CN103922860A

CN103922860A - 一种磷酸氨盐长效缓释肥粒料的生产方法

Info

Publication number: CN103922860A
Application number: CN201410183520.0A
Authority: CN
Inventors: 张鸣; 陈令坤; 肖鹏; 康爱红; 吴正光
Original assignee: Yangzhou University
Current assignee: Yangzhou University
Priority date: 2014-05-04
Filing date: 2014-05-04
Publication date: 2014-07-16

Abstract

一种磷酸氨盐长效缓释肥粒料的生产方法，本发明的特点为：利用磷质材料、镁质材料、钙质材料、氨水等反应生成不溶于水但溶于酸的MgNH₄PO₄·xH₂O和CaNH₄PO₄·xH₂O，酸雨中含有微量的硫酸根离子、硝酸根离子等酸根离子，这些微量的酸根离子可缓慢溶解MgNH₄PO₄·xH₂O和CaNH₄PO₄·xH₂O，同时溶蚀包覆在粒料内部的农作物废弃物颗粒，长期时间内为植物生长提供可吸收的N、P、K、Ca、Mg、C、H等多种营养元素，而且消耗了酸雨中的有害离子，为农作物废弃物的可循环利用提供了有益途径。

Description

一种磷酸氨盐长效缓释肥粒料的生产方法

技术领域

本发明涉及植物、植被土的肥料生产技术领域。

背景技术

植被土是城市交通景观以及公路边坡绿化必须的材料，对于城市交通景观绿化带，浇水、施肥等人工维护等容易实现，对于远离市区的交通绿化带和公路边坡绿化植被，人工撒播化肥等维护十分困难，而且常用化肥基本都是快速见效肥，短期效果明显，但有效期短，一段时间后，未被植物吸收的化肥分解挥发，失去功效，而且施肥量难以控制准确，施肥量不足，植被会因营养不足而影响正常生长，施肥过量，同样影响植被生长并造成植被土板结硬化，而且雨水季节，部分化肥会随雨水流失，对水环境有不利影响，甚至，陡峭的岩石边坡植被的人工施肥不具有可操作性。总之，人工撒播化肥的方法不能长期稳定的供给植被生长。研发新型的缓释肥料，在播种草籽时一同混入植被土中，在一定的外部条件下缓慢释放有效成份，且肥料掺量很高时也不会对植物有不利影响，这对减少边坡绿化植被维护工作具有重要的实际意义。郑庆云在发明专利（申请号201010122557.4）中涉及了磷酸盐缓释肥及制备方法，该发明采用P₂O₅、K₂O、CaO、MgO、Fe₂O₃等氧化物经900℃~1200℃熔融、研磨后，得到缓释型肥料。该专利所涉及的肥料具有缓释功能。如果在室温条件采用简易方法制备缓释肥料，在工业化生产方面则更有可行性。

植物生长所需的大量元素有C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S等，制备缓释肥料时，需尽可能涵盖上述元素，同时做到绿色环保。

我国是农业大国，农村每年产生大量的农作物废弃物（如稻壳、稻草、玉米秸、花生壳等），除少部分生于生产清洁能源和饲料外，其余大部分没有得到充分利用。田间焚烧农作物废弃物已造成大量空气污染事件，甚至引发交通事故。将农作物废弃物田间堆放、自然腐烂的作法，会引起地表水污染。农作物废弃物具有植物生长所需的元素，是很好的有机肥料，将农作物简单加工后用于肥料，可以变废为宝，有利环境。

粉煤灰是热电厂的副产物，粉煤灰中含Ca、K、P、Na、Mg、Fe、Cu、Zn、Mn等元素，可作为土壤的被给肥源，粉煤灰还有改良粘土、盐碱土的作用，另外，粉煤灰可以疏松土壤，增加土壤孔隙率，从而提高土壤的保水能力。将粉煤灰作为缓释肥料的组份，是废物利用的可行途径之一，有较好的经济效益和社会效益。

磷酸氨镁与磷酸氨钙不溶于水，但溶于酸，且有较好的粘结性。

发明内容

本发明的目的在于提出一种充分利用常用化工原料、工业副产物、农作物废弃物的酸雨溶蚀型绿化植被土用磷酸氨盐长效缓释肥粒料的生产方法。

本发明包括以下步骤：

1）将颗粒状农作物废弃物用水浸泡30分钟后，滤去多余水，取得浸泡后的农作物废弃物；

2）将镁质材料、钙质材料和粉煤灰混合均匀形成混合干粉；

3）将混合干粉和浸泡后的农作物废弃物混合，在搅拌条件下，喷撒由氨水和磷质材料组成的混合溶液，取得粒料；

4）将粒料制干。

本发明具有以下特点：

①本发明所制备的缓释肥料主要成份为磷酸氨钙和磷酸氨镁，磷酸氨钙和磷酸氨镁在自然条件下，以固体形式存在，不挥发，不易流失，不改变土壤pH值，不影响环境。

②磷酸氨钙和磷酸氨镁不溶于水，但溶于酸，酸雨中溶有微量的硫酸根离子、硝酸根离子，可以将固体的磷酸氨钙和磷酸氨镁缓慢溶解，即可长期时间内为植物生长提供肥料，又可消耗酸雨中的有害离子，调整酸雨pH值，对环境有利。

③利用工业副产物粉煤灰作为填料，除废物利用外，粉煤灰中含有植物生长所需的钾、磷等植物生长所需的元素，是土壤的补给肥源，且可提高土壤保肥水能力、改良土壤。

④使用农作物废弃物颗粒作为长效缓释肥粒料的载体，粒料粒径易控制，从而控制肥料的缓释速度，且农作物废弃物自身为有机肥料，在不溶性磷酸盐的包覆状态下，接触酸雨后缓慢腐烂，为植物提供有机肥料，同时也为农作物废弃物的开发利用开拓新的途径。

⑤肥料在酸雨作用下缓慢溶蚀，即能满足植物生的长期营养需要，又不会流失，不会污染环境。

本发明利用磷质材料、镁质材料、钙质材料、氨水等反应生成不溶于水但溶于酸的MgNH₄PO₄·xH₂O和CaNH₄PO₄·xH₂O，酸雨中含有微量的硫酸根离子、硝酸根离子等酸根离子，这些微量的酸根离子可缓慢溶解MgNH₄PO₄·xH₂O和CaNH₄PO₄·xH₂O，同时溶蚀包覆在粒料内部的农作物废弃物颗粒，长期时间内为植物生长提供可吸收的N、P、K、Ca、Mg、C、H等多种营养元素，而且消耗了酸雨中的有害离子，为农作物废弃物的可循环利用提供了有益途径。

另外，本发明在所述步骤3）中以喷雾的方式加入由水和减水剂组成的混合液，该操作可以根据缓释肥料成球状态控制喷雾量，这有利于控制粒料粒径。

所述磷质材料、镁质材料、钙质材料、氨水、粉煤灰和农作物废弃物颗粒的混合质量比为1︰0.4～0.96︰0.57～1.02︰1～1.2︰1～3︰0.1～0.3。该材料组成范围下，缓释肥生成反应速度适中，主要原材料利用率高。

所述磷质材料为H₃PO₄或NH₄H₂PO₄。这两种材料来源广泛，价格低，是制备磷酸氨盐的必备材料。

所述镁质材料为Mg(OH)₂、MgCO₃、MgCl₂或由天然镁矿石经600℃~700℃烧制得到的活性轻烧MgO。上述镁质材料在我国分布广、价格低廉。

所述钙质材料为CaO、Ca(OH)₂或CaCO₃。这三种材料皆为常见建筑材料，原材料来源广、生产制备成本低。

所述农作物废弃物颗粒为花生壳、稻壳、稻壳粉、玉米芯粉、米糠、粉碎稻草、粉碎玉米秸杆颗粒中的至少任意一种。

所述粉煤灰为作为混凝土掺和料用的Ⅰ级、Ⅱ级或Ⅲ级粉煤灰。粉煤灰是工业副产物，粉煤灰中含有大量营养元素，而且粉煤灰具有疏松土壤和保水功能，在土壤中有利于植物生长。

所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述水与减水剂的质量比为100～1600︰1。聚羧酸减水剂减水率高、保坍性好，有利于制备强度更高的缓释肥粒料、从而使肥料缓释时间更长，而且高保坍性也使肥料成球时间更长，可以更好的控制制备过程。

附图说明

图1酸雨溶蚀型绿化植被土用磷酸氨盐长效缓释肥粒料的照片。

具体实施方式

一、制备方法：

实施实例1 ①原材料：磷质材料、镁质材料、钙质材料、氨水由天津科密欧化学试剂有限公司生产；活性轻烧MgO，325目粉末，由天然镁矿石经600℃～700℃轻烧制得，由辽宁海城世京旗扬实业有限公司生产；作为混凝土掺和料用的Ⅰ级、Ⅱ级或Ⅲ级粉煤灰，由南京共创防腐保温有限公司生产；花生壳、稻壳、稻壳粉、玉米芯粉、米糠、粉碎稻草、粉碎玉米秸杆颗粒等农作物废弃物由江苏省农村地区产；减水剂聚羧酸，含固量50%，减水率30%以上，苏州西卡集团生产。

②按照下列质量份称取原料：

1kg H₃PO₄，0.36 kg NH₃·H₂O，0.30 kg Mg(OH)₂，0.29 kg CaO，2 kg粉煤灰，0.3 kg稻壳，0.004 kg减水剂，1.18 kg水。

③制备工艺：

(a)按比例称量好各原材料；(b)将农作物废弃物颗粒用自来水浸泡30分钟后，滤掉多余水，取得浸泡后的农作物废弃物；(c)将水和减水剂混合均匀并注入喷雾器中；(d)将镁质材料、钙质材料、粉煤灰干粉材料混合均匀；(e)将浸泡过的农作物废弃物颗粒与粉体材料混合均匀；(f)将氨水与磷质材料混合均匀，注入另一喷雾器中；(g)边搅拌边将氨水与磷质材料的溶液喷撒至粉体材料中，制成粒料；(h)视粒料成球情况边搅拌边喷撒水和减水剂的混合液；(i)粒料平铺，自然晾干。

实施实例2

按照下列质量称取原料：

1 kg H₃PO₄，0.36 kg NH₃·H₂O，0.20 kg活性轻烧MgO，0.38 kg Ca(OH)₂，2 kg粉煤灰，0.3 kg稻壳粉，0.004 kg聚羧酸，1.18 kg水。

制备同实施例1。

实施实例3

按照下列质量称取原料：

1 kg H₃PO₄，0.36 kg NH₃·H₂O，0.43 kg MgCO₃，0.51 kg CaCO₃，2 kg粉煤灰，0.2 kg花生壳，0.004 kg聚羧酸，1.29 kg水。

制备同实施例1。

实施实例4

按照下列质量称取原料：

1 kg H₃PO₄，0.36 kg NH₃·H₂O，0.48 kg MgCl₂，0.29 kg CaO，3 kg粉煤灰，0.2 kg粉碎稻草颗粒，0.005 kg聚羧酸，1.54 kg水。

制备同实施例1。

实施实例5

②按照下列质量称取原料：

1 kg H₃PO₄，0.36 kg NH₃·H₂O，0.20 kg MgO，C0.38 kg a(OH)₂，2 kg粉煤灰，0.1 kg粉碎玉米秸杆颗粒，0.004 kg减水剂，1.18 kg水。

制备同实施例1。

实施实例6

按照下列质量称取原料：

1 kg NH₄H₂PO₄，0.25 kg Mg(OH)₂，0.32 kg Ca(OH)₂，1.5 kg粉煤灰，0.2 kg玉米芯粉，0.003 kg聚羧酸，1.07 kg水。

制备方法：(a)按比例称量好各原材料；(b)将农作物废弃物颗粒用自来水浸泡半小时，滤掉多余水；(c)将水和减水剂混合均匀并注入喷雾器中；(d)将磷质材料、镁质材料、钙质材料、粉煤灰干粉材料混合均匀；(e)将浸泡过的农作物废弃物颗粒与粉体材料混合均匀；(f)视粒料成球情况边搅拌边喷撒水和减水剂的混合液；(g)粒料平铺，自然晾干。

二、产品应用及效果：

将以上六种不同的长效缓释肥粒料分别施用于不同环境的公路绿化带、边坡绿化植被土中，通过对比试验，分别进行分析，结果表明：本发明制成的长效缓释肥粒料可利用雨水中的硫酸根离子、硝酸根离子等酸根离子，缓慢溶解粒料中的不溶性MgNH₄PO₄·xH₂O和CaNH₄PO₄·xH₂O等，

可见，本发明缓慢腐蚀包覆在粒料中的农作物废弃物，长期时间内为植物生长提供可吸收的氮、磷、钾、钙、镁等多种元素，消耗酸雨中的有害离子，同时又将农作物废弃物有益利用，对环境有利。

Claims

1.一种磷酸氨盐长效缓释肥粒料的生产方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将颗粒状农作物废弃物用水浸泡后，滤去多余水，取得浸泡后的农作物废弃物；

2）将镁质材料、钙质材料和粉煤灰混合均匀形成混合干粉；

4）将粒料制干。

2.根据权利要求1所述磷酸氨盐长效缓释肥粒料的生产方法，其特征在于在所述步骤3）中以喷雾的方式加入由水和减水剂组成的混合液。

3.根据权利要求1所述磷酸氨盐长效缓释肥粒料的生产方法，其特征在于所述磷质材料、镁质材料、钙质材料、氨水、粉煤灰和农作物废弃物颗粒的混合质量比为1︰0.4～0.96︰0.57～1.02︰1～1.2︰1～3︰0.1～0.3。

4.根据权利要求1所述磷酸氨盐长效缓释肥粒料的生产方法，其特征在于所述磷质材料为H₃PO₄或NH₄H₂PO₄。

5.根据权利要求1所述磷酸氨盐长效缓释肥粒料的生产方法，其特征在于所述镁质材料为Mg(OH)₂、MgCO₃、MgCl₂或由天然镁矿石经600℃～700℃烧制得到的活性轻烧MgO。

6.根据权利要求1所述磷酸氨盐长效缓释肥粒料的生产方法，其特征在于所述钙质材料为CaO、Ca(OH)₂或CaCO₃。

7.根据权利要求1所述磷酸氨盐长效缓释肥粒料的生产方法，其特征在于所述农作物废弃物颗粒为花生壳、稻壳、稻壳粉、玉米芯粉、米糠、粉碎稻草、粉碎玉米秸杆颗粒中的至少任意一种。

8.根据权利要求1所述磷酸氨盐长效缓释肥粒料的生产方法，其特征在于所述粉煤灰为作为混凝土掺和料用的Ⅰ级、Ⅱ级或Ⅲ级粉煤灰。

9.根据权利要求2所述磷酸氨盐长效缓释肥粒料的生产方法，其特征在于所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述水与减水剂的质量比为100～1600︰1。