CN101481282A - 一种多效炭氮肥的生产工艺 - Google Patents

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钟哲科
张建锋
费朗根·罗伯特
李伟成
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Abstract

本发明提供了一种多效炭氮肥的生产方法，该炭氮肥是由内层颗粒状氮肥(尿素或碳酸氢铵，占总重量的50－80％)和外层炭(竹炭、木炭及桔杆等废弃物烧制的炭，占总重量的15－40％)经高分子有机粘结剂粘结而成。该肥料通过利用炭独特的物理、化学性质改变含氮化肥在土壤中氮的释放环境，提高氮肥的缓释性能和利用率，同时，炭能在土壤中保存较长的时间，它对改善土壤物理结构、增加土壤微生物活性、提高土壤对污染物的吸附、分解能力和增加土壤碳汇等多方面都具有重要作用。该产品制造工艺简单，成本低廉，是一种环境友好的缓释肥。

Description

一种多效炭氮肥的生产工艺
技术领域
本发明属于一种肥料制造方法，特别涉及一种高效、持续的多功能缓释的肥料。
背景技术
我国化学肥料的生产和消费量均居世界首位，随着人口的进一步增长和土地资源的减少，化肥的使用量仍将持续增加，但与发达国家相比，我国的化肥利用率较低，如农田氮素的当季利用率只有30％～35％，大量的氮素流失是导致面源污染，造成巨大的能源损失和严重的环境破坏，因此，如何控制农田的氮素流失，是实现农业清洁生产和持续发展的重要内容。控/缓释肥的研究近年来受到广泛关注，它是我国未来30年肥料发展的重点领域之一。与传统化肥比较，控/缓释肥能从源头上控制或减弱化肥对环境的污染，提高化肥的利用率。控/缓释肥由于其养分释放机制不同而可分为包膜的和非包膜的两大类，包膜肥料是以颗粒性肥料(氮或氮磷复合肥等)为核心，表层涂覆一层或多层低水溶性或微溶性的无机物质或有机聚合物。而非包膜肥是指控释材料与肥料其它的结合方式，控释机理常视原料不同而存在较大的差异。包膜肥料以包膜材料不同可分为有机包膜肥料和无机包膜肥料两种类型，有机包膜肥料是以高分子有机材料如树脂等熔融或溶解通过流化床等设备喷涂肥料颗粒表面形成封闭型包膜，无机包膜肥料是指通过粘结剂的作用将无机包膜材料(如磷矿粉、粘土、氧化镁等)附于肥料颗粒上。在过去几十年中，尽管国内外已有控释效果较好的控释肥，但它们在农业生产方面的大规模应用还很有限，最主要的原因在于它们的成本太高。因此，寻找一种价格低廉、性能良好的控释材料成为控释肥研制的关键。
炭是木质资源在热解后形成的固体物，它具有比表面积大和孔隙多、(物理和化学的)吸附性强等特点。炭的这些性状可以通过一定的生产工艺在一定的范围内得到调节。国内外的一些研究已证明，炭能在土壤中保存较长的时间，它能作为土壤水分、微生物和有机营养成分的载体，在维护土壤肥力和土壤生态功能上具有重要的意义。本项发明提出以利用竹炭独特的物理、化学性质来改变含氮化肥(碳铵、尿素等)在土壤中的释放环境，制备控释、缓释的炭氮肥，该炭氮肥将在实际应用中得到一举多得的效果。通过炭与氮肥的复合使用，能提高氮肥的利用率，增加土壤对污染物的吸附、分解能力，达到改善环境的目的，也可增加土壤碳汇。同时，利用一些木材、竹材的加工剩余物和农作物桔杆生产炭，能有效地提高这些废弃资源的利用效率，促进资源的绿色环保和循环利用。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种既能缓释氮素又能改善土壤结构、肥力，提高土壤碳汇的炭氮肥生产方法。
为实现上述目的，本发明采用炭(竹炭、木炭及桔杆的废弃物烧制的炭)的细小颗粒(过40目筛)包裹在含氮化肥上，炭、颗粒状氮肥(尿素、碳酸氢铵)、粘结剂所占重量百分比分别为：15-40％，50-80％，2-10％。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：该炭氮肥是由内层颗粒状氮肥(尿素或碳酸氢铵，占总重量的50-80％)和外层炭(竹炭、木炭、桔杆等废弃物烧制的炭，占总重量的15-40％)经高分子粘结剂粘结而成。该肥料通过利用炭独特的物理、化学性质改变含氮化肥在土壤中的释放环境，提高氮的利用率，同时，炭能在土壤中保存较长的时间，它对增加土壤微生物活性、改善土壤物理结构、提高土壤对污染物的吸附、分解能力和碳汇等方面都具有重要作用。该产品制造工艺简单，成本低廉，是一种环境友好的缓释肥。
为实现上述目的，本发明采用的技术步骤是：(1)选取一定直径的氮肥(尿素、碳酸氢铵)颗粒，放入反应装置中，反应装置可以是转鼓造粒机、圆盘造粒机、搅拌机、包衣机，按一定的重量百分比向反应装置中加入氮肥，启动反应装置；(2)向反应装置中的氮肥喷洒一定量粘结剂胶体溶液，鼓入60-70℃热风3分钟左右，再向转动的反应釜中加入一定量的炭，继续运转2-3分种后又喷入一定量的粘结剂胶体溶液，再加入炭，如此操作2-3次；(3)干燥：将包裹好的炭肥输送到复合震动干燥机中进行干燥，干燥机进风入口的温度为70-90℃，物料出口的温度为40-60℃；(4)过筛为多效炭氮肥颗粒。
炭的制造：用竹、木和桔杆废弃物等在温度350-700℃的条件下烧制而成，并经过磨细，过40目筛。
粘结剂选用：乙烯醇、聚丙烯酸、羧甲基纤维素钠及其衍生物和腐殖酸铵、腐殖酸钠中一种或几种混合，为任意配比，在使用前先把粘结剂制成胶体溶液。
本发明生产的炭氮肥具有以下优点：
(1)炭氮肥产品的氮和碳含量可以根据土壤的立地条件和对氮肥的缓释时间要求进行调整。
(2)包裹材料炭对提高土壤保水保肥性能、促进土壤微生物活性、提高土壤碳汇等多方面具有重要作用。
(3)利用废弃物生产的包裹材料炭成本低廉，而用它包裹氮肥工艺简单，设备要求不高。
附图说明
图1为本发明“一种多效炭氮肥的生产”的工艺流程图。
具体实现方式
实施例1：
取一公斤粒状尿素，置于包衣机的包衣锅中，调整转在400转/分左右。将200毫升4％的羧甲基纤维素钠和腐殖酸铵混合溶液(比例各50％)置于包衣机加料桶中，打开喷枪喷射粘结剂溶液，当尿素表面发粘时，鼓入60-70℃热风3分钟左右，再向转动的包衣锅中加入一定量的炭，继续运转2-3分种后又喷入一定量的粘结剂胶体溶液，再加入炭，如此操作2-3次；然后将包裹好的炭肥输送到复合震动干燥机中进行干燥，干燥机进风入口的温度为70-90℃，物料出口的温度为40-60℃，过筛后等多效炭氮肥颗粒。

Claims (3)

1.一种多效炭氮肥的生产方法，其特征在于：它是由炭(竹炭、木炭及桔杆等废弃物烧制的炭)、颗粒状氮肥(尿素、碳酸氢铵)、高分子粘结剂粘结而成，各组份所占重量百分比为：15-40％，50-80％，2-10％。
2.根据权利要求1所述的一种多效炭氮肥，其特征在于：所述炭(竹炭、木炭、桔杆等废弃物烧制的炭)是由在温度350-700℃下烧制而成，并经过磨细，过40目筛。
3.根据权利要求1所述的一种多效炭氮肥，其特征在于包括如下生产步骤：(1)选取一定直径的氮肥(尿素、碳酸氢铵)颗粒，放入反应装置中，反应装置可以是转鼓造粒机、圆盘造粒机、搅拌机，按一定的重量百分比向反应装置中投入氮肥，启动反应装置；(2)向反应装置中的氮肥喷洒一定量粘结剂胶体溶液，鼓入60-70℃热风3分钟左右，再向转动的反应装置中加入一定量的炭，继续运转2-3分种后又喷入一定量的有机高分子粘结剂胶体溶液，再加入炭，如此操作2-3次；(3)干燥：将包裹好的炭肥输送到复合震动干燥机中进行干燥，干燥机进风入口的温度为70-90℃，物料出口的温度为40-60℃；(4)过筛为多效炭氮肥颗粒。
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PB01 Publication
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