方法，其特征在于所述造粒用粘结剂为膨润土、凹凸棒土之一或组合；优选的，所述的粘结剂为膨润土与凹凸棒土重量比(1.0-2.0) 1的组合。
全文摘要
本发明涉及一种风化煤活化型有机无机复混肥料及其制备方法。本发明的肥料按重量份配比为风化煤(干基)25-40份，碳酸氢盐1-2份，尿素18-25份，磷肥10-16份，钾肥15-25份，微量元素肥2-3份。其制备方法包括风化煤的活化，原料粉碎，按配比混匀后造粒，烘干。本发明采用碳酸氢盐对风化煤进行活化，克服了强碱活化成本高，工艺复杂以及碳酸氢铵、氨水活化效果不稳定的缺点，具有活化工艺简单，成本低、效果稳定以及水溶性腐植酸含量高、生物活性强、养分利用率高的优点，可有效地改良土壤，促进作物生长、提高产量和品质。
文档编号C05G3/00GK102153412SQ20111011561
公开日2011年8月17日 申请日期2011年5月5日 优先权日2011年5月5日
发明者刘兆辉, 宋效宗, 徐钰, 林海涛, 江丽华, 沈玉文, 王梅, 石璟, 谭德水, 郑福丽, 高新昊 申请人:山东省农业科学院农业资源与环境研究所