一種腐植酸復(fù)混肥及其制備方法

一、基本信息

1. 專利號(hào)：ZL201310269442.1。

2. 發(fā)明人：馮廣祥、張瑞庭。

3. 專利權(quán)人：吉林澳佳農(nóng)業(yè)科技有限公司

4. 授權(quán)時(shí)間：2014年9月17日。

5. 技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明涉及腐植酸肥料，具體涉及一種腐植酸復(fù)混肥及其制備方法。

二、發(fā)明內(nèi)容

（一）發(fā)明目的

本發(fā)明的目的是提供一種腐植酸復(fù)混肥；另一目的是提供所述復(fù)混肥的制備方法。

（二）原料

本發(fā)明提供的一種腐植酸復(fù)混肥，其原料含有以下成分：氯化鉀、磷酸一銨、尿素、風(fēng)化煤或褐煤、硫酸、洗滌水和液氨。

具體所述復(fù)混肥的原料含有以下重量份的成分：氯化鉀10～30份、磷酸一銨10～45份、尿素15～45份、風(fēng)化煤或褐煤10～15份、硫酸2～5份、洗滌水0.1～2.5份，用液氨調(diào)pH為7～8。

優(yōu)選所述復(fù)混肥的原料含有以下重量份的成分：氯化鉀15～20份、磷酸一銨10～40份、尿素19～45份、風(fēng)化煤或褐煤10～13份、硫酸2.3～5份、洗滌水0.1～0.8份，用液氨調(diào)pH為7～8。

進(jìn)一步優(yōu)選所述復(fù)混肥的原料含有以下重量份的成分：氯化鉀20份、磷酸一銨22.7份、尿素45份、風(fēng)化煤或褐煤10份、硫酸2.3份、洗滌水0.1～0.5份，用液氨調(diào)pH為7.5～8。

本發(fā)明提供的復(fù)混肥中，還含有氯化銨或沸石粉，其中氯化銨的用量為10～30份，優(yōu)選為15～25份，進(jìn)一步優(yōu)選為20份；所述沸石粉的用量為5～10份，優(yōu)選為6～8份，進(jìn)一步優(yōu)選為7.3份。上述成分添加與否主要依據(jù)的是：原料中氮、磷、鉀含量總和確定是否增加氯化銨，并決定其用量；根據(jù)混合料的粘度確定是否添加沸石粉及其用量。

上述復(fù)混肥中：

所述重量份可以是μg、mg、g、kg等公知的重量單位，也可以是其倍數(shù)，如1/10、1/100、10倍、100倍等。

所述硫酸的濃度為80%～93%。

所述洗滌水是腐植酸氨化過程（尤其是本發(fā)明）中產(chǎn)生的尾氣抽入到洗滌器中，用水進(jìn)行洗滌，洗滌水pH為3～5時(shí)，其主要成分為水和硫酸銨，洗滌水中硫酸銨含量為2%～4%。

本發(fā)明無特殊說明，“%”指的是質(zhì)量百分比。

（三）制備方法

上述復(fù)混肥的制備方法包括以下步驟：

1. 按照配比稱取原料，將氯化鉀、磷酸一銨、尿素、風(fēng)化煤或褐煤混勻，破碎，即得粉狀混合物，備用。

2. 將步驟1得到的粉狀混合物加入硫酸和洗滌水，得到混合料，然后加入液氨，使混合料的pH在7～8，反應(yīng)溫度為70～80 ℃，通入蒸汽造粒，烘干，冷卻，篩分為2.5～4 mm顆粒，即得。

上述方法中：

當(dāng)反應(yīng)溫度未達(dá)到70 ℃時(shí)，可加入少量的洗滌水，稀釋硫酸，使得溫度提高到70～80 ℃。

所述蒸汽用流量計(jì)控制，其用量1噸混合料用20～80 kg蒸汽。

所述制粒過程中的烘干溫度為110～130 ℃（頭部溫度），尾部為75～85 ℃。

所述篩分過程為：先分篩大顆粒即大于直徑4 mm的顆粒，大顆粒篩出后經(jīng)過破碎機(jī)，破碎成60目小顆粒，重新回到造粒機(jī)，除大顆粒以外的物料進(jìn)行二級(jí)篩分，目的篩分出細(xì)小的顆粒，即小直徑2.5 mm，細(xì)小顆粒直接進(jìn)入造粒機(jī)，最后得到的是直徑為2.5～4 mm的顆粒。

本發(fā)明提供的腐植酸復(fù)混肥中，含氮13%～26%、含磷（五氧化二磷）5%～20%、含鉀（氧化鉀）8%～13%，含腐植酸3%～5%。

（四）有益效果

本發(fā)明提供的腐植酸復(fù)混肥及制備方法具有以下優(yōu)勢(shì)。

1. 與CN201210149276.7（以下簡(jiǎn)稱2012年專利）相比，本發(fā)明提供的腐植酸復(fù)混肥具有以下區(qū)別。

（1）活化處理。本發(fā)明是利用氨酸法生產(chǎn)復(fù)混肥工藝來解決風(fēng)化煤的活化處理，提高風(fēng)化煤中腐植酸的活性，達(dá)到增產(chǎn)增收的目的。而2012年專利只是利用氨酸法生產(chǎn)含有一定量風(fēng)化煤（腐植酸）的復(fù)混肥料，這點(diǎn)通過復(fù)混肥料本身的pH在5～6可以看出，而且該專利沒有對(duì)風(fēng)化煤進(jìn)行活化處理，其農(nóng)藝效果較活化后的差。

另外，粉塵、氨氣等廢棄物是腐植酸活化過程中必然的產(chǎn)物，本發(fā)明對(duì)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的粉塵和氨氣進(jìn)行了回收，并再利用，是本領(lǐng)域的創(chuàng)新，而2012年專利則沒有這方面的利用。

（2）制備方法。氨化的基本條件是水含量、溫度、酸堿度和反應(yīng)時(shí)間。而反應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短與前3項(xiàng)又密切相關(guān)，四者均是腐植酸活化必不可少的條件。

本發(fā)明提供的水是由蒸汽和洗滌水提供的，而2012年專利則主要是蒸汽；本發(fā)明的反應(yīng)溫度一部分是靠蒸汽提供，主要部分是濃硫酸和洗滌水加入時(shí)硫酸稀釋放出的熱量提供，還有一部分是液氨與硫酸、磷酸一銨的反應(yīng)放熱來提供，總體反應(yīng)溫度達(dá)到70～80 ℃，達(dá)到該溫度時(shí)，出口的復(fù)混肥就已經(jīng)差不多干燥完畢，而里面的溫度依然能使腐植酸繼續(xù)活化，如溫度過低則需要增加烘干負(fù)荷，同時(shí)延長(zhǎng)活化反應(yīng)時(shí)間。本發(fā)明通過液氨來調(diào)節(jié)酸堿度，本發(fā)明限定混合料的最終pH為7～8，而2012年專利則將pH限定為5.6～6.4。眾所周知，腐植酸是溶于堿析于酸的，只有在堿性環(huán)境下，維持一定溫度，保持一段時(shí)間，其活化后的腐植酸的溶出率才高。所以活化時(shí)pH較低如2012年專利的5.6～6.4時(shí)，其活化的腐植酸少，則在施肥過程中需要給予較多的肥，才能達(dá)到農(nóng)林效果，本發(fā)明提供的pH范圍內(nèi)腐植酸活性最佳。

因?yàn)楸景l(fā)明的反應(yīng)溫度是通過硫酸、蒸汽等提供的，不需要耗煤，再加上制備過程用水量少，雖然在蒸汽和烘干時(shí)用了煤，但是較2012年專利降低了熱度的負(fù)荷，節(jié)省了煤耗，煤耗由原來38公斤每噸降到30公斤每噸，全年按10萬(wàn)噸計(jì)，可節(jié)省800噸煤。同時(shí)，也因?yàn)楹娓蓽囟鹊慕档?，保護(hù)了氨化后的腐植酸的活性，增加了農(nóng)藝效果。

2. 本發(fā)明提供的制備方法具有可控性和及時(shí)性。采用本發(fā)明的制備方法通過對(duì)腐植酸復(fù)混肥的造粒工藝進(jìn)行改進(jìn)和指標(biāo)控制，能夠達(dá)到隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，對(duì)風(fēng)化煤或褐煤進(jìn)行氨化處理。做到了及時(shí)氨化，及時(shí)使用，避免了傳統(tǒng)氨化時(shí)因放置時(shí)間過長(zhǎng)而降低氨化后的活性，解決了傳統(tǒng)方法的局限性。真正發(fā)揮出活性腐植酸在農(nóng)業(yè)上的作用。

3. 本發(fā)明提供的制備方法降低了因風(fēng)化煤、褐煤和碳酸氫銨反應(yīng)造成的氨氣的揮發(fā)，減少了對(duì)環(huán)境的污染。也避免了風(fēng)化煤、褐煤和氫氧化鈉反應(yīng)將鈉離子帶入土壤中，影響作物生長(zhǎng)。同時(shí)還采取水膜加硫酸的方式洗去物料中極少的粉塵和氨氣，并用此洗滌液作為稀釋濃硫酸的補(bǔ)充液，最終達(dá)到零污染零浪費(fèi)。

4. 對(duì)本發(fā)明提供的腐植酸復(fù)混肥進(jìn)行檢測(cè)，其氮磷鉀的含量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)復(fù)混肥的規(guī)定。

5. 本發(fā)明提供的腐植酸復(fù)混肥在棉花、玉米、大豆上進(jìn)行了試驗(yàn)，增產(chǎn)效果明顯。

（1）對(duì)棉花進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。本發(fā)明提供的腐植酸復(fù)混肥省工省時(shí)，比現(xiàn)有技術(shù)增產(chǎn)7%～8%，很受農(nóng)民歡迎。

（2）對(duì)玉米進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。作為夏玉米一次性施肥，能夠大幅度提高產(chǎn)量、產(chǎn)值和種植效益，達(dá)到一次施肥就實(shí)現(xiàn)了夏玉米高產(chǎn)的目標(biāo)，比常規(guī)肥料和常規(guī)氨化腐植酸肥具有顯著的增產(chǎn)增收效果，并且肥效利用率高，對(duì)環(huán)境友好；本發(fā)明提供的腐植酸復(fù)混肥在當(dāng)年夏玉米生長(zhǎng)中后期遇到嚴(yán)重雨澇低溫災(zāi)害性氣候環(huán)境下，表現(xiàn)了明顯的耐澇抗災(zāi)性能，玉米青葉活稈成熟，籽粒飽滿光亮，品質(zhì)明顯提高；腐植酸復(fù)混肥是一個(gè)科技含量較高的新型肥料，解決了夏玉米高產(chǎn)施肥的“老大難”問題，既省工省力，又高產(chǎn)高效，具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

（3）對(duì)大豆進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過產(chǎn)量調(diào)查與效益分析，使用本發(fā)明提供的腐植酸復(fù)混肥從株粒數(shù)、株莢數(shù)、百粒重、畝效益看，都比現(xiàn)有技術(shù)好。

在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之做一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。

三、背景技術(shù)

腐植酸主要是植物遺骸，經(jīng)過微生物的分解和轉(zhuǎn)化，以及地球化學(xué)的一系列過程形成和積累起來的一類有機(jī)物質(zhì)。它是一種非均一的高分子縮聚物，也可以看成是一種不定型的高分子膠體，具有良好的生理活性和吸收、絡(luò)合、交換等功能，能起到改良土壤結(jié)構(gòu)的作用。

近年來，腐植酸在復(fù)混肥料中也逐漸開始被使用。它具有緩釋增效、改良土壤、刺激作物生長(zhǎng)、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、抗旱、抗?jié)车裙δ堋?/p>

但因腐植酸屬于大分子官能團(tuán)結(jié)構(gòu)，直接應(yīng)用于復(fù)合肥料上效果比較緩慢，只有通過土壤中各類菌的消化后才能發(fā)揮其功能。通常的做法是先制備腐植酸鹽，然后再將其與其他肥料配合使用，或者將腐植酸與其他肥料混合，一起活化。如以下專利：

CN00123249.5公開了一種可調(diào)控高效有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥及制備工藝?？烧{(diào)控高效有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥的原料組分，按不同配方其質(zhì)量計(jì)份幅度如下：褐煤或風(fēng)化煤或泥炭經(jīng)氨化處理制成的腐植酸銨15～35，尿素18～65，硝酸銨或硫酸銨0～5，硫酸鉀或氯化鉀0～30，磷酸一銨或二銨或過磷酸鈣0～35，脲酶抑制劑0～1，硝化抑制劑0～0.3，微量元素0～0.5，水8～20。

以上述專利為例，單獨(dú)的將腐植酸氨化，周期長(zhǎng)，易造成氮損污染空氣；受氨化溫度限制，冬季不利于生產(chǎn)，使生產(chǎn)受到限制不能連續(xù)生產(chǎn)。

還有在上文提到2012年專利制得肥料pH為弱酸性，腐植酸的活化量較低，需要施用大量的專用肥料才能滿足農(nóng)作物的需要。

因此，需要提供一種新的腐植酸復(fù)混肥。

發(fā)明人簡(jiǎn)介：馮廣祥，男，1968年生，北京市人，中共黨員，研究生學(xué)歷。北京澳佳生態(tài)農(nóng)業(yè)股份有限公司董事長(zhǎng)兼總經(jīng)理，中國(guó)腐植酸工業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)，首屆、第二屆腐植酸肥料專委會(huì)主任。從1996年起從事腐植酸肥料研發(fā)生產(chǎn)與推廣應(yīng)用工作。電話：13901365930；郵箱：2789113572@qq.com。