CN104150998B

CN104150998B - 一种有机无机复混肥的制备方法

Info

Publication number: CN104150998B
Application number: CN201410386671.6A
Authority: CN
Inventors: 尹国川; 卢小艳; 莫亚平; 宋翔; 张沾; 陈朱琦
Original assignee: Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: Huazhong University of Science and Technology
Priority date: 2014-08-07
Filing date: 2014-08-07
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2034-08-07
Also published as: CN104150998A

Abstract

本发明公开了一种有机无机复混肥的制备方法，包括以下步骤：(1)将草木灰加入到造纸黑液中，每毫升造纸黑液中加入草木灰0.08g至0.125g，35℃至45℃下，混合均匀，得到原料混合液；(2)将步骤(1)制备的原料混合液，用磷酸调节pH值在3.0至8.0之间，并加入含氮添加剂，使得氮元素的质量占干物质质量的比例在3％至5％之间，得到有机无机复混液；(3)将步骤(2)中制备的有机无机复混液，在120℃至140℃下烘干，即制得所述有机无机复混肥。本发明提供的有机无机复混肥的制备方法，利用了造纸黑液作为原料，成本低、环境友好，施肥效率高，氮元素流失小。

Description

一种有机无机复混肥的制备方法

技术领域

本发明属于农用肥料领域，更具体地，涉及一种有机无机复混肥的制备方法。

背景技术

肥料作为农作物营养元素的重要组成部分，对于提高农作物的产量起到了关键作用。我国现在能够以占世界7％的耕地养活世界21％的人口，与肥料特别是化肥的大量施用有着密切的关系。化肥具有快速高效的肥效特点，但同时也存在很大的弊端，如农作物产品质量下降、土壤呈现化学退化、大气和水体污染增加等。随着可持续生态农业的兴起，有机肥的改善土壤物理、化学、生物性质，培肥土壤，肥效长、稳，生态效益良好的优点受到人们的关注，但有机肥带来的效果相对缓慢，重量体积大贮运不便的缺点抑制了有机肥的推广。

近年来，有机无机复混肥作为新型肥料受到农业领域的高度重视。有机无机复混肥是指将有机物料和化学肥料按一定比例混合后，采用各种制造工艺将二者进行复合(混)加工而成的肥料。它克服了有机肥的养分含量低，不易分解，重量体积大贮运不便，不能及时满足作物高产的要求的不足和无机肥养分单一，肥效短，长期施用破坏土壤结构，污染环境的不足。有机无机复混肥一方面增加了土壤有机质的含量,发挥了土壤有机质中重要物质腐殖质吸附养分离子的能力,提高了土壤的保肥性能,减少养分损失；另一方面又充分发挥了单质化肥快速、高效的肥效特点,能及时供给作物的生长发育。

目前大多数有机无机复混肥生产厂家使用腐殖酸或风化煤作为有机质原料，这些物质是不可再生能源，不节制的使用必将造成资源的严重缺乏。在制备有机无机复混肥时，需经过造粒、烘干、降温、菌剂喷涂等过程，步骤繁琐，需要复杂的设备。且现有的有机无机复混肥的配方中有机成分和无机成分的比例各不相同，有机成分过多时，导致增产率不明显；无机成分过多时，肥效短，而且对环境污染严重。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种有机无机复混肥的制备方法，其目的在于通过结合草木灰和造纸黑液作为原料，调节其中氮磷钾等元素的比例制备有机无机复混肥，由此解决目前有机无机复混肥元素不平衡或生产成本高的技术问题，同时解决单独使用草木灰作为肥料扬尘、肥料损失量大的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种有机无机复混肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)原料混合液的制备：将草木灰加入到造纸黑液中，每毫升造纸黑液中加入草木灰0.08g至0.125g，35℃至45℃下，混合均匀，得到原料混合液；

(2)有机无机复混液的制备：将步骤(1)制备的原料混合液，用磷酸调节pH值在3.0至8.0之间，并加入含氮添加剂，使得氮元素的质量占干物质质量的比例在3％至5％之间，得到有机无机复混液；

(3)有机无机复混肥的制备：将步骤(2)中制备的有机无机复混液，在120℃至140℃下烘干，即制得所述有机无机复混肥。

优选地，所述有机无机复混肥的制备方法，其步骤(2)用磷酸调节原料混合液pH值在5.16至6.08之间。

优选地，所述有机无机复混肥的制备方法，其所述含氮添加剂为硝酸铵和硝酸钾中的一种或两种的混合物。

优选地，所述有机无机复混肥的制备方法，其所述含氮添加剂为硝酸钾。

优选地，所述有机无机复混肥的制备方法，其所述含氮添加剂为硝酸铵和硝酸钾按照质量比例1:1至2:1混合的混合物。。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明提供的有机无机复混肥的制备方法，有效利用了造纸黑液。造纸黑液处理起来成本太高，直接排放会造成水体污染，本发明解决了造纸黑液污染或处理成本的问题；同时充分利用造纸黑液中木质素和半纤维素等有机质资源，既节约成本，产生很好的经济效益，又减少了污染，对环境友好。

(2)草木灰作为钾源，同时作为吸附剂吸附造纸黑液中的有机质，并含有磷、钙、镁、硅、硫和铁、锰、铜、锌、硼、钼等微量营养元素。然而单独使用草木灰作为肥料，容易引起扬尘造成空气污染，同时损失量较大。本发明将草木灰加入到造纸黑液中，制作的复混肥，使用方便不会引起扬尘，草木灰固着在造纸黑液的有机成分中，施肥效率高。

(3)本发明用磷酸作为调节剂，既调节了pH又提供了磷素养分。

(4)首先调节草木灰和造纸黑液pH至酸性，再添加含氮添加剂，避免了铵类氮素的流失。

(5)本发明提供的复混肥经过高温烘干过程，同时起到杀菌灭虫卵的作用，不需要额外使用杀菌剂，如生石灰等。同时为了避免高温烘干过程导致含氮添加剂热分解，本发明采用了硝酸铵和硝酸钾作为含氮添加剂，尤其是采用硝酸铵和硝酸钾的混合物作为含氮添加剂，一方面降低了添加剂的使用量，另一方面避免了过多的含氮添加剂热分解，总体上消减了复混肥的生产成本。因此本发明提供的有机无机复混肥制备方法，原料易得、不需要复杂设备，生产成本大大降低。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供的有机无机复混肥的制备方法，包括以下步骤：

(2)有机无机复混液的制备：将步骤(1)制备的原料混合液，用磷酸调节pH值在3.0至8.0之间，优选pH值在5.16至6.08之间，并加入含氮添加剂，使得氮元素的质量占干物质质量的比例在3％至5％之间，得到有机无机复混液。所述含氮添加剂为硝酸铵和硝酸钾中的一种或两种的混合物，单独使用硝酸钾效果优于单独使用硝酸铵，优选含氮添加剂为硝酸铵和硝酸钾按照质量比例1:1至2:1混合的混合物。

草木灰：农家自产草木灰。是树木、秸秆、杂草燃烧后产生的一种灰黑色粉状物，草木灰富含钾，还含有磷、钙、镁、硅、硫和铁、锰、铜、锌、硼、钼等微量营养元素。草木灰是柴草燃烧后残留的灰烬物质，是常用的农家肥料。凡植物所含的矿物元素，草木灰中几乎都有。其成分主要是钾元素，一般含钾6-12％，因此一般称草木灰为钾肥。此外，草木灰还含有钙、镁、硅、硫和铁、锰、铜、锌、硼、钼等微量营养元素。草木灰除了供给钾、磷、钙、镁及多种微量元素外，还可降低土壤酸度，活化土壤有机质中的氮，有效地减轻病害。然而，草木灰因其质轻疏松、粒度小，运输与施用时极易吹失而污染环境；同时草木灰中氮和有机质的量很少。

造纸黑液：取自造纸厂，含氮0.34g/L、磷0.0445g/L、钾2.58g/L、有机质57.19g/L，pH 9-10。造纸业作为传统的制造业产生了大量的造纸黑液，带来了严重的污染问题。黑液是在化学制浆过程中，木片经过(碱)蒸煮和过滤，得到纤维物质后，剩下的黑色液体。造纸黑液含有大量纤维、色素和无机盐，会使水体变黑，并有特殊的恶臭味；含高浓度的有机污染物的造纸黑液的BOD可达5000-40000g/L,会大量消耗水中的溶解氧，影响水质；且黑液中大量存在的碱性物质会使水体的pH值急剧升高，破坏水体环境的平衡。黑液中所含的污染物占到了造纸企业污染排放量的90％以上，是我国水污染最大的污染源之一。现在对造纸黑液的处理方法主要分为物理处理法、物化处理法、生物处理法、化学处理法等。但这些对造纸黑液处理的方法全部是将黑液中的有机质进行分离或者降解。造纸黑液有机质含量较高，如果全部采取降解的方式，则会消耗大量的化学药品，同时也不能有效利用黑液中的有机质，造成效益低下。

磷酸：是一种常见的无机酸，是生产过磷酸钙、磷酸二氢钾等磷肥的原料。

硝酸钾：无色透明棱柱状或白色颗粒或结晶性粉末。硝酸钾属于二元复合肥。硝酸钾是无氯钾、氮复合肥料，植物营养素钾、氮的总含量可达60％左右，具有良好的物理化学性质。硝酸钾在农业市场用途十分广泛。

硝酸铵：是无色无臭的透明结晶或呈白色的结晶，易溶于水。是主要氮肥。

以下为实施例：

实施例1

一种有机无机复混肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)原料混合液的制备：称取草木灰加入到造纸黑液中，每毫升造纸黑液中加入草木灰0.1g，40℃条件下搅拌，得到原料混合液；

(2)有机无机复混液的制备：将步骤(1)制备的原料混合液，用磷酸调节pH值至5.18，并加入含氮添加剂，每毫升造纸黑液加入含氮添加剂硝酸钾0.08，得到有机无机复混液。

(3)有机无机复混肥的制备：将步骤(2)中制备的有机无机复混液，4小时后在130℃下烘干，即制得所述有机无机复混肥。

制得的有机无机复混肥，经测定，总氮4.74％，总磷16.65％，钾4.71％，有机质20.54％。

实施例2

一种有机无机复混肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)原料混合液的制备：称取草木灰加入到造纸黑液中，每毫升造纸黑液中加入草木灰0.08g，35℃条件下搅拌，得到原料混合液；

(2)有机无机复混液的制备：将步骤(1)制备的原料混合液，用磷酸调节pH值至5.17，并加入含氮添加剂，每毫升造纸黑液加入含氮添加硝酸钾0.067g，得到有机无机复混液。

(3)有机无机复混肥的制备：将步骤(2)中制备的有机无机复混液，4小时后在120℃下烘干，即制得所述有机无机复混肥。

制得的有机无机复混肥，经测定，总氮3.08％，总磷15.81％，钾12.98％，有机质20.66％。

实施例3

一种有机无机复混肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)原料混合液的制备：称取草木灰加入到造纸黑液中，每毫升造纸黑液中加入草木灰0.083g，45℃条件下搅拌，得到原料混合液；

(2)有机无机复混液的制备：将步骤(1)制备的原料混合液，用磷酸调节pH值至5.16，并加入含氮添加剂，每毫升造纸黑液加入含氮添加剂硝酸铵和硝酸钾按照质量比例2:1的混合物0.05g，得到有机无机复混液。

(3)有机无机复混肥的制备：将步骤(2)中制备的有机无机复混液，4小时后在140℃下烘干，即制得所述有机无机复混肥。

实施例4

一种有机无机复混肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)原料混合液的制备：称取草木灰加入到造纸黑液中，每毫升造纸黑液中加入草木灰0.083g，40℃条件下搅拌，得到原料混合液；

(2)有机无机复混液的制备：将步骤(1)制备的原料混合液，用磷酸调节pH值至5.28，并加入含氮添加剂，每毫升造纸黑液加入含氮添加剂硝酸铵和硝酸钾按照质量比例1.5:1的混合物0.042g，得到有机无机复混液。

制得的有机无机复混肥，经测定，总氮3.80％，总磷16.61％，钾4.70％，有机质19.69％。

实施例5

一种有机无机复混肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)原料混合液的制备：称取草木灰加入到造纸黑液中，每毫升造纸黑液中加入草木灰0.125g，40℃条件下搅拌，得到原料混合液；

(2)有机无机复混液的制备：将步骤(1)制备的原料混合液，用磷酸调节pH值至6.08，并加入含氮添加剂，每毫升造纸黑液加入含氮添加剂硝酸铵和硝酸钾按照质量比例1.5:1的混合物0.063g，得到有机无机复混液。

制得的有机无机复混肥，经测定，总氮4.24％，总磷8.02％，钾5.05％，有机质14.75％。

实施例6

一种有机无机复混肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)原料混合液的制备：称取草木灰加入到造纸黑液中，每毫升造纸黑液中加入草木灰0.1g，35℃条件下搅拌，得到原料混合液；

(2)有机无机复混液的制备：将步骤(1)制备的原料混合液，用磷酸调节pH值至5.52，并加入含氮添加剂，每毫升造纸黑液加入含氮添加剂硝酸铵和硝酸钾按照质量比例1:1的混合物0.04g，得到有机无机复混液。

制得的有机无机复混肥，经测定，总氮3.15％，总磷15.68％，钾6.68％，有机质20.32％。

实施例7

一种有机无机复混肥的制备方法，包括以下步骤：

(2)有机无机复混液的制备：将步骤(1)制备的原料混合液，用磷酸调节pH值至5.28，并加入含氮添加剂，每毫升造纸黑液加入含氮添加剂硝酸铵和硝酸钾按照质量比例1:1的混合物0.05g，得到有机无机复混液。

制得的有机无机复混肥，经测定，总氮3.53％，总磷17.29％，钾5.61％，有机质13.19％。

实施例8

一种有机无机复混肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)原料混合液的制备：称取草木灰加入到造纸黑液中，每毫升造纸黑液中加入草木灰0.1g，45℃条件下搅拌，得到原料混合液；

(2)有机无机复混液的制备：将步骤(1)制备的原料混合液，用磷酸调节pH值至5.59，并加入含氮添加剂，每毫升造纸黑液加入含氮添加剂硝酸铵和硝酸钾按照质量比例1:1的混合物0.04g，得到有机无机复混液。

制得的有机无机复混肥，经测定，总氮3.16％，总磷15.55％，钾5.11％，有机质17.64％。

实施例9

GB_1887-2009对有机无机复混肥含量要求及各实施例数据如下：

表1有机无机复混肥含量要求

表2以硝酸钾作为含氮添加剂时的实验结果

表3NH₄NO₃+KNO₃混合使用的结果

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种有机无机复混肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的有机无机复混肥的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)用磷酸调节原料混合液pH值在5.16至6.08之间。

3.如权利要求1所述的有机无机复混肥的制备方法，其特征在于，所述含氮添加剂为硝酸铵和硝酸钾中的一种或两种的混合物。

4.如权利要求3所述的有机无机复混肥的制备方法，其特征在于，所述含氮添加剂为硝酸钾。

5.如权利要求3所述的有机无机复混肥的制备方法，其特征在于，所述含氮添加剂为硝酸铵和硝酸钾按照质量比例1:1至2:1混合的混合物。