专利名称：一种腐植酸增效复混肥及其制备方法
一种腐植酸增效复混肥及其制备方法
技术领域：
本发明属于肥料技术领域。更具体地，本发明涉及一种腐植酸增效复混肥，还涉及所述腐植酸增效复混肥的制备方法。
背景技术：
复混肥是我国重要的肥料品种，目前，我国的肥料复合化率约32%，实物产量约5500万吨。但是，大量研究表明，现有复混肥的养分利用率较低，例如氮的当季利用率约30%，磷当季利用率约25%，钾当季利用率约45%。因此，如何提高肥料养分利用率一直以来是人们关注与研究的热点。近年来，国内外提高肥料利用率主要有下述两条途径
I、包膜型复混肥。所用的包膜材料主要有两类，一类是有机高分子聚合物，例如树脂聚烯烃类高分子聚合物，第二类是水难溶性或微溶性无机材料，例如硫磺、磷矿粉、钙镁磷肥等。2、脲醛复混肥，通过转鼓或高塔工艺生产具有缓释性的脲醛复混肥。即利用尿素与甲醛的反应，在生产复混肥的过程中向尿素熔融液中加入甲醛，得到脲醛复混肥。现有生产的复混肥因工艺较复杂，生产成本较高，产能较低，价格也较高，在农业生产中，特别是在大田作物上难以大面积推广应用。为了克服现有技术缺陷，本发明人在总结现有技术的基础上，通过大量实验研究，终于完成了本发明。
发明内容[要解决的技术问题]本发明的目的是提供一种腐植酸增效复混肥。本发明的另一个目的是提供所述腐植酸增效复混肥的制备方法。[技术方案]本发明是通过下述技术方案实现的。本发明以风化煤或褐煤为原料，用稀碱提取出分子量较小部分的腐植酸；或以腐植酸钠或腐植酸钾为原料，以稀酸将分子量小的腐植酸分离出来；其提取液经浓缩后与尿素充分熔融，再利用转鼓工艺将腐植酸增效液与尿素熔融液的共融物喷到磷、钾肥和辅料上，生产出一种腐植酸增效复混肥产品。本发明无需复杂工艺，无需特殊溶剂，只需添加简单设备即可在常规复混肥生产装置上生产增效复混肥产品。因此，本发明具有工艺简单、成本低、效果好等特点。本发明涉及一种腐植酸增效复混肥。该腐植酸增效复混肥是由如下原料制成的，以重量份计腐植酸增效液A或B Γ6份尿素32 62份造粒物料32飞7份
在本发明中，所述的腐植酸增效液A是风化煤或褐煤原料用稀碱液在沸腾下进行提取，然后进行浓缩所得到的液体，所述液体中的固形物含量为5 15重量％。所述的稀碱液是浓度O. Γ0. 5重量％氢氧化钠或氢氧化钾溶液。根据本发明，所述风化煤或褐煤原料的粒度为80目以上。在本发明中，如果所述腐植酸增效液A中的固形物含量低于5重量％时，则会导致腐植酸增效液A与尿素的熔融液的水分含量偏高，增加造粒难度，同时增加烘干步骤的负担。如果所述腐植酸增效液A中的固形物含量高于15重量％时，则会导致腐植酸增效液过于黏稠，增加向尿素熔融液中添加的难度。因此，所述所述腐植酸增效液A中的固形物含量为5 15重量％是合适的，优选地是6 12重量％，更优选地是8 10重量％。在本发明中，所述的腐植酸增效液B是让浓度O. Γ1重量％硫酸或硝酸溶液与腐植酸钠或腐植酸钾进行混合，然后进行浓缩所得到的液体，所述液体中的固形物含量为5^15重量％。所述腐植酸钠或腐植酸钾是目前市场上销售的产品。
在本发明中，如果所述腐植酸增效液B中的固形物含量低于5重量％时，则会导致腐植酸增效液B与尿素的熔融液的水分含量偏高，增加造粒难度，同时增加烘干步骤的负担。如果所述腐植酸增效液B中的固形物含量高于15重量％时，则会导致腐植酸增效液过于黏稠，增加向尿素熔融液中添加的难度。因此，所述腐植酸增效液B中的固形物含量为5 15重量％是合适的，优选地是6 12重量％，更优选地是8 10重量％。在本发明中，所述的造粒物料是由磷酸一铵或磷酸二铵、硫酸钾或氯化钾、膨润土和钙粉根据肥料配方要求组成的粉状混合物；根据本发明的一种优选实施方式，所述磷酸一铵或磷酸二铵、硫酸钾或氯化钾、膨润土和钙粉的粒度为60目以上。其中所述的钙粉是一种或多种选自磷酸一氢钙、磷酸二氢钙、钙镁磷肥或钢渣磷肥的钙粉。优选地，所述的腐植酸增效复混肥是由下述原料制成的，以重量份计腐植酸增效液A或B 2飞份尿素36 56份造粒物料36 58份。更优选地，所述的腐植酸增效复混肥由下述原料制成的，以重量份计腐植酸增效液A或B 3^4份尿素42 50份造粒物料42 52份。本发明还涉及一种腐植酸增效复混肥的制备方法。该腐植酸增效复混肥制备方法的步骤如下I、腐植酸增效液的制备本发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制备方法如下将原料风化煤或褐煤粉碎至80目以上，得到一种煤粉，往所述的煤粉中加入其重量1(Γ12倍的稀碱液混匀后进行加热至沸腾，接着固液分离，将得到的液体浓缩至固形物含量为O. 5^15重量％的浓缩液，该浓缩液为腐植酸增效液Α。所述的稀碱液是浓度O. Γ0. 5重量％氢氧化钠或氢氧化钾溶液。在本发明中，所述的煤粉与所述的稀碱液的重量比优选地是1:10. 5^11. 5。
优选地，所述加热沸腾时间是1(Γ20分钟。所述的固液分离是离心分离或过滤分离。离心分离所使用的设备是目前市场上销售的离心机。过滤分离所使用的设备是目前市场上销售的在化工技术领域里通常使用的过滤设备，例如过滤机或板框式压滤机。腐植酸增效液B制备方法如下将浓度O. f I重量％硫酸或硝酸水溶液与腐 植酸钠或腐植酸钾按重量比3飞I混合，搅拌均匀后，接着固液分离，将得到的液体浓缩至固形物含量为O. 5 15重量％的浓缩液，该浓缩液为腐植酸增效液B。在本发明中，所述的硫酸或硝酸水溶液与腐植酸钠或腐植酸钾的重量比优选地是3. 8 5. 2:1。优选地，所述的搅拌时间是1(Γ20分钟。所述的固液分离与前面描述的相同，不再赘述。II、造粒物料的制备将磷酸二铵或磷酸一铵、硫酸钾或氯化钾、膨润土和钙粉分别粉碎至粒度60目以上，然后按照肥料配方要求组成的粉状混合物。磷酸二铵或磷酸一铵、硫酸钾或氯化钾、膨润土和钙粉配比是根据肥料配方确定的，即根据肥料中的氮、磷与钾含量确定的，这对于本技术领域的技术人员而言是不存在任何困难的，是易于确定的。所述的钙粉是一种或多种选自磷酸一氢钙、磷酸二氢钙、钙镁磷肥或钢渣磷肥的钙粉。所述的造粒对于本技术领域的技术人员而言也是不存在任何困难的，是易于实施的。本发明使用的转鼓造粒机是目前市场上销售的产品，例如郑州昌威重工机械有限公司、郑州瑞恒机械制造有限公司销售的产品。III、复混肥生产步骤将I飞重量份在步骤I得到的腐植酸增效液与32飞2重量份尿素投入到尿素熔融罐中，在温度95 125°C下充分熔融，然后将得到的熔融液喷到32飞7重量份在步骤II得到的造粒物料上，利用转鼓造粒工艺生产得到一种复混肥料。优选地，本发明的腐植酸增效液与尿素的重量比2 5 36飞6。更优选地，本发明的腐植酸增效液与尿素的重量比:Γ4 45飞O。本发明使用的尿素熔融罐是本技术领域里通常使用的产品，是目前市场上销售的产品，例如滁州市华东机械工业有限责任公司、荆门市万泰机械有限公司销售的尿素熔融罐。在这个步骤中，在喷所述的熔融液时压力泵以12 30个大气压将所述的熔融液以流量80(T2000kg/h喷涂到在步骤II得到的造粒物料上。在本发明中，所述的压力泵也是本技术领域的技术人员熟知的泵，例如西安泵阀制造有限公司、西安高压泵阀厂以及济南万恒通有限公司销售的压力泵等。IV、干燥处理将步骤III得到的复混肥料送到烘干机中进行烘干，然后筛分，冷却，分装，得到所述的腐植酸增效复混肥。这个步骤进行烘干、筛分、冷却与分装所使用的设备都是本技术领域里通常使用的产品，是目前市场上销售的产品。具体实施情况可参见说明书附图I。它是本发明腐植酸增效复混肥生产流程示意图，其中1为风化煤(腐植酸钠或腐植酸钾)、2为氢氧化钠或氢氧化钾溶液(硫酸或硝酸溶液)、3为浓缩步骤、4为腐植酸增效液、5尿素熔融罐、6转鼓造粒机、7造粒物料、8烘干筒、9滚筒筛、10产品。本发明使用的烘干筒是本技术领域的技术人员熟知的烘干设备，例如河南洛阳中德重工有限公司以烘干机为商品名销售的烘干筒、河南鸿盛重型机械制造有限公司以转筒烘干机为商品名销售的烘干筒、河南中原矿山机械制造有限公司以转筒烘干机为商品名销售的烘干筒。本发明使用的滚筒筛是本技术领域的技术人员熟知的筛分设备，例如沈阳科翔电力环保设备有限公司以商品名GT-系列滚筒筛销售的滚筒筛、无锡市双联工程输送机械有限公司以商品名GTS系列滚筒筛销售的滚筒筛、石家庄市永兴机 械有限公司以商品名GTS型滚筒筛销售的滚筒筛。采用本发明方法制得的腐植酸增效复混肥中的养分含量可以采用标准方法GB8572-88进行测定。本发明是将腐植酸增效液与尿素充分熔融后，利用熔融尿素喷浆工艺和转鼓造粒工艺生产腐植酸增效复混肥。本发明腐植酸增效肥产品具有良好应用效果和多项优点腐植酸中含有大量羧基、酚羟基、羰基等活性基团，可在一定程度上促进作物根系生长，提高根系活力，增强作物吸收养分的能力；对土壤脲酶活性有一定的抑制作用，延缓尿素在土壤中的释放和转化过程；可减缓磷、钾肥被土壤固定的进程，提高磷、钾肥的利用率；此外，腐植酸增效液还能起到改良土壤，培肥地力，提高产品品质等作用。本发明是利用稀碱液提取风化煤或褐煤腐植酸中分子量较小的部分或用稀酸提取出腐植酸钠或腐植酸钾中的小分子腐植酸，再在转鼓造粒的过程中添加到复混肥中，该产品在土壤中不残留，不污染环境，对环境友好。本发明的特点在于(1)在不改变复混肥转鼓造粒的工艺的基础上，通过添加简单设备生产增效复混肥，该生产工艺简单，产能高、成本低且环境友好；(2)腐植酸增效剂的特点是微量高效的，添加量低，对肥料的养分含量没有影响，利于配方的调整；(3)本发明加入低浓度氢氧化钠或氢氧化钾来活化风化煤或褐煤，能够起到良好的活化腐植酸的作用，且提取的为分子量较低的腐植酸或用稀酸提取腐植酸钠或腐植酸钾中的小分子腐植酸。本发明的腐植酸增效复混肥可作为基肥、追肥使用。本发明的腐植酸增效复混肥的使用量需根据土壤状况、作物品种、作物生育期、作物营养状况等因素进行确定。除非另有说明，本发明所涉及的均为重量百分比。[有益效果]本发明的有益效果如下本发明制备的腐植酸增效复混肥产品具有下述优点，在养分释放和利用上，增强了肥料中氮的缓释效果，减缓了磷和钾的固定，提高了肥料利用率；在应用效果上，可促进作物根系生长、提高根系活力，增强作物吸收养分的能力；在耕作上可以简化农业作业；在效益上可以提高养分利用率(5 10个百分点)；可以减少养分流失，避免二次污染，降低农业生产成本，并具有原料来源广，运输、施用方便、利于机械作业等特点，在增效复混肥生产中应用前景广阔。
图I是本发明腐植酸增效复混肥生产流程示意图。其中1为风化煤(腐植酸钠或腐植酸钾)、2为氢氧化钠或氢氧化钾溶液(硫酸或硝酸溶液)、3为浓缩步骤、4为腐植酸增效液、5尿素熔融罐、6转鼓造粒机、7造粒物料、8烘干筒、9滚筒筛、10产品。
具体实施方式
通过下述实施例将能够更好地理解本发明。实施例I :生产本发明的腐植酸增效复混肥·将风化煤粉碎至80目，加入其重量10倍的浓度O. 3重量％氢氧化钠溶液，加热持续沸腾20分钟后，进行离心分离，得到一种上清液，将上清液浓缩至其中的固形物含量为8重量％，即获得腐植酸增效液A。将腐植酸增效液A与尿素按重量比6:62投入到尿素熔融罐中，在120°C的条件下充分熔融，得到一种腐植酸-尿素熔融液。造粒物料磷酸一铵、硫酸钾、膨润土与磷酸一氢钙按照重量比18. 2 :24:10 :8. 6混合后投入到转鼓造粒机中。然后，调节压力泵的压力至15个大气压，将前面制备的共融物以1000kg/h的流量喷涂到所述的造粒物料上，随着造粒机转动，形成复混肥料颗粒，再经过常规的烘干、冷却和筛分过程，生产出配方为20-8-12的腐植酸增效复混肥。实施例2 :生产本发明的腐植酸增效复混肥将褐煤粉碎至100目，加入其重量12倍的浓度O. 5重量％氢氧化钾溶液，加热持续沸腾25分钟后，进行离心分离，得到一种上清液，将上清液浓缩至其中的固形物含量为
O.5%，即获得腐植酸增效液A。将腐植酸增效液A与尿素按1:32的比例投入到尿素熔融罐中，在110°C的条件下充分熔融，得到腐植酸尿素熔融液。造粒物料磷酸一铵、硫酸钾、膨润土与磷酸二氢钙按照重量比32. 6:30:6. 5混合后，投入到转鼓造粒机中。然后，调节压力泵的压力至12个大气压，将前面制备的共融物以800kg/h的流量喷涂到所述的造粒物料上，随造粒机转动，形成复混肥颗粒，再经过常规的烘干、冷却和筛分过程，生产出配方为15-15-15的涂层腐植酸增效复混肥。实施例3 生产本发明的腐植酸增效复混肥将浓度为O. I重量％硫酸水溶液与腐植酸钠按重量比3 :1混合，充分搅拌15分钟后，进行离心分离，得到一种上清液，将上清液浓缩至固形物含量为O. 5重量％，得到腐植酸增效液B。将腐植酸增效液B与尿素按4:40的比例投入到尿素熔融罐中，在125°C的条件下充分熔融，得到腐植酸-尿素熔融液。
将造粒物料磷酸一铵、硫酸钾、膨润土、钙镁磷肥按21. 7:20:8:12的比例混合后投入到转鼓造粒机中。然后，调节压力泵的压力至18个大气压，将前面制备的共融物以1200kg/h的流量喷涂到所述的造粒物料上，随造粒机转动，形成复混肥料颗粒，再经过常规的烘干、冷却和筛分过程，生产出配方为20-10-10腐植酸增效复混肥。实施例4 生产本发明的腐植酸增效复混肥
将浓度为I重量％硝酸水溶液与腐植酸钾按重量比6 I混合，充分搅拌12分钟后，离心分离，得到一种上清液，将上清液浓缩至固形物含量为15重量％，得到腐植酸增效液B。将腐植酸增效液B与尿素按2:50的比例投入到尿素熔融罐中，在95°C的条件下充分熔融，得到一种腐植酸-尿素熔融液。造粒物料磷酸一铵、氯化钾与膨润土按照重量比21. 7:20:7混合后投入到转鼓造粒机中。然后，调节压力泵的压力至24个大气压，将前面制备的共融物以1600kg/h的流量喷涂到所述的造粒物料颗粒上，随造粒机转动，在造粒物料颗粒表面形成一层涂层，再经过常规的烘干、冷却和筛分过程，生产出配方为26-10-12的腐植酸增效复混肥。肥料试验实施例利用田间试验进行了本发明肥料的效果验证，试验结果表明，在等氮素养分量的条件下，本发明产品能明显提高作物产量(14% )，提高了肥料利用率，是一种环境友好型肥料。产品的效果验证试验处理设置及结果如下试验方案本发明肥料肥效验证的田间试验于山东禹城进行。试验设置(I)CK :为对照，使用生产常规施肥方式，以普通复混肥(中国-阿拉伯化肥有限公司生产，N P2O5 K2O =15 15 15) 375kg/hm2作基肥，于玉米大口期再追施尿素(瑞星集团生产，N 46. 2%) 165kg/hm2 ；(2)HAF :施用本发明实施例 2 的肥料产品(N P2O5 K2O= 15 15 15)1045kg/hm2，氮素用量与对照相同，作基肥一次性施用。试验小区面积为333. 3m2，每个处理3次重复，随机排列。其它田间管理与当地农田管理相同。玉米成熟收获后计产。试验结果
权利要求
1.一种腐植酸增效复混肥，其特征在于它是由下述原料制成的，以重量份计 腐植酸增效液A或B Γ6份 尿素32 62份 造粒物料32飞7份 所述腐植酸增效液A是风化煤或褐煤原料用稀碱液在沸腾下进行提取，然后进行浓缩所得到的液体，所述液体中的固形物含量为5 15重量％ ;所述的稀碱液是浓度O. Γ0. 5重量％氢氧化钠或氢氧化钾溶液； 所述腐植酸增效液B是让浓度O. Γ1重量％硫酸或硝酸溶液与腐植酸钠或腐植酸钾进行混合，然后进行浓缩所得到的液体，所述液体中的固形物含量为5 15重量％ ； 所述的造粒物料是由磷酸一铵或磷酸二铵、硫酸钾或氯化钾、膨润土和钙粉根据肥料配方要求组成的粉状混合物；所述的钙粉是一种或多种选自磷酸一氢钙、磷酸二氢钙、钙镁磷肥或钢渣磷肥的钙粉。
2.根据权利要求I所述的腐植酸增效复混肥，其特征在于所述磷酸一铵或磷酸二铵、硫酸钾或氯化钾、膨润土和钙粉的细度为60目以上。
3.根据权利要求I所述的腐植酸增效复混肥，其特征在于所述风化煤或褐煤原料的粒度为80目以上。
4.根据权利要求I所述的腐植酸增效复混肥，其特征在于它是由下述原料制成的，以重量份计 腐植酸增效液A或B 2飞份 尿素36 56份 造粒物料36 58份。
5.根据权利要求I或2所述的腐植酸增效复混肥，其特征在于它是由下述原料制成的，以重量份计 腐植酸增效液A或B 3^4份 尿素42 50份 造粒物料42 52份。
6.一种腐植酸增效复混肥的制备方法，其特征在于该制备方法的步骤如下 I、腐植酸增效液的制备 将原料风化煤或褐煤粉碎至80目以上，得到一种煤粉，往所述的煤粉中加入其重量1(Γ12倍的稀碱液混匀后进行加热至沸腾，接着固液分离，将得到的液体浓缩至固形物含量为O. 5^15重量％的浓缩液，该浓缩液为腐植酸增效液A ;所述的稀碱液是浓度O. Γ0. 5重量％氢氧化钠或氢氧化钾溶液，或者 将浓度O. f I重量％硫酸或硝酸水溶液与腐植酸钠或腐植酸钾按重量比3飞I混合，搅拌均匀后，接着固液分离，将得到的液体浓缩至固形物含量为O. 5 15重量％的浓缩液，该浓缩液为腐植酸增效液B ； II、造粒物料的制备 将磷酸二铵或磷酸一铵、硫酸钾或氯化钾、膨润土和钙粉分别粉碎至粒度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；所述的钙粉是一种或多种选自磷酸一氢钙、磷酸二氢钙、钙镁磷肥或钢渣磷肥的钙粉；III、复混肥生产步骤 将I飞重量份在步骤I得到的腐植酸增效液与32飞2重量份尿素投入到尿素熔融罐中，在温度95 125°C下充分熔融，然后将得到的熔融液喷到到32飞7重量份在步骤II得到的造粒物料上，利用转鼓造粒工艺生产得到一种复混肥料； IV、干燥处理 将步骤III得到的复混肥料送到烘干机中进行烘干，然后筛分、冷却、分装，得到所述的腐植酸增效复混肥。
7.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于在腐植酸增效液A制备步骤中，所述加热沸腾时间是10 20分钟。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于在腐植酸增效液B制备步骤中，所述的搅拌时间是10 20分钟。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于在腐植酸增效液制备步骤中，所述的固液分离是离心分离或过滤分离。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于在复混肥生产步骤中，压力泵以12 30个大气压将所述的熔融液以流量80(T2000kg/h喷涂到在步骤II得到的造粒物料上。
全文摘要
本发明涉及一种腐植酸增效复混肥及其制备方法，该方法包括腐植酸增效液的制备、造粒物料的制备、涂布包膜层与烘干、筛分、冷却等步骤。本发明的腐植酸增效剂的特点是微量高效，添加量低，对肥料的养分含量没有影响，利于配方的调整；产能高、成本低、效果好等优点。本发明的涂层腐植酸增效复混肥通过抑制土壤脲酶活性提高氮肥利用率5~10个百分点，活化土壤中的磷、钾和中微量元素，增强作物的吸收，具有缓释性能优、养分当季利用率高、环境友好等特点，在具体的生产实践中应用前景广阔。
文档编号C05G3/08GK102898254SQ201210445408
公开日2013年1月30日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日
发明者赵秉强, 袁亮, 李燕婷, 林治安, 温延臣, 杨相东, 李娟 , 李日升, 梁爱新 申请人:中国农业科学院农业资源与农业区划研究所