一种利用作物秸秆生产缓释磷肥的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于肥料生产技术领域，涉及一种利用作物秸杆和磷矿粉生产缓释磷肥的 方法。
【背景技术】
[0002] 我国每年农业生产农作物秸杆大约六亿吨左右，而秸杆的利用率却相对较低，大 量的秸杆被就地焚烧，不仅浪费了大量的能源，还造成地力损失、环境严重污染等问题。农 作物中除包含大量能量外，还含有大量的营养元素，我国每年生产的农作物秸杆中的氮、 磷、钾的含量约为目前所使用化肥量的25%左右，因此将秸杆有效地利用具有重要的意义。
[0003] 生物炭通常指以生物质资源为基础，在缺氧条件下不完全燃烧所得到的富含碳的 物质，生物炭农用是解决秸杆利用问题的重要方法。国内外的研宄表明生物炭施入土壤后 可以改善土壤理化性质，提高肥料利用率，增加作物产量，在农业可持续发展中有着重要的 作用（张伟明，2013)。生物炭具有巨大的比表面积和吸附性能，与肥料结合后可以有效的避 免肥料的流失，提高肥料的利用效率。
[0004] 在申请公布号为CN 104177194 A的专利中公开了一种炭基硒肥的制备方法，采 用生物炭吸附微生物及硒肥。在专利公布号为CN 103319265 A的专利中公开了一种菜地 专用炭基缓释氮肥，其采用生物炭、凹凸棒土、木质素磺酸钙为原料，经过搅拌、烘干、造粒 工艺制造而成。在公布号为CN 103833445 A的专利中公开了一种有机农业生物碳复合肥 的制备方法，其先将秸杆烧制成生物炭后，再与磷矿粉、粘土等混合造粒。在申请公布号为 CN 102424642 A的专利中，公示了一种生物炭基缓释氮肥的生产方法，其采用玉米秸杆或 木肩制得生物炭后与硝酸铵和尿素溶液混合，搅拌后烘干。在诸多公布的专利中，生物炭基 肥的制作都采用生物炭物理掺混的方法，都是利用了生物碳的吸附性能。然而，物理吸附在 生物炭的表面，还会造成肥料的大量流失，且生物炭的吸附能力在不同土壤中会因为土壤 电解质的不同而发生较大的变化。
[0005] 磷是植物生长最重要的大量元素之一，对植物生长尤其是生殖生长具有重要的作 用。我国磷肥资源相对缺乏，且磷矿多为中低品位，利用难度大，且磷肥主要是采用酸解法 生产，需要消耗大量的硝酸、硫酸、盐酸。然而，施入土壤中的磷肥会与土壤中的诸多离子发 生复杂的化学反应，加之土壤养分流失，磷的生物有效性相对较低。因此较低磷肥生产的原 料和能源消耗，提高磷肥的利用效率，对环境保护和改善植物营养具有重要的意义。生物炭 烧制过程中发生复杂的氧化反应，生物炭与磷矿粉会起到对彼此催化的作用。通过生物炭 与磷矿粉一起煅烧，还可将磷矿粉包被在生物炭颗粒内部，在通过煅烧法提高磷矿粉的生 物有效性和生物炭产出的同时，还通过生物炭的包被与吸附作用起到缓释磷肥的作用。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种利用作物秸杆生产缓释磷肥的方法，通过以下步骤实 现： (1) 秸杆预处理：将采集到的自然风干的秸杆去除杂物，剪成5cm的小段，放置于 95-115°C的烘箱中烘干15-25min，将烘干的秸杆粉碎过10目筛； (2) 磷矿粉粉碎：将磷矿粉球磨粉碎，过100目筛； (3) 将过10目筛的粉碎秸杆与过100目筛的磷矿粉粉末按质量比100:5-20的比例混 合，之后将混合物置于磨样机中再次磨细，以保证生石灰与秸杆彻底混匀，并且两者紧密接 触； (4) 将磨细的混合物挤压成条状，长度l-2cm，直径约为0. 5-0. 8cm ; (5) 将条状混合物在300-600°C条件下氮气隔氧煅烧2h，过10-60目筛，得生物炭缓释 磷肥。
[0007] 本发明提供的方法原料来源广泛且廉价，方法设计合理，操作简便，成本较低，在 烧制生物炭的过程中，充分利用烧制过程中的高温条件，提高磷的生物有效性，并将磷紧密 的结合在生物碳颗粒中，该生物炭基磷肥施入土壤后可缓慢释放磷素，提高磷肥的利用效 率。所制得的缓释磷肥在改善土壤理化性状的同时，有效地提高了磷肥的利用效率。通过 本发明方法，将秸杆与磷矿粉一起煅烧，在降低能耗的同时，还可将磷肥包被在生物炭颗粒 内部，起到缓释磷肥的目的。
【附图说明】
[0008] 图1是温度及添加磷矿粉对生物炭得率的影响。
【具体实施方式】
[0009] 本发明结合附图和实施例作进一步的说明。
[0010] 实施例1 将采集到的自然风干的秸杆去除杂物，剪成5cm的小段，放置于115°C的烘箱中烘干 15min，将烘干的秸杆粉碎过10目筛，将磷矿粉球磨粉碎，过100目筛，将过10目筛的粉碎 秸杆与过100目筛的磷矿粉按照100:5的比例混合，之后将混合后的秸杆与磷矿粉放于磨 样机中再次磨细，以保证生石灰与秸杆彻底混匀，并且两者紧密接触，将秸杆与磷矿粉的混 合物挤压成条状，长度lcm，直径为0. 5cm，在氮气隔氧环境下300°C煅烧2h，最后将烧制后 的产物粉碎过10目筛制得生物炭缓释磷肥。
[0011] 实施例2 将采集到的自然风干的秸杆去除杂物，剪成5cm的小段，放置于115°C的烘箱中烘干 15min，将烘干的秸杆粉碎过10目筛，将磷矿粉球磨粉碎，过100目筛，将过10目筛的粉碎 秸杆与过100目筛的磷矿粉按照100:10的比例混合，之后将混合后的秸杆与磷矿粉放于磨 样机中再次磨细，以保证生石灰与秸杆彻底混匀，并且两者紧密接触，将秸杆与磷矿粉的混 合物挤压成条状，长度lcm，直径为0. 5cm，在氮气隔氧环境下300°C煅烧2h，最后将烧制后 的产物粉碎过10目筛制得生物炭缓释磷肥。
[0012] 实施例3 将采集到的自然风干的秸杆去除杂物，剪成5cm的小段，放置于115°C的烘箱中烘干 15min，将烘干的秸杆粉碎过10目筛，将磷矿粉球磨粉碎，过100目筛，将过10目筛的粉碎 秸杆与过100目筛的磷矿粉按照100:20的比例混合，之后将混合后的秸杆与磷矿粉放于磨 样机中再次磨细，以保证生石灰与秸杆彻底混匀，并且两者紧密接触，将秸杆与磷矿粉的混 合物挤压成条状，长度lcm，直径为0. 5cm，在氮气隔氧环境下300°C煅烧2h，最后将烧制后 的产物粉碎过10目筛制得生物炭缓释磷肥。
[0013] 实施例4 将采集到的自然风干的秸杆去除杂物，剪成5cm的小段，放置于115°C的烘箱中烘干 15min，将烘干的秸杆粉碎过10目筛，将磷矿粉球磨粉碎，过100目筛，将过10目筛的粉碎 秸杆与过100目筛的磷矿粉按照100:5的比例混合，之后将混合后的秸杆与磷矿粉放于磨 样机中再次磨细，以保证生石灰与秸杆彻底混匀，并且两者紧密接触，将秸杆与磷矿粉的混 合物挤压成条状，长度lcm，直径为0. 5cm，在氮气隔氧环境下500°C煅烧2h，最后将烧制后 的产物粉碎过10目筛制得生物炭缓释磷肥。
[0014] 实施例5 将采集到的自然风干的秸杆去除杂物，剪成5cm的小段，放置于115°C的烘箱中烘干 15min，将烘干的秸杆粉碎过10目筛，将磷矿粉球磨粉碎，过100目筛，将过10目筛的粉碎 秸杆与过100目筛的磷矿粉按照100:10的比例混合，之后将混合后的秸杆与磷矿粉放于磨 样机中再次磨细，以保证生石灰与秸杆彻底混匀，并且两者紧密接触，将秸杆与磷矿粉的混 合物挤压成条状，长度lcm，直径为0. 5cm，在氮气隔氧环境下500°C煅烧2h，最后将烧制后 的产物粉碎过10目筛制得生物炭缓释磷肥。
[0015] 实施例6 将采集到的自然风干的秸杆去除杂物，剪成5cm的小段，放置于115°C的烘箱中烘干 15min，将烘干的秸杆粉碎过10目筛，将磷矿粉球磨粉碎，过100