CN1198427A

CN1198427A - 一种氮磷钾长效复合肥及生产方法

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Publication number: CN1198427A
Application number: CN97103575A
Authority: CN
Inventors: 吕庆淮
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-05-01
Filing date: 1997-05-01
Publication date: 1998-11-11

Abstract

本发明属于一种农用肥料,涉及一种新型长效复合肥及生产该复合肥的方法,磷石膏具有调理土壤的功能,泥煤中的腐植酸是一种优良的土壤改良剂和植物生长刺激剂,利用这两种资源丰富的原料和尿素,磷酸铵,硫酸钾混合,采用复合有机材料包裹工艺生产长效复合肥,该肥料对玉米、小麦、水稻等作物使用,年生长周期一次施肥,增产率可达10%以上,不仅合理地利用了资源,改善土壤结构,而且生产工艺简单,成本低廉,易于在农业上大面积推广。

Description

一种氮磷钾长效复合肥及生产方法

目前，我国化肥利用率低的现象普遍存在。据文献报导，氮肥的利用率约为35％-60％，磷肥约为10-15％，钾肥约为30-60％，也就是说，施到田里的氮磷钾约有一半甚至是大部分末被当季作物吸收利用。其中一部分在土壤中转化为迟效养分，另一部分因损失白白浪费掉。

导致化肥利用率低的原因是多方面的，各种营养元素利用率低的原因也不尽相同。氮肥一般认为是由硝酸盐的反硝化作用和氨的挥发损失所致。尿素主要是被土壤尿酶很快水解生成碳酸铵，进而分解损失所致。另外，雨水淋湿而进入深层土壤中的残留氮素基本也是无效的。

化肥营养元素的释放速率与作物全生育期不同步也是有效成份利用率低的原因之一。

磷肥不挥发，并且淋湿也较少，但是它在土壤中移动性差。同时，易被土壤中Ca²⁺，Mg²⁺等离子固定，所以，磷肥的利用率更低。

钾肥利用率低的原因和氮肥相似。钾肥利用率低的主要原因是钾离子在土壤中干湿交替下，可进入粘土矿物的晶格内而被固定，也可经过化学反应和生物作用而周定。

另外，氮磷钾的比例不协调及缺乏微量元素等也是造成作物生长不良，导致化肥利用率低的原因之一。

目前，由于大量使用化肥，有机肥用量相对减少，导致土壤养份结构比例失调，土壤板结，特别在我国北方地区，由于长期干旱而造成地表水位下降，上壤砂化速度加剧，产生严重的漏肥现象，也是导致化肥利用率低的主要原因之一。

农民常用的速溶速效肥如碳铵、磷铵、尿素等，施到地里靠浇水，或下雨溶解后才能被吸收，如果不浇水或者不下雨、干旱不但产生不了肥效，反而危害农作物，甚至于烧死苗。长期以来，农民施肥基本上都是高氮、低磷钾，年年往地里施入大量氮肥确实能够增产。但是，由于地里的磷钾元素缺少。造成农作物果实口感品质逐年下降。例如：西瓜个大但不甜，雪花梨个大，肉糠缺少甜味等等。可以说，农作物都已不同程度地存在着品质下降的问题。这并不是农作物品种的退化所致，其主要原因是由于高氮、低磷钾所致。

土壤肥力是影响农业生产持续发展的主要因素。要保持农业生产稳定持续发展，首先要增加土壤养份含量，协调养分组成，改善土壤营养条件，不断提高土壤肥力。

当前，世界化肥生产已进入一个新阶段，高效多元素复合肥正在代替过去的单一低浓度的化肥品种。同时，许多国家已将包膜，生物抑制技术应用于化肥工业，生产出诸如包膜，生物抑制剂肥料。但是，这些肥料的工艺复杂、成本高、环境效益欠佳，尤其将单元素肥料，经过二次加工，其性能并末见改善成本反而增加，加重了农民的负担。

近年来，国内已经把腐植酸应用于化肥工业，生产出含腐植酸和黄腐植酸的复合肥产品。腐植酸是一类结构性质相近物质的复杂混合物，是草炭、褐煤或风化煤的碱抽提物。因为它是一种亲水胶体带有能和金属离子交换结合的酸性基团，又带有氧化还原反应的基团(也许还有一些没搞清楚的基团)，因而是一种多功能混合物。腐植酸作为一种植物生产调节剂早已被证明，且还能抑制气孔开度，使植物减少蒸腾。因此，抗旱或抗枯萎。

腐植酸是一种优良的土壤改良剂和植物生产刺激剂。对养分和水份具有较强的吸附作用，同时，可与土壤中的铝、镁、钙等多种元素形成螯合物，阻止了土壤中铝、镁、铁、钙等元素对磷的固定，从而大大地提高了磷的利用率。

腐植酸还能通过盐基交换，并经过分解以及作为螯合剂，经常不断地释放各类元素。

腐植酸肥料是我国近年来发展起来的一类肥料。CN1025430C和CN1030655C中有过介绍。这类肥料中有的是固体肥料。有的是液体肥料。从贮运和使用方便的角度考虑，农民更愿意使用固体肥料。特别是高效固体复合肥。目前已生产的长效复合肥中氮磷钾的营养比例不够协调。氮磷含量比较钾含量高得多，这不能够有效地调整土壤中氮磷钾的比例，不利于一些作物的成长发育，同时也使得土壤养分失调。不利于农作物的优质高产。

虽然腐植酸对养分和水份具有较强的吸附作用，但是，其使用浓度不同且来源不同其效果也不相同。因此，仍熟会导致肥料养分的部分流失和浪费现象。

天然石膏可以用作土壤调理剂。一致的意见是，硫酸钙中的Ca²⁺与2Na⁺交换，从而改善了粘土的渗透性。磷石膏也可以作为土壤调理剂而不需要净化。美国和澳大利亚使用磷石膏作为土壤调理剂都已获得成功。

磷石膏的组成，因不同的湿法磷酸工艺流程和不同地区的原料矿石而有差异。以73-75BPL摩洛哥矿为原料，采用半水物流程，二水物流程，半水-二水物流程所得磷石膏(滤饼)的组成，其重量百分比(干基)分别为：P₂O₅＜1.4％，CaO 32％-37％，SO₄ ^2- 52.8％-60.1％，F0.5％-1.5％，SiO₂ 0.4％-0.7％，Fe₂O₃＜0.1％，Al₂O₃＜0.1％，MgO＜0.1％，另外，痕量元素Cd，Cu，Zn，Pb，Cr，V也会从磷矿中转移到磷石膏中，其中它们的转移量按重量百分比计：Cd 20％，Cu 64％-100％，Zn 20％-49％，Pb 100％，Cr 3％-26％，V1％-100％。

湿法磷酸中所副产的磷石膏的量根据不同的原料矿和不同的工艺流程而不同。一般生产1tP₂O₅约副产4-6t磷石膏。在我国，这种副产磷石膏尚未被大量地利用，因此，许多磷酸厂和磷铵厂都有大量积压。甚至给生产厂家带来很大的麻烦。因为它占了大片的场地而又无法利用它。无论从环境保护还是从经济效益方面都不利。开发利用磷石膏是一件利国利民的事情。

尿素与甲醛经缩聚反应而制得的脲醛，反应方程式为：

产物脲醛(树脂)分子是网状结构，由于分子中空间阻碍作用，缩合反应总是含有部分末反应的羟甲醛(工业生产中，当PH7～8时，经测定反应物中游离醛达6～8％时即为反应终点)，所以具有较大的吸水性。可以制成水溶液和醇溶液。脲醛树脂硬而脆，通常加入纤维素，云母、金属粉等改性。脲醛(树脂)可以作为缓效肥使用，早已为众人所知。

将尿醛缩合反应的产物真空脱水制得脲醛树脂胶，并加入滑石粉和工业面粉改性。滑石粉和工业面粉同时作为填料用作肥料的载体。

氧化淀粉是以玉米淀粉为原料，利用次氯酸钠中的氯(Cl⁺)被还原成(Cl^-)，释放出新生态的氧〔O〕，，而新生态的氧使淀粉分子中的伯醇基(-CH₂OH)先氧化成醛基(-CHO)，最后氧化成羧基(-COOH)，即

所以，氧化后的淀粉是以含有羧基或醛基分子结构为主的变性淀粉。

而脲醛树脂生成后含有大量的二羟基甲基脲，也含有编合而成的链状有次甲基键存在的乙阶段树脂。这种乙阶段树脂在淀粉粘合剂中的羧基(-COOH)作用下，很快就成为三向交联的脲醛树脂。另一方面，淀粉粘合剂中的羧基也容易促使脲醛树脂中的羟基(-OH)发生反应。所以，其干燥性能要比一般的淀粉粘合剂好。

氧化淀粉在土壤水分的作用下，具有溶胀性。因此，对尿素氮具有吸附能力。将改性脲醛树脂胶与氧化淀粉胶混合而形成一种新型的复合材料，并成为一种新型的尿素氮吸附剂。用它作为粘合材料和载体制造的复合肥，在土壤水分的作用下，氧化淀粉易于溶胀，从而提高了对尿素氮的吸附能力。

淀粉和纤维素等多糖天然聚合物，其制品在潮湿条件下，容易在氧或无氧过程中被生物降解生成CO₂和H₂O。大多数微生物降解的聚合物是通过水解的增溶作用。淀粉、蛋白质是在真菌或细菌分沁的酶的作用下，先水解而后氧化降解的。因此，氧化淀粉和工业面粉不但不会影响环境，而且具有改良土壤的作用。随着氧化淀粉和工业面粉的逐渐降解，被吸附和被包裹的养分逐渐被释放出来，从而具有延缓肥效的作用。

本发明的目的在于：利用自然资源，合理调整作用施肥中的养分含量，提高作物产量和质量，降低生产成本，保护环境，改善土壤结构，提高土壤肥力，提高经济效益和社会效益。

本发明复合肥是在综合小麦、玉米及水稻等主要农作物生产发育过程中对氮磷钾及微量元素需求量的基础上。在对山东、河南两省部分地市的土壤结构和肥力进行初步调查了解的基础上，从发展我国农业、保护环境、改善土壤结构、提高土壤肥力、提高农作物产量和质量，降低成本，提高经济效益和社会效益的战略高度出发，利用国内资源十分丰富的泥煤和尚未被大量开发利用的磷石膏，采用复合有机材料包裹工艺，将无机材料、泥煤和磷石膏混合造粒，采用不同粒经的造粒技术和不同的施肥方法，研制出氮磷钾长效复合肥。与国内外长效肥，多元肥相比较，不仅合理地利用了自然资源，生产成本低，生产工艺简单，而且对土壤、作物、水系算生态环境具有良好的保护和促进作用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：按重量百分配比称取20％的尿素，19％的硫酸钾，16％的磷酸二铵或者是23％的尿素，13％的磷酸一铵，19％的硫酸钾，25％的泥煤，8％的磷石膏，4％的滑石，原料经粉碎后，泥煤粒度不大于40目，水分含量＜10％，磷石膏粒度小于100目，游离水分含量＜5％，滑石粉粒度小于100目，含水量＜3％。上述无机肥料各组分的粒度不大于60目，其中各有较成份含量及含水量按国家标准要求。

按重量百分配比称取85％的氧化淀粉胶，10％的尿醛树脂胶，5％的工业面粉，混合搅拌均匀，搅拌混合时间约30分钟，制得复合有机(粘合)材料。

将无机肥料与泥煤混合，掺入8％(重量)的复合有机(粘合)材料，搅拌混合均匀，再掺入磷石膏和滑石粉混合搅拌均匀，送入滚筒造粒机造粒，按要求造出2-3mm和4-6mm的颗粒，然后送入干燥器中控制干燥温度120-130℃之间进行干燥，出料后常温下逐渐冷却，冷却后的肥料进入回转筛进行分筛，最后将筛分的成品按粒度大小进行计量包装。

该产品具有下述特性：

全养分(N，P₂O₅，K₂O)含量＞30％

游离水含量≤6％

粒度2-3mm，4-6mm

主要用途和用法：

本发明复合肥是一种农作物长效复合肥，对小麦、玉米、水稻等作物具有良好的增产效果。同时具有提高农作物质量改善土壤结构，提高土壤肥力以及抗旱和延缓肥效的特性。经田间试验表明：小麦每亩增产10.8-16.7％，玉米每亩增产11.4-18.6％，水稻每亩增产13.5-21.3％等等。

使用方法：

小麦、作底肥、于播种前翻地时，每亩撒施大小粒度(2-3mm，4-6mm)各60斤，播种时，施用2-3mm肥料20斤，随种子入土作种肥。

玉米，翻地时，每亩撤施大小粒经肥料各50斤，布种时，施用2-3mm肥料30斤，随种子作种肥。

水稻、作底肥，泡田前，4-6mm肥料，每亩80斤，2-3mm每亩60斤，托板耙平封闭。

Claims

1.一种氮磷钾长效复合肥，其特征在于它是由55％(重量)的无机肥料，25％(重量)的泥煤，8％(重量)的磷石膏，4％(重量)的滑石粉和8％(重量)的复合有机材料组成。所说的55％(重量)的无机肥料，是由20％(重量)的尿素，19％(重量)的硫酸钾，16％(重量)的磷酸二铵或者是由23％(重量)的尿素，19％(重量)的硫酸钾，13％(重量)的磷酸一铵所组成；所说的复合有机材料是由85％(重量)的氧化淀粉胶，10％(重量)的脲醛树脂胶，5％(重量)的工业面粉所组成。

2.根据仅利要求1所述的一种氮磷钾的长效复合肥，其生产方法是将无机肥料、泥煤、磷石膏、滑石粉碎，先将无机肥料和泥煤与复合有机材料混匀，然后掺入滑石粉和磷石膏，搅拌混匀、造粒、干燥得到其产品。

3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于泥煤中腐植酸含量不少于15％(重量)。

4.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于泥煤的粒度不大于40目。

5.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于无机肥料的粒度不大于60目。

6.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于磷石膏、滑石粉的粒度小于100目。

7.根据权利要求1、2、3、4、5、6所述的长效复合肥，其特征在于该成品具有下述特征：

全养分(N，P₂O₅，K₂O)含量＞30％

粒度2-3mm，4-6mm。

游离水分含量≤6％。