一種長效腐植酸磷肥的制備方法

一、基本信息

1.專利號：ZL200210002185.7。

2.發(fā)明人：武麗萍、郎春梅、成紹鑫。

3.專利權人：中國科學院山西煤炭化學研究所。

4.授權時間：2005年8 月3 日。

5.技術領域：本發(fā)明屬于緩釋肥料，具體地說涉及一種長效腐植酸磷肥的制備方法。

二、發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種低成本，應用效果穩(wěn)定的長效腐植酸磷肥的制備方法。

本發(fā)明的長效腐植酸磷肥，其主要成分重量百分比為：水分3%～5%、灰分34%～63%、腐植酸含量7%～54%、有效磷含量9%～25%。

本發(fā)明長效腐植酸磷肥的制備按照如下步驟進行：

（1）將粉碎40 目至80 目的含腐植酸原料煤、促進劑、絡合劑、速效磷肥與水以10～90∶0.5～10∶0.1～2∶10～90∶50～200的重量比例混合，在50～120 ℃反應0.5～5 h；

（2）上述反應物經(jīng)濃縮至水分小于50%后，干燥，制成長效腐植酸磷肥產(chǎn)品。

如上所述的含腐植酸原料是泥炭、褐煤、風化煤等，其腐植酸含量至少要達到40%（干基），最好為60%以上。

如上所述的促進劑是重量百分比濃度為5%～10%的氨水、2%～20%的碳銨水溶液的混合物或氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鐵的一種或其混合物。

如上所述的絡合劑可以是硫酸亞鐵、硫酸鋁、硫酸鋅、硫酸錳的一種或其混合物。

如上所述的速效磷肥可以是過磷酸鈣、磷酸二氫銨或磷酸氫二銨。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

（1）采用低級別煤（泥炭、褐煤和風化煤）腐植酸與速效磷肥進行化學反應的工藝路線，其工藝簡單，成本低廉。

（2）由于腐植酸中活潑的含氧官能團與磷肥的有效結合并形成了HA-P 復合物，使得相當一部分水溶磷轉化為枸溶磷，而且增加了反應產(chǎn)物中的總有效磷含量，克服了普通速效磷肥易于被土壤固定、磷利用率低的缺點，從根本上實現(xiàn)了磷肥的長效化。

（3）本發(fā)明產(chǎn)品中有較多的枸溶磷，由于枸溶磷不容易被土壤固定，從而延長對植物供磷的時間，因此極大提高了磷肥的利用率。

（4）本發(fā)明由于腐植酸的加入，還克服了普通磷肥易吸濕和結塊的弊端。

（5）在施肥量相同或減少的情況下，HA-P比相應普通磷肥增產(chǎn)10%左右，磷利用率提高10 個百分點。

（6）由于腐植酸的協(xié)同效應，使得本產(chǎn)品還具有活化土壤中難溶磷、改良土壤理化性質、改善作物品質、增強作物抗逆性能等優(yōu)點。

（7）本發(fā)明的產(chǎn)品除單獨作為長效磷肥使用外，還可作為高濃度多元素復混及摻混肥料的主要組分。

具體實施方式：

實施例1

取風化煤20 g，與5%氨水和2%碳銨水溶液的混合液3 mL、硫酸亞鐵0.2 g、過磷酸鈣180 g、水400 mL 混合攪勻，在50 ℃反應5 h，濃縮干燥，制成長效腐植酸磷肥產(chǎn)品。其有效成分（重量百分比）為水分4.5，灰分67.8，腐植酸7，有效磷含量20.7。

實施例2

取泥炭50 g，與氫氧化鈉和氫氧化鐵的混合物（重量比1∶1）5 g，硫酸亞鐵、硫酸鋁、硫酸鋅的混合物（重量比1∶1∶2）0.3 g，磷酸二氫銨50 g，水200 mL 混合攪勻，在100 ℃反應2 h，濃縮干燥，制成長效腐植酸磷肥產(chǎn)品。其有效成分（重量百分比）為水分3.5，灰分34.7，腐植酸36.3，有效磷含量25.5。

實施例3

取褐煤70 g，與氫氧化鈉和氫氧化鉀的混合物（重量比1∶1）7 g、硫酸錳2 g、磷酸氫二銨30 g、水400 mL 混合攪勻，在80 ℃反應2 h，濃縮干燥，制成長效腐植酸磷肥產(chǎn)品。其有效成分（重量百分比）為水分3.2，灰分36.8，腐植酸42.4，有效磷含量17.6。

實施例4

取泥炭80 g，與5%氨水和2%碳銨水溶液的混合液5 mL、氫氧化鈉7 g、硫酸鋅0.8 g、磷酸二氫銨20 g、水500 mL 混合攪勻，在120 ℃反應1 h，濃縮干燥，制成長效腐植酸磷肥產(chǎn)品。其有效成分（重量百分比）為水分3.8，灰分29.6，腐植酸53.4，有效磷含量13.2。

實施例5

取褐煤30 g，與氫氧化鉀1.5 g，硫酸亞鐵、硫酸鋁、硫酸鋅、硫酸錳的混合物（重量比1∶1∶1∶1）0.3 g，過磷酸鈣70 g、水200 mL混合攪勻，在100 ℃反應5 h，濃縮干燥，制成長效腐植酸磷肥產(chǎn)品。其有效成分（重量百分比）為水分4.3，灰分58.9，腐植酸18.6，有效磷含量18.2。

實施例6

取風化煤90 g，與氫氧化鐵7%、硫酸鋁1.2 g、磷酸氫二銨10 g、水300 mL 混合攪勻，在90 ℃反應1.5 h，濃縮干燥，制成長效腐植酸磷肥產(chǎn)品。其有效成分（重量百分比）為水分3.8，灰分33.6，腐植酸53.4，有效磷含量9.2。

實施例7

取風化煤40 g、氫氧化鉀和氫氧化鐵的混合物（重量比1∶1）3 g、硫酸錳和硫酸鋅的混合物2 g、過磷酸鈣60 g、水250 mL 混合攪勻，在80 ℃反應4 h，濃縮干燥，制成長效腐植酸磷肥產(chǎn)品。其有效成分（重量百分比）為水分4.2，灰分48.6，腐植酸24.6，有效磷含量22.6。

實施例8

取泥炭30 g、氫氧化鉀3 g、硫酸亞鐵1 g、過磷酸鈣70 g、水300 mL 混合攪勻，在120 ℃反應5 h，濃縮干燥，制成長效腐植酸磷肥產(chǎn)品。其有效成分（重量百分比）為水分3.6，灰分53.1，腐植酸18.4，有效磷含量24.9。

取實施例1、2、3、4、5、6、7、8 制備的長效腐植酸磷肥產(chǎn)品，與普通過磷酸鈣對比。在400 g土中按等磷量（500 mg P2O5/kg 土）分別混入并置于500 mL的玻璃燒杯中，每5 天攪動并等量淋水一次，使土壤中的水分接近田間狀態(tài)，室溫下培養(yǎng)60 天，測定土壤中的有效P2O5含量及各種磷肥抑制土壤對磷的固定作用。試驗結果見表1。

表1 各種磷肥在土壤中培養(yǎng)60 天后有效磷及其固定率的測定結果

三、背景技術

磷是農(nóng)作物生長發(fā)育所必需的三大元素之一。磷肥的合理施用已成為確保作物產(chǎn)量和提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的重要因素。但是，由于土壤對磷的固定，導致作物對磷肥的利用率極低，其速效（水溶）磷施入土壤后一般7 天內大部分轉化成無效磷。此外，還有部分磷溶于水體，導致水體富營養(yǎng)化，惡化人類和生物生存環(huán)境。因此，減少磷的固定和損失，提高磷肥利用率和肥效，已成為當今化肥和農(nóng)學界競相研究的熱點和難點。磷肥的長效緩效化是解決這一難題的關鍵措施。

國內外大量研究表明，煤基腐植酸是一種廉價有效的化肥增效劑，對于減少氮和鉀的流失、抑制磷的固定有明顯作用，而對磷肥的作用尤其引起人們的普遍關注。上世紀50年代初，日本學者已發(fā)現(xiàn)腐植酸有抑制磷肥固定的作用，我國學者也做了大量的試驗研究，證明土壤中添加各種腐植酸鹽均減少了土壤對磷的固定。

目前，有關長效腐植酸磷肥制備的專利文獻及報道很多，主要采用以下2 種方法：（1）腐植酸或其鹽類與速效磷肥混合造粒，制成顆粒肥料。日本牧田三郎（日特許公報，49-123849）曾用硝基黃腐酸（NFA）與過磷酸鈣混合造粒，認為NFA 阻止了水溶性磷與金屬離子的作用，使得磷肥品質穩(wěn)定，肥效提高。烏茲別克（USSR 359247）也曾用15%～17%的腐植酸銨（HA-NH4）與普鈣或重鈣混合制造顆粒肥料。我國上世紀70年代以來也是用這種方法生產(chǎn)HA-P的。前蘇聯(lián)（SU 139328）曾在普鈣粉末上噴淋腐植酸鈉溶液后進行造粒。日本專利（日特許公報）披露：腐植酸與磷銨加熱加壓反應制成緩效型HA-NP 復合肥，但未見工業(yè)化的報道。（2）HA-NPK 及多元素顆粒復混肥料。近年來我國和日本公布過此類專利，證明施用上述產(chǎn)品后，可減少磷的固定，提高磷的利用率和作物產(chǎn)量。但是，這類簡單機械混合型的單質和復混肥至今仍處于粗放狀態(tài)，工藝落后，應用效果不夠穩(wěn)定，經(jīng)濟上也未完全過關。有關腐植酸與磷肥化學反應制備有機復合磷肥的工藝，至今未見報道。

發(fā)明人簡介：武麗萍，女，1965年生，遼寧省營口市人，中共黨員，中國科學院山西煤炭化學研究所研究員、腐植酸課題組組長。主要研究方向：煤基腐植酸制備技術研發(fā)及工程化示范；不同來源腐植酸組成結構及應用性能；系列腐植酸標準制定研究等。電話：13509 717395；郵箱：wulp10@163.com。